Расчет сыроизготовителя

1) Конструктивные показатели

Полный объем сыроизготовителя:

VО =Vц = 15м3

где VО – номинальный объем жидкости в ферментаторе, м3;

VЦ –объем конической части аппарата, м3.

Найдём высоту цилиндрической части по формуле (51).

H=Vц/F, (51)

где F – площадь сечения ферментатора по внутреннему диаметру, м2.

F=0.785D2вн

F = 0.785×2,92 = 6,601

H = 15/6,601 = 2,271м

2) Расчет ферментатора на механическую прочность [14]

Толщину стенки S цилиндрического корпуса определяем по формуле (54):

, (54)

где S – толщина стенки обечайки, мм;

р – расчетное внутреннее давление в аппарате, (атмосферное) Н/м2;

Dвн – внутренний диаметр аппарата, мм;

j - коэффициент прочности сварного шва в продольном направлении, 0,9;

sдоп – допустимое напряжение на растяжение, Н/м2;

С – прибавка на износ к расчетной толщине стенки, мм.

Принимаем Sц = 20мм.

Гидростатическое давление столба жидкости, находящейся в аппарате при испытании.

р=rжgНж (56)

где rж - плотность жидкость при испытании, 1025 кг/м3; g – ускорение свободного падения, 9,81 м/с2; Нж – высота столба жидкости, м.

р=1025×9,81×2,271 = 22835,4 Н/м2

Допускаемое напряжение материала при гидравлическом испытании должно удовлетворять требованию согласно формуле:

(58)

где h - коэффициент прочности сварного шва, 0,9; sТ – предел текучести материала, Мн/м2.

, что меньше

Следовательно, прочность стенки ферментатора при гидравлическом испытании не нарушается.

3) Расчет механической мешалки [13]

Наиболее эффективное диспегирование достигается в аппарате с шестилопастной открытой турбинной мешалкой [10, стр.271]:

, (66)

где Dап – внутренний диаметр аппарата, 2900мм.

dм – диаметр мешалки, мм

Пусть , тогда диаметр мешалки 800мм.

(67)

(68)

hм – высота лопасти мешалки, мм

lл – длинна лопасти мешалки, мм

Для перемешивания среды вязкостью m=0,015 Н×с/м2 рекомендуется окружная скорость мешалки w=7 м/с.

Число оборотов мешалки:

(69)

Принимаем n = 3 об/с = 180 об/мин.

Мощность, потребляемая мешалкой на перемешивание среды:

, (70)

где rс – плотность среды, кг/м3;

n и dм – число оборотов и диаметр мешалки;

КN – критерий мощности.

Критерий мощности КN зависит от интенсивности перемешивания, характеризующейся центробежным критерием Рейнольдса:

, (71)

где mс – динамическая вязкость среды, Н×с/м2.

По рис.26 нормали находим значение КN=f(Reц) для турбинной мешалки.

Рисунок 26 – График для определения критерия мощности КN в зависимости от критерия Reц и типа перемешивающего устройства: 1 – для лопастных перемешивающих устройств; 2 – для якорных и рамных; 3 – для турбинных; 4 – для пропеллерных.

Найдем мощность, потребляемую мешалкой по формуле (70):

Мощность привода мешалки:

, (75)

где Sk - сумма коэффициентов, учитывающих наличие в сосуде внутренних устройств;

- коэффициент для аппаратов без перегородок, 1,25;

- коэффициент высоты уровня жидкости в аппарате;

N – мощность, затрачиваемая на перемешивание, Вт;

Nуп – мощность, затрачиваемая на преодоление трения в уплотнении вала, Вт;

h - КПД привода мешалки, 0,9.

Коэффициент, учитывающий степень заполнения аппарата:

, (76)

где Нж – высота слоя перемешиваемой жидкости, м; 0,5Нап=0,5×2,271=1,135 м

Влияние на Sk оказывает только гильза термометра kГ =1,2

Диаметр приводного вала мешалки определим по приближенной формуле, исходя из прочности его на кручение:

, (78)

где - допускаемое напряжения для материала вала на кручение, 70МН/м2;

С – прибавка на коррозию, 3мм.

Крутящий момент на валу мешалки:

(79)

Принимаем диаметр вала 60мм.

По подбираем вертикальный привод 3-10-18,8 МН 5858-66; вал редуктора присоединен к валу перемешивающего устройства продольно-разъемной муфтой; выходной вал редуктора вращается со скоростью 180 об/мин. Электродвигатель мощностью 10кВт.

Заключение

В данном курсовом проекте представлена технология производства сычужного сыра твёрдого сорта ‘Российского нового’.

В общей части дана краткая характеристика сырам, как пищевому продукту. Рассмотрены основные компоненты, входящие в состав сыров.

В технологической части дана характеристика продукта и сырья, приведена рецептура, рассмотрена технология производства по стадиям, сделан расчет материального и теплового баланса производства, рассчитан сыроизготовитель, приведен подбор оборудования.

Список использованных источников:

1. Диланян З.Х. Сыроделие/ З.Х. Диланян - М.: Легкая и пищевая пром-сть,1984. 280 с.

2. Шиллер Г.Г. Справочник технолога молочного производства: учеб.пособие/ Г.Г. Шиллер, В.В. Кузнецов – СПб.: ГИОРД, 2003. – 215с.

3. Сыроделие: технологические, биологические и физико-химические аспекты: учебник для студентов высших учебных заведений/ С.А.Гудков и др. под ред.С.А. Гудкова – М.: ДеЛи принт, 2003. – 800с.

4. Горбатова К.К. Биохимия молока и молочных продуктов/ К.К. Горбатова – СПб.: ГИОРД, 2000. – 320с.

5. Климовский И.И. Биохимические и микробиологические основы производства сыра/ И.И.Климовский - М.: Пищ.пром., 1966. – 208с.

6. Диланян З.Х. Основы сыроделия/ З.Х.Диланян – М.: Пищ.пром., 1980. – 112с.

7. Воробьев А.А. Микробиология/ А.А.Воробьев, А.С.Быков – М.: Медицина, 1994. -288с.

8. Авраменко Т.И. Технологическая инструкция по производству сыра сычужного твердого (“Российского”). ЗАО “Старицкий сыр”/ Т.И. Авраменко: ЗАО “Старицкий сыр”/ г.Старица, 2002-10с.

9. Ростос Н.К. Технология молока и молочных продуктов: учебник для профессиональных технических училищ/ Н.К. Ростос – М.: Пищевая промышленность, 1980. – 190с.

10. Технология молока и молочных продуктов: учеб.пособие для студентов высш.учеб.заведений/ Г.В.Твердохлеб, З.Х. Диланян, Л.В. Чекураева, Г.Г. Шиллер. – М.: Агропромиздат, 1991. – 463с.

11. Николаев А.М. Российский сыр: брошюра для инженеров – технологов молочной промышленности/ А.М.Николаев. – М.: Пищевая промышленность, 1968. – 88с.

12. Храмцов А.Г. Безотходная технология молочной промышленности: учеб.пособие/ А.Г. Храмцов, П.Г. Нестеренко. – М.: Агропромиздат, 1989. – 279с.

13. Кувшинский М.Н. Курсовое проектирование по предмету: Процессы и аппараты химической промышленности: учеб.пособ. для учащихся в химико-технологических и химико- механических техникумов/М.Н.Кувшинский, А.П. Соболева. – М.: Высшая школа, 1980. – 223с.

14. Ростроса Н.К. Курсовое и дипломное проектирование предприятий молочной промышленности: учеб.пособие для учащихся техникумов / Н.К.Ростроса, П.В. Мордвинцева – М.:Агропромиздат, 1989. – 303с.

15. Машины, оборудование, приборы и средства автоматизации для перерабатывающих отраслей АПК: Каталог /В.В.Кузнецов и др.; под ред.В.В.Кузнецова. – М.: АгроНИИТЭИИТО, 1990. -215с.

16. Волчков И.И. Сепараторы для молока и молочных продуктов: учеб.пособие/И.И. Волчков – М.: Пищевая промышленность, 1975 – 223с.

17. Томбаев Н.И. Справочник по оборудованию предприятий молочной промышленности: учеб.для высшей школы/Н.И.Томбаев – М.: Пищ.пром., 1972. -543с.

18. Машины и аппараты химических производств: Примеры и задачи. Учебное пособие./ И. В. Доманский. В.П. Исаков, Г.М. Островский идр.; Под ред. В.Н. Соколова – Л.: Машиностроение,1982. - 384 с.

19. Колосков С. П. Оборудование предприятий ферментной промышленности/ С.П.Колосков – М.: Пищевая промышленность, 1969. – 384 с.

20. Должанов П.Б. Техника безопасности и промышленная санитария на предприятиях молочной промышленности: учеб.пособие для учащихся техникумов/ П.Б.Должанов – М.: Пищ.пром., 1963. – 42с.

21. Бутников Н.Д. Техника безопасности в молочной промышленности: учеб.пособие / Н.Д.Бутников – М.: Пищ.пром., 1965. – 48с.

22. Дегтярев Ф.Г. Техника безопасности на предприятиях молочной промышленности: учеб.пособие/ Ф.Г.Дегтярев – М.: Пищ.пром., 1973 – 108с.

23. Бережной С.А. Практикум по безопасности жизнедеятельности: предназначен для студентов всех профессиональных направлений и специальностей, изучающих дисциплину “Безопасность жизнедеятельности” ТГТУ/ С.А. Бережной; ТГТУ каф. Безопасность жизнедеятельности и экологичности / Тверь, 1997. – 140с.