Сортирование и калибрование пищевого сырья

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь

Учреждение образования

«ГРОДНЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра технического обеспечения производства и переработки продукции животноводства

Специализация 1-49 01 02 01 Технология мяса и мясных продуктов

Курсовая работа

по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»

РАСЧЕТНО-ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА

СОРТИРОВАНИЕ И КАЛИБРОВАНИЕ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ. ВИДЫ СЕПАРИРОВАНИЯ. ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИЗМЕЛЬЧЕНИЯ

И.С. Леонович

Гродно 2018



Содержание

Введение

1. Описание и аналитическое исследование процесса

1.1 Сущность и задачи сортирования

1.2 Сущность и задачи колибрования

1.3 Виды сепарирования

1.4 Физические основы измельчения

2. Описание и анализ аппаратов проектируемого процесса

3. Инженерно-технологические расчеты

Заключение

Список используемой литературы



Введение

Технологические процессы производства многих пищевых продуктов включают одну из основных операций -- сортирование (разделение, или классификация) различных смесей (как сырья, так и различных промежуточных продуктов) на составляющие их компоненты.

Разделение смесей на партии приблизительно одинакового гранулометрического состава позволяет при дальнейшей обработке обеспечить качественное протекание последующих процессов обработки пищевого сырья.

Основная цель разделения смесей заключается в том, чтобы в процессе сортирования выделить фракции по таким признакам частиц, которые обеспечивают требуемое количество и качество промежуточных и конечных компонентов.

Смеси продуктов сортируют по разнообразным геометрическим и физическим признакам и свойствам частиц, размерам и форме частиц, их плотности, шероховатости, электро- и светопроводности, цвету и т. п. Для разделения сыпучих пищевых продуктов используются сепараторы.



1. Описание и аналитическое исследование процесса

1.1 Сущность и задачи сортирования

Сортирование, или классификация, -- это процесс разделения смесей различных сыпучих продуктов на фракции одинакового качества и степени зрелости, различающиеся размерами и физическими свойствами.

Калибрование -- разделение различных продуктов на фракции с одинаковыми размерами по форме и массе.

В соответствии с технологическим назначением и областью применения сепарирующие машины делят:

? на машины для разделения смесей по ширине, толщине и форме поперечного сечения частиц -- ситовые сепараторы;

? машины для разделения смесей по длине частиц -- триеры цилиндрические и дисковые;

? машины для разделения смесей по аэродинамическим свойствам -- воздушные сепараторы;

? машины для разделения смесей по ширине, толщине и аэродинамическим свойствам -- воздушно-ситовые сепараторы;

? машины для разделения смесей по гравитационным свойствам (индивидуальной массе, плотности) -- камнеотборники и пневмосортировальные столы;

? машины для разделения смесей по упругости и коэффициенту ударного трения -- отражательные столы, падди-машины;

? машины для разделения смесей по фрикционным свойствам -- фрикционные сепараторы, горки;

? машины для разделения смесей по разности магнитных свойств компонентов -- магнитные и электромагнитные сепараторы;

? машины для разделения смесей по различию цветов компонентов (коэффициенту отражения светового потока) -- оптические и фотоэлектронные сепараторы;

? машины для разделения смесей по электрическим свойствам (по диэлектрической проницаемости) -- электростатические и коронные сепараторы [2].

Возможны три варианта состава двухкомпонентных смесей.

Первый вариант (рис. 1) смеси показывает, что при значении величины делящего фактора D, при положительном значении ? = xl min - х2 max исходную двухкомпонентную смесь теоретически можно полностью разделить на два компонента по признаку X.

Рисунок 1 - Разделимая по признаку X двухкомпонентная смесь

При отрицательном значении ? = xl min - х2 max, когда часть площади, ограниченной кривой 1, перекрывается кривой 2 (рис. 2), исходная смесь не может быть полностью разделена на исходные компоненты по признаку X. Теоретически можно выделить только часть компонентов в два приема, а именно: 1) часть зерна основной культуры в чистом виде (компонент 1), соответствующую площади справа от прямой б--б по значению делящего признака D = xl min; 2) часть мелких примесей в чистом виде (компонент 2), соответствующую площади фигуры, находящейся слева от прямой а--а, по значению делящего признака D = х2 тах; 3) неразделимую смесь компонентов, соответствующую площади, ограниченной прямыми а--а и б--б.

Таким образом, данную смесь по признаку X возможно разделить на три фракции. При частичном их извлечении только две из них являются чистыми, а третья представляет собой неразделимую смесь. Такие смеси называют трудноразделимыми по данному признаку.

Рисунок 2 - Трудноразделимая по признаку X двухкомпонентная смесь

1.2 Сущность и задачи колибрования

Принцип работы калибрователей основан на перемещении калибруемого продукта вдоль щели переменного сечения.

Шнековый калиброватель (рис. 3). Калибровка в нем осуществляется двумя вращающимися в противоположные стороны шнеками с постоянным шагом и уменьшающимся диаметром.

Под калибрующими шнеками расположен ленточный конвейер, разделенный перегородками на несколько ручьев [1]. Продукт в зависимости от размера попадает в один из ручьев и удаляется конвейером к месту дальнейшей переработки. Диаметр вала в каждом последующем витке шнека меньше диаметра вала в предыдущем витке, поэтому диаметр плодов в каждом ручье ленточного транспортера также уменьшается.



Рисунок 3 - Шнековый калиброватель

Ступенчатый валиковый калиброватель (рис. 4). Состоит из двух вращающихся в противоположных направлениях валиков. Для обеспечения поступательного движения калибруемого продукта валики можно наклонить на угол до 15°. Комплект, состоящий из пяти пар ступенчатых или шнековых валиков разных размеров, обеспечивает калибровку плодов и овощей, различных по форме и величине.

Рисунок 4 - Ступенчатый валиковый калиброватель

Конусный калиброватель. Он состоит из двух вращающихся навстречу друг другу гладких конических валиков (рис. 5). Калибрующий эффект обеспечивается двумя коническими валиками, расстояние между которыми постоянно увеличивается. Последовательная установка калибровочных устройств позволяет калибровать по двум размерам: не только по толщине, но и по длине, что требуется при калибровке огурцов.



Рисунок 5 - Конусный калиброватель

Ленточный калиброватель (рис. 6) [6]. Представляет собой последовательно смонтированные под наклоном ленточные транспортеры с отверстиями разных диаметров. Продукт, попадая на ленте транспортера в отверстия своего диаметра, разделяется на три группы. Вместо ленты могут использоваться вибрационные полотна или одно полотно, разделенное по ширине на оны с различными отверстиями.

Рисунок 6 - Ленточный калиброватель.

Они применяются для калибровки шарообразных продуктов. Благодаря наклону ленты плоды в один ряд скатываются в зазор между валиком и переносятся лентой транспортера вдоль зазора, который расширяется из-за ступенчатости валика. По мере расширения зазора продукт выпадает в один из отсеков, на которые разделен перегородками стол.

Вибрационный калиброватель (рис. 7) применяется для калибровки картофеля и других твердых плодов.

Принцип работы этих устройств основан на просеивании плодов через отверстия в ситах, совершающих колебательное движение.

Рисунок 7. -Вибрационный калиброватель

Барабанные калиброватели. Представляют собой вращающиеся барабаны с отверстиями на поверхности. Ось барабанов может быть наклонена к горизонтали, а внутри приварена винтовая направляющая для более равномерного распределения продукта по сетчатому цилиндру. Поверхность разделена на зоны с отверстиями возрастающих размеров, имеющими различную форму: круглую, овальную. Плод попадает в отверстия барабана и падает в сборный лоток, а затем отводится на дальнейшую переработку. Более крупные плоды попадают на следующий барабан и т. д.

1.3 Виды сепарирования

Ситовое сепарирование

Характеристика способов просеивания. В качестве рабочих органов просеивающих машин применяют пробивные (штампованные из стального листа), металлические проволочные (металлотканые), шелковые, капроновые и полиамидные сита. Сита характеризуются рабочим размером, формой отверстий и коэффициентом живого сечения.

Часть смеси, проходящую через отверстия сит, называют проходовой фракцией, или «проходом», а остальную часть, которая не проходит через отверстия сит и сходит с них, называют сходовой фракцией, или «сходом».

Сита с круглыми отверстиями задерживают частицы, ширина которых больше диаметра отверстий сита, поэтому считают, что на ситах с круглыми отверстиями выделяют из зерновой смеси примеси, отличающиеся от зерна основной культуры шириной.

Сита с прямоугольными отверстиями задерживают частицы, толщина которых больше размеров отверстий сит. Такие сита используют для разделения смеси по толщине отдельных частиц и для очистки зерна от примесей, отличающихся от зерен основной культуры толщиной.

Важные параметры режима просеивания -- это число колебаний п в минуту и амплитуда А, которая равна половине размаха колебания сит. Число колебаний и амплитуду называют кинематическими параметрами. Число колебаний сита, при котором начинается относительное движение продукта по ситу, называют критическим [3].

Под действием периодически возникающих сил зерновая смесь на сите разрыхляется, пространство между частицами увеличивается, что приводит к их самосортированию. При этом частицы с большей плотностью начинают «тонуть»; возникают силы расклинивающего характера, под действием которых частицы с меньшей плотностью начинают «всплывать» на поверхность слоя. В результате взаимного перемещения частицы сыпучей среды сортируются не только по плотности, но и по крупности. Явление перераспределения частиц по крупности и плотности называют самосортированием.

Более мелкие и тяжелые частицы как бы просеиваются между крупными и концентрируются на сите в нижних частях слоя. Таким образом, под действием вибрации зерновая смесь расслаивается по плотности, а в пределах данной плотности -- по крупности.

Большинство смесей состоит из частиц почти одинаковой плотности. В этом случае в процессе просеивания преобладает самосортирование по крупности. Это явление, называемое сегрегацией, способствует просеиванию, т. к. проходовые частицы (мелкие) приходят в контакт с поверхностью сита и просеиваются.

Кроме плотности и размеров частиц, на их проходимость из верхних слоев в нижние и обратно влияют форма и состояние поверхности частиц, толщина вышележащего слоя продукта, частота и амплитуда колебания сита, т.е. на проходимость частиц или скорость самосортирования частиц внутри сепарируемой смеси влияют различные геометрические и физические факторы.

Дисковые калиброватели (рис. 9). Состоят из вращающегося корпусного диска 2 и продолговатых ребер 3 и 4, расположенных над диском так, что образуют отверстия диаметром d1, d2 и d3. Размеры отверстий могут регулироваться изменением положения ребер над поверхностью диска.

Плод 1, попадая на поверхность диска гравитационно и под действием центробежной силы, образующейся при вращении диска, выталкивается в отверстия между ребром и поверхностью диска.

Сепаратор с решетной очисткой и местной аспирацией (рис.10). Он отделяет примеси, отличающиеся от основного продукта геометрическими размерами по ширине и толщине. Аспирация предусматривает только обеспыливание машины.

Сепаратор выполнен в виде разборной станины 1, внутри которой на восьми вертикально расположенных подвесных пружинах 8 подвешены два решетных корпуса 2 и 4. Для удобства обслуживания и создания герметичности станина 1 снабжена съемными люками.



Рисунок 9 - Дисковый калиброватель

Возвратно-поступательное движение решетным корпусам сообщается от эксцентрикового колебателя 13, приводимого в движение от электродвигателя 12 через клиноременную передачу. Равномерное распределение смеси по ширине решет осуществляется приемно-распределительным устройством 17 с грузовым клапаном.

Сепаратор имеют четыре ряда решет. Очистка решет от застрявших частиц производится очистительным инерционным механизмом 3. Отделение примесей по величине осуществляется путем последовательного просеивания сырья на решетах, совершающих возвратно-поступательное движение. Продукт поступает сначала в приемно-распределительное устройство 17, а затем, преодолевая сопротивление регулируемого клапана 16, -- равномерным слоем на приемное решето 15.

Сход с приемного решета выводится лотком 14 в сборник отходов 19. Проход приемного решета поступает на сортировочное решето 5 [4].

Очищенное продукт сходом с разгрузочного и подсевного решет объединяется и выводится из машины. Проход подсевного решета по поддону 11 нижнего корпуса поступает в патрубок 10 и выводится из машины. Аспирация машины осуществляется путем включения машины в вентиляционную сеть через аспирационный патрубок 18.



Рис. 10 - Сепаратор

1 -- станина; 2, 4 -- решетные корпуса; 3 -- очистительный инерционный механизм; 5 -- сортировочный ряд решет; 6 -- разгрузочный ряд решет; 7 -- подсевной ряд решет; 8 -- подвесные пружины; 9 -- поперечные лотки; 10 -- патрубок; 11 -- поддон; 12 -- электродвигатель; 13 -- эксцентриковый колебатель; 14 -- лоток; 15 -- приемное решето; 16-- грузовой клапан; 17 -- приемно-распределительное устройство; 18 -- аспирационный патрубок; 19 -- сборник отходов.

Воздушное сепарирование

Принцип воздушной сепарации зерна основан на различии в аэродинамических свойствах компонентов зерновой смеси. Основным показателем аэродинамических свойств частиц смеси, определяющим ее делимость в воздушной среде, является скорость витания. В основу очистки и сортирования зерна воздухом положены различия в способности разных частиц перемещаться в воздушной среде с различной относительной скоростью.

Если в вертикальный воздушный поток поместить несколько частиц зерновой смеси, то каждая из них будет находиться под действием силы тяжести G, приложенной к центру тяжести, и силы сопротивления R, равной подъемной силе воздушного потока при движении частицы вверх либо динамическому сопротивлению воздушной среды при движении частицы вниз.

При турбулентном движении воздушного потока, например в пневмосепарирующих каналах, сила сопротивления в основном зависит от динамического воздействия потока на частицу и определяют ее по формуле Ньютона

,

где - коэффициент аэродинамического сопротивления;

FM - площадь проекции частицы на плотность,м2;

с - плотность воздуха, кг/м3;

х0 - относительная скорость обтекаемой частицы и потока, м/с.

Величина коэффициента 4 зависит от формы частицы, состояния ее поверхности и режима потока, т. е. от величины критерия Рейнольдса (Re).

В вертикальном восходящем потоке воздуха силы тяжести и силы сопротивления, действующие на частицу, всегда направлены в противоположные стороны, в связи, с чем существует три возможных случая (рис. 11):

1) R1>G1 -- частица движется вверх;

2) R2 = G2 -- частица в равновесии;

3) R3<G3 -- частица движется вниз.

Таким образом, отношение R/G определяет направление движения частицы и свидетельствует о возможности разделения частиц воздушным потоком. В случае R/G= 1 относительная скорость частицы равна абсолютной скорости воздушного потока, но направлена в противоположную сторону. Скорость, при которой частица находится во взвешенном состоянии, называют скоростью витания или критической скоростью



Разные скорости витания компонентов смеси служат показателем возможности их разделения. Чем больше разность между значениями скоростей витания компонентов, тем точнее может быть разделена данная смесь.

Учитывая неравномерность воздушного потока, а также непрерывное изменение в процессе разделения миделевого сечения (вращение продолговатых зерен), точного разделения смеси на две фракции не происходит. Обычно получают две фракции, в которых содержатся оба компонента. Объясняется это тем, что некоторая часть смеси со скоростями витания v1 и v2, близкими по величине к средней скорости воздушного потока, с одинаковой вероятностью может попасть в любую из двух фракций.

Наиболее эффективной сепарации можно достигнуть при равномерном потоке воздуха по всему сечению пневмоканала. В каналах прямоугольного сечения происходят завихрения и так называемые вторичные движения воздуха, а в каналах круглого сечения указанных недостатков не наблюдается. Однако равномерность распределения воздушного потока и в этих каналах нарушается устройством для ввода сепарируемой зерновой смеси [6].

Высота подбрасывания частиц над слоем при прочих равных условиях зависит от скорости воздушного потока. Если высота выброса частиц данного размера больше высоты пневмоканала над слоем, то такие частицы будут унесены из сепаратора, даже если скорость воздуха меньше скорости их витания.

Триерное сепарирование

Частицы с одинаковым поперечным сечением и различной длиной разделяют не на ситах, а в триерах. Таким образом, триеры применяют для выделения примесей, отличающихся от зерен основной культуры длиной. Сепарирование смесей при помощи триерных (ячеистых) поверхностей называют триерованием.

Рисунок 1.1 - Разделение зерновой смеси по длине

Триеры по конструктивному исполнению основных рабочих органов подразделяют на цилиндрические и дисковые. Наиболее широкое применение получили дисковые триеры, которые имеют большую производительность при меньших габаритах и отличаются более высокой технологической эффективностью.

Цилиндрические триеры в зависимости от значения окружной скорости разделяют на тихоходные (х = 0,3...0,5м/с) и быстроходные (х = 1,2...1,5м/с). Тихоходные триеры выпускают с наружным сетчатым цилиндром и без него. Первые применяют для очистки зерна от коротких и длинных примесей и его сортирования по толщине, вторые -- для контроля отходов.

Виброударное и вибропневматическое сепарирование

Представителями виброударных сепараторов являются машины с отражательными стенками -- так называемые падди-машины. Их применяют на разных стадиях технологического процесса зерноперерабатывающих предприятий: для разделения смеси шелушеных и нешелушеных зерен риса, овса, проса, выделения некоторых трудноотделимых примесей (ячменя из овса, спорыньи, дикой редьки) из зерен основной культуры.

Магнитное сепарирование

В основе процесса лежит разница в магнитных свойствах компонентов смеси, обусловливающая превышение магнитной силы над механическими силами, действующими на металломагнитные частицы в рабочем поле сепаратора. Сущность процесса магнитной сепарации заключается в том, что из общего потока движущейся смеси выделяются металломагнитные частицы, изменяющие свой путь по направлению действия магнитной силы [4]. смесь калиброватель просеивание сепарирование

Анализ работы элементарных магнитных сепараторов показал, что эффективность извлечения металломагнитной примеси зависит от двух элементов процесса: собственно улавливания магнитом металломагнитных частиц из продукта и удерживания их на магните -- способности частиц противостоять движущемуся продукту. Чтобы удержать уловленные металломагнитные примеси, рабочий орган магнитного сепаратора сделан в виде ступенек, под которые смещаются эти примеси.

Недостаток этих сепараторов -- в ручной очистке магнитов и периодическом подмагничивании подков. Электромагнитные сепараторы в этом отношении совершенны.

Современные электромагнитные сепараторы обеспечивают равномерную регулируемую подачу продукта с небольшой скоростью при постоянной толщине слоя, а автоматическая очистка гарантирует регулярность снятия с магнитов металломагнитных примесей.

Об опасности завала дает сигнал измерительный преобразователь уровня 13, смонтированный в разгрузочном патрубке 14. Кроме того, задвижкой можно регулировать подачу смеси, обеспечивая работу дробилки в автоматическом режиме, в случае установки промежуточного бункера между сепаратором и дробилкой с двумя измерительными преобразователями уровня.

Питающий бункер 5 снабжен клапаном 6, который под действием противовеса прижимается к барабану. Поступающий продукт отжимает клапан.

Электромагнитный барабан 8 состоит из вращающейся обечайки 7 и неподвижной электромагнитной системы. Обечайка выполнена из немагнитного материала. При помощи планки на обечайке металломагнитные примеси извлекаются из магнитного поля. Обечайка смонтирована на шариковых подшипниках.

1.4 Физические основы измельчения

Измельчение материалов производиться раздавливанием, раскалыванием, ударом или истиранием.

Измельчение происходит в одно или несколько приемов, в открытых или замкнутых циклах.

Процессы измельчения связаны с затратой большого количества энергии. Расход энергии может быть определен из существующий теорий измельчения.

Поверхностная теория исходит из того, что при измельчении работа расходуется на преодоление сил межмолекулярного притяжения по поверхностям разрушения материала. Из этой теории следует, что работа, необходимая для измельчения, пропорциональна вновь образующейся поверхности измельчаемого материала.

Объемная теория исходит из того, что при измельчении работа расходуется на деформации материала до достижения предельной разрушающей деформации. Из этой теории следует, что работа, необходимая для измельчения, пропорциональна уменьшению объема кусков материала перед их разрушением.

Полная работа внешних сил выражается уравнением Ребиндера



где АД - работа, затрачиваемая на деформацию объема разрушаемого куска, Дж;

АП - работа, затрачиваемая на образование новой поверхности, Дж;

К1,2 -коэффициент пропорциональности;

- изменение объема разрушаемого тела;

- приращение вновь образованной поверхности.

На основе закона Гука работу деформации материала при сжатии можно определить по соотношению

(Н•м),

где х -разрушающее напряжение сжатия, Н/м;

- изменение объема куска тела, перед разрушением;

Е - модуль упругости, Н/м2.

Как видно, работа, затрачиваемая на разрушение материала, зависит от разрушающего напряжения и модуля упругости материала.

Получаем

,

В случае крупного дробления с малой степенью измельчения можно пренебречь работой, затрачиваемой на образование новой поверхности, и, учитывая, , получаем



где D3 - характерный размер куска.

Уравнение (1.5) выражает гипотезу Кика-Кирпичева: работа дробления пропорциональна объему дробимого куска.

Для дробления с большой степенью измельчения можно пренебречь работой, затрачиваемой на деформирование объема куска. Тогда учитывая, что ,

Это уравнение является выражением гипотезы Риттингера, согласно которой работа дробления пропорциональна величине вновь образованной при дроблении поверхности.

В случае, когда нельзя пренебречь слагаемыми в уравнении (1.2), получаем уравнение

,

которое носит название уравнения Бонда: работа дробления равна среднегеометрическому из его объема и поверхности.

Работа Аполн (Дж), затрачиваемая на резание может быть выражена формулой В.П. Горячкина

Аполн=Асж+Ап

где Асж - работа, затрачиваемая на сжатие продукта, Дж;

Ап - полезная работа резания, Дж.

Обычно пользуются понятием «удельное усиления резания», которое представляет собой усиление, отнесенное у 1 м длины лезвия ножа [2].



2. Описание и анализ аппаратов проектируемого процесса

Отличительная особенность воздушного сепаратора -- это наличие вибролотка, обеспечивающего надежное распределение и расслоение зерна по длине пневмосепарирующего канала, а также возможность регулирования сечения и формы пневмосепарирующего канала, что существенно повышает эффективность очистки зерна от легких примесей.

Воздушный сепаратор. Предназначен для очистки зерна от легких примесей. Приемная камера 12 сепаратора имеет отверстие в верхней части для поступления зерна в смотровое окно. Корпус изготовлен в виде вертикального прямоугольного канала.

Рисунок 2.1 - Воздушный сепаратор

1 -- смотровое окно; 2 -- заслонка; 3, 4, 9 -- штурвалы; 5 -- подвижная стенка; в -- пневносепарирующий канал; 7 -- пружина; 8 -- жалюзи; 10 -- инерционный вибратор; 11 -- вибролоток; 12 -- приемная камера; 13 -- ограничитель хода.

На боковинах сепаратора по всей высоте расположены смотровые окна 1. Задняя стенка имеет жалюзи 8 для поступления воздуха в пневмосепарирующий канал. Внутри корпуса установлена подвижная стенка 5, которая с передней стенкой корпуса образует пневмосепарирующий канал 6. Подвижная стенка состоит из верхней и нижней частей, шарнирно соединенных между собой. Положение обеих частей регулируют штурвалами 4 и 9, так что можно устанавливать различную скорость воздуха в верхней и нижней частях пневмосепарирующего канала [1].

В верхней части пневмосепарирующего канала установлена дроссельная заслонка 2 для регулирования расхода воздуха. Ее положение фиксируют штурвалом 3. Вибролоток 11 обеспечивает подачу зерна в пневмосепарирующий канал. Резиновая накладка вибролотка служит днищем приемной камеры. С корпусом лоток соединен резиновыми подвесками и пружинами 7, которые обеспечивают необходимый подпор сырья в приемной камере независимо от нагрузки, что предотвращает подсос воздуха в пневмосепарирующий канал. Для установления начального зазора между вибролотком и приемной камерой служит ось с ограничителем хода 13. Это винтовое устройство, на которое опирается вибролоток.

Вибролоток приводится в колебательное движение инерционным вибратором 10, который представляет собой электродвигатель с дебалансными грузами. Изменяя их положение, увеличивают или уменьшают амплитуду колебаний вибролотка. На боковой стенке корпуса расположена люминесцентная лампа, освещающая пневмосепарирующий канал, что облегчает визуальный контроль и регулирование рабочего процесса.

Технологический процесс в воздушном сепараторе происходит следующим образом. Смесь поступает в приемную камеру 12, затем -- на вибролоток 11. Подпор сырья препятствует подсосу воздуха в приемную камеру. Вибролоток не только выравнивает слой зерна по всей длине пневмосепарирующего канала, но и способствует расслоению зерновой смеси так, что легкие примеси перемещаются в верхний слой. Это способствует более эффективному их выделению воздухом. Кроме того, подвижную стенку 5 в нижней части устанавливают в такое положение, чтобы слой продукта, сходящий с вибролотка 11, был практически горизонтальным. Все это создает оптимальные условия для пневмосепарирования.

Основное количество воздуха, проходя под вибролотком 11, объединяется с воздухом, поступающим через жалюзи задней стенки, и пронизывает слой смеси. Дополнительное поступление воздуха через жалюзи препятствует оседанию пыли в пневмосепарирующем канале. Легкие примеси вместе с воздухом поднимаются вверх по каналу и уносятся в аспирационную систему, а очищенный продукт выводится через выпускной патрубок.

Однобарабанный сепаратор. В однобарабанном сепараторе (рис. 2.2) электромагнитная система сепаратора неподвижна, с чередующейся полярностью полюсов поперек движения продуктов. Сырье поступает через загрузочный патрубок 4, в котором смонтированы клапан 2 и задвижка 1. Клапан поворачивается относительно оси, на которой жестко закреплен противовес 3. Поступающее на сепаратор сырье преодолевает действие противовеса и открывает клапан. В закрытом положении рычаг противовеса нажимает на конечный выключатель и тем самым обеспечивает отключение электромагнитной системы в случае прекращения поступления сырья.

Задвижка, выполненная в виде шибера, предназначена для перекрытия подачи зерна в случае возникновения опасности завала сепаратора.

Об опасности завала дает сигнал измерительный преобразователь уровня 13, смонтированный в разгрузочном патрубке 14. Кроме того, задвижкой можно регулировать подачу сырья, обеспечивая работу дробилки в автоматическом режиме, в случае установки промежуточного бункера между сепаратором и дробилкой с двумя измерительными преобразователями уровня.

Питающий бункер 5 снабжен клапаном 6, который под действием противовеса прижимается к барабану. Поступающий продукт отжимает клапан.

Электромагнитный барабан 8 состоит из вращающейся обечайки 7 и неподвижной электромагнитной системы. Обечайка выполнена из немагнитного материала. При помощи планки на обечайке металломагнитные примеси извлекаются из магнитного поля. Обечайка смонтирована на шариковых подшипниках.

Электромагнитная система включает в себя сердечник 10, выполненный в виде оси, четыре катушки на сердечнике, два боковых полюса и три промежуточных полюса. В нерабочей зоне барабана смонтирован экран 16, уменьшающий магнитное поле. Обечайка в нерабочей зоне очищается от металломагнитных примесей скребком 15.

На границе магнитного поля снизу барабана смонтирована щетка 11 для очистки обечайки от налипших частиц продукта.

В рабочей зоне барабана фартук 9 предотвращает разбрызгивание продукта при его движении по обечайке.

Риунок 2.2 - Электромагнитный однобарабанный сепаратор

1 -- задвижка; 2 -- клапан; 3 -- противовес; 4 -- загрузочный патрубок; 5 -- питающий бункер; 6 -- клапан; 7 -обечайка; 8 -- электромагнитный барабан; 9 -- фартук; 10- сердечник; 11 -щетка; 12 -- корпус; 13- преобразователь уровня; 14 -- разгрузочный патрубок; 15 -- скребок; 16 -- экран.

Сборник выполнен в виде выдвижного ящика. В случае необходимости вместо ящика можно подключить самотек, для которого на патрубке, выводящем металломагнитные примеси, предусмотрен фланец.

Корпус 12 сепаратора выполнен в виде двух боковых алюминиевых стенок, соединенных между собой стяжками. Поперечный разъем корпуса позволяет монтировать электромагнитную систему. Дверки сзади и спереди j корпуса открываются на шарнирах. Электромагнитный барабан приводится во вращение от индивидуального электродвигателя через червячный редуктор и цепную передачу. Для изменения скорости вращения электромагнитного барабана предусмотрены сменные звездочки.



3. Инженерно-технологические расчеты

На молотковую дробилку, работающем в замкнутом цикле с предварительным сепарированием (грохочением), поступает G=20т/ч исходного материала. Размер кусков требуемого продукта дробления должен составлять dk=10 мм. В исходном материале содержится 25 %кусков, размер которых менее 10 мм. После однократного прохождения материала через дробилку продукт дробления содержит 65 % кусков размером более 10 мм. Определить производительность дробилки и сепаратора.

Доля крупных кусков в исходном материале а=1-0,25=0,75. Нагрузку дробилки при работе в замкнутом цикле определяем по формуле

q=a/(з-b),

где а - массовая доля крупных кусков в материале;

з - КПД сепаратора;

b - массовая доля кусков размером более заданного в продукте дробления.

Принимая з=0,82, получим

q=0,75/(0,82-0,65)=4,41.

Производительность молотковой дробилки рассчитывается по формуле

Qд=G•q,

Qд =20•4,41=88,20 т/ч.

Производительность сепаратора



Qг= Qд+ G,

Qг-88,20+20=102,2 т/ч.

Ответ: производительность молотковой дробилки равна 88,20 т/ч, а сепаратора - 102,2 т/ч.



Заключение

В настоящей курсовой работе были рассмотрены основные теоретические положения процессов сортирования и колибровка пищевого сырья. Более подробно описаны виды сепарирования, а также оборудования применяемые для этих процессов.

В основу калибрования и сортирования штучного сельскохозяйственного сырья положено различие его технологических свойств, а также учитывают различие в коэффициентах трения, упругости.

Одновременно с сортированием проводят инспекцию сырья, при которой удаляют дефектные экземпляры, посторонние примеси и предметы, а также вырезают поврежденные участки.

В настоящее время для механизации сортировки, калибровки сырья разработаны и рекомендованы производству поточные линии для товарной обработки плодов, которые еще больше повышают производительность труда.



Список используемой литературы

1 Процессы и аппараты химической технологии: Учебник для вузов. Дытнерский Ю. И. Изд. 2-е. В 2-х кн. Часть 2. Массообменные процессы и аппараты. М.: Химия, 1995.-368 с.: ил.

2 Процессы и аппараты пищевых производств: конспект лекций по курсу ПАПП Часть 2. Иванец В.Н., Крохалев А.А., Бакин И.А., Потапов А.Н. Кемеровский технологический институт пищевой промышленности. - Кемерово, 2002. - 140 с.

3 Процессы и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 2: Учеб. для вузов/ А.Н. Остриков, Ю.В. Красовицкий, С.М. Петров и др.; Под ред. А.Н. Острикова.- С-Пб.: ГИОРД, 2006.- 559 с.: ил.

4 Процессы и аппараты пищевых производств: учеб. пособие для вузов под редакцией А.А.Сергеева. - М.: ФГБОУ ВПО Ижевская ГСХА, 2013. - 371 с.

5 Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Учебное пособие для вузов/ Под ред. чл.- корр. АН СССР П. Г. Романкова. ?10 - е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1987. - 576 с., ил.

6 Г.Д. Кавецкий, Б.В. Васильев «Процессы и аппараты пищевой технологии».- 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Колос, 2000. - 551 с.

Размещено на Allbest.ru

...