Главная страница
Навигация по странице:

  • Процессы перемешивания

  • Способы перемешивания.

  • Критерии эффективности процесса смешивания.

    		•

    Расчётка_Процессы и аппараты пищевых производств. РАСЧЁТКА №1. Отчет защищен с оценкой Преподаватель Терехова. О. Н подпись


    Скачать 0.69 Mb.
    НазваниеОтчет защищен с оценкой Преподаватель Терехова. О. Н подпись
    АнкорРасчётка_Процессы и аппараты пищевых производств
    Дата11.07.2022
    Размер0.69 Mb.
    Формат файлаdoc
    Имя файлаРАСЧЁТКА №1.doc
    ТипОтчет
    #628505

    *

    Институт биотехнологии пищевой и химической инженерии




    Федеральное государственное бюджетное образовательное

    учреждение высшего образования

    «Алтайский государственный технический университет им. И.И. Ползунова»

    Институт биотехнологии пищевой и химической инженерии

    КАФЕДРА «МАШИНЫ И АППАРАТЫ ПИЩЕВЫХ ПРОИЗВОДСТВ»





    Отчет защищен с оценкой ____________________






    Преподаватель _________________Терехова.О.Н

    подпись




    «_____»____________2022 г.








    Расчётное задание №1

    Расчёт лопастной мешалки

    по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых производств»




    Студент группы ТМиО-01 Бурдиашвили.Т.З









    подпись
    и.о.,фамилия


    Преподаватель доцент, к.т.н. Терехова.О.Н

    должность, ученая степень подпись


    и.о.,фамилия


    Оглавление


    1.Введение 3

    2.Теоретическая часть 5

    3.Расчётная часть 8

    4.Вывод 10

    5.Список литературы 11


    1.Введение


    Процессы перемешивания

    Перемешивание – один из самых распространенных процессов на предприятиях пищевой и химической промышленности. При перемешивании частицы жидкости или сыпучего материала многократно перемещаются в объеме аппарата или емкости друг относительно друга под действием импульса, который передается перемешиваемой среде от механической мешалки или струи жидкости, газа или пара.

    Цели перемешивания:

    - ускорение течения химических реакций или процессов;

    - обеспечение равномерного распределения твердых частиц в жидкости;

    - обеспечение равномерного распределения жидкости в жидкости;

    - интенсификация нагревания или охлаждения;

    - обеспечение стабильной температуры по всей жидкости [1].

    Способы перемешивания.

    Различают два основных способа перемешивания в жидких средах: механический (во вращающемся резервуаре смесителя, с помощью мешалок различных конструкций (лопасти, винты, ножи, шнеки и др.)) и пневматический (сжатым воздухом, паром или инертным газом). Кроме того, применяют перемешивание в трубопроводах и перемешивание с помощью сопел и насосов, ультразвуком или гидродинамическим эффектом и др [2].

    Смешивание твердых сыпучих материалов является скорее механическим, гидродинамическим процессом.

    Для смесителя конфигурацию и форму лопастей выбирают, учитывая состояние перемешиваемой массы, ее объем, толщину слоя, производительность, соотношение смешиваемых компонентов, степень однородности, способ загрузки и выгрузки продукта, требования технологии.

    При использовании перемешивания для интенсификации биохимических, тепловых и диффузионных процессов в гетерогенных системах создаются лучшие условия для подвода вещества в зону реакции, к границе раздела фаз или к поверхности теплообмена.

    Увеличение степени турбулентности системы, достигаемое при перемешивании, приводит к уменьшению толщины пограничного слоя, увеличению и непрерывному обновлению поверхности взаимодействующих фаз. Это вызывает существенное ускорение процессов тепло- и массообмена.

    Критерии эффективности процесса смешивания.

    Наиболее важными характеристиками перемешивающих устройств, которые могут быть положены в основу их сравнительной оценки, являются: эффективность перемешивающего устройства и интенсивность его действия.

    Эффективность перемешивающего устройства характеризует качество проведения процесса перемешивания. Например, в процессax получения суспензий эффективность перемешивания характеризуется степенью равномерности распределения твердой фазы в объеме аппарата; при интенсификации тепловых и диффузионных процессов отношением коэффициентов тепло- или массоотдачи при перемешивании без него. На эффективность смешивания влияют плотность исходных компонентов, гранулометрический состав (форма, размеры, дисперсионное распределение по степени крупности для неоднородных компонентов) частиц компонентов смеси, влажность компонентов, состояние поверхности частиц, силы трения и адгезии поверхности частиц и т.д.

    Интенсивность перемешивания определяется временем достижения заданного технологического результата или числом оборотов мешалки при фиксированной продолжительности процесса (для механических мешалок). Чем выше интенсивность перемешивания, тем меньше времени требуется для достижения заданного эффекта перемешивания. Интенсификация процессов перемешивания приводит к уменьшению размеров проектируемой аппаратуры и увеличению производительности действующей.


    2.Теоретическая часть


    В различных отраслях пищевой промышленности возникает необходимость в перемешивании жидких продуктов: для смешивания двух или нескольких жидкостей, сохранения определенного технологического состояния эмульсий и суспензий, растворения или равномерного распределения твердых продуктов в 4 жидкости, интенсификации тепловых процессов или биохимических реакций, получения или поддержания определенной температуры или консистенции жидкостей и т.д [3].

    Смешивание пищевых продуктов осуществляется в смесителях следующих типов: шнековых, лопастных, барабанных, пневматических (сжатым воздухом) и комбинированных.

    Перемешивающие аппараты классифицируются (рисунок 1):

    -по назначению: доя смешивания, растворения, темперирования и т.д.;

    -по расположению аппарат а: вертикальные, горизонтальные, наклонные, специальные;

    -по характеру обработки рабочей среды: смешивание одновременно во всем объеме, в части объема и пленочное смешивание;

    -по характеру движения жидкости  в аппарате: радиальное, осевое, тангенциальное и смешанное;

    -по принципу действия: механические, пневматические, эжекторные, циркуляционные и специальные;

    -по отношению к тепловым процессам : со стеночной поверхностью теплообмена, с погружной поверхностью теплообмена и без использования тепловых процессов.

    Для тонкого измельчения и перемешивания мясного сырья используют куттер-мешалку. Кусковые вязкие и вязкопластичные продукты (муку, мясо, мясной фарш, творожно-сырковую массу) перемешивают шнеками, лопастями в барабанных и других смесителях. Жидкие продукты (молоко, сливки, сметана и др.) перемешивают в емкостях лопастными, пропеллерными и турбинными мешалками.

    Тестомесильные машины разделяют на машины периодического и непрерывного действия.



    Рисунок 1- классификация смесительных машин
    Реакторы МЗС-210 и МЗС-316 (рисунок 2) предназначены для перемешивания вязких и жидких пищевых продуктов из нескольких компонентов.

    Перемешивание продукта осуществляется мешалкой 4, состоящей из вертикального вала с укрепленными на нем лопастями. В нижней части корпуса 5 имеются два патрубка для спуска конденсата и выгрузки готового продукта. Над реактором смонтирован привод, включающий электродвигатель 1 и редуктор 2. Для санитарной обработки верхней части имеется крышка 3.




    Рисунок 2 – Реактор МЗС-316

    3.Расчётная часть


    Уровень жидкости в спокойном состоянии: h= 

    h= =0,83 м;

    Предельная угловая скорость вращения лопастипри   условии невыплескивания жидкости из аппарата:

     ;

    Предельная угловая скорость вращения лопастипри   условии необнажения лопасти мешалки:

     ;

    Предельная угловая скорость вращения лопастипри   условии необнажение дна аппарата:

     = 

    Зная   выбираем   рад/c;

    Максимальная высота жидкости в аппарате:

     ;

    Тогда высота аппарата H:

    H где K– некоторый запас высоты, м ( принимается k=0,5 … 1,2 м );

    Минимальная высота жидкости в аппарате, при которой процесс будет протекать нормально, равна:

     =0,83- 

    Для того, чтобы верхний край лопасти не оказался выше уровня воронки вращающейся жидкости, нижний уровень воронки в центре должен быть выше плоскости верхнего края лопасти :


    Крутящий момент на валу лопасти M:

    M= 

    где с - коэффициент сопротивления, величина которого зависит от формы и скорости тела, вязкости жидкости и т. п. (с=20...180); р- плотность перемешиваемой жидкости, кг/м3 (в расчетах принимается 1100 …1350 кг/ ); hл — высота лопасти (0,1...0,2D),м; Rл и rл — соответственно радиусы вращения наружного и внутреннего краев лопасти, м.

    Мощность потребная на вращение лопасти:

    N=M 

    Следует учесть, что найденная по формуле мощность потребна только на вращение одной лопасти. Для того, чтобы определить мощность привода вала лопастной мешалки, следует учесть общий КПД привода   , количество лопастей zи принять некоторый запас мощности. Поэтому мощность электродвигателя привода вала лопастной мешалкиNЭ, кВт, равна:



    где z – количество лопастей на валу , шт;  - общий КПД привода (0,82...0,94); kз -коэффициент запаса мощности (1,5...1,8).

    4.Вывод


    Рабочая частота вращения лопасти выбирается из трех условий: условие невыплескивания жидкости из аппарата (высота выбирается наиболее возможная, тогда частота будет наибольшая), условие необнажения лопасти мешалки (высота выбирается меньшая, отсюда и частота будет наименьшая), условие необнажения дна аппарата (нормальная частота)

    Мощность зависит от момента вращения и угловой скорости, которые в свою очередь зависят от формы и размеров лопастей.

    От подачи жидкости, массы загруженного продукта, от числа лопастей, от времени перемешивания зависит производительность.

    5.Список литературы


    1 Процессы перемешивания / studbooks.net – процесс перемешивания – Барнаул ­­ 2021­­ URL: https://studbooks.net/1456135/tovarovedenie/protsessy_peremeshivaniya

    (Дата обращения 30.12.2021)

    2 Расчет лопастной мешалки / ILIAS Электронная образовательная среда АлтГТУ; процессы и аппараты пищевых производств, 3 семестр — Терехова О. Н (МАПП). – Барнаул, 2021. – URL: http://lms.altstu.ru/ilias/goto.phptarget=file_68782_download&client_id=AltSTU

    (Дата обращения 30.12.2021)

    3 Теоретическая часть / nomnoms.inf; для смешивания ­­­ Барнаул, 2021 ­­ URL: https://nomnoms.info/oborudovanie-dlya-smeshivaniya-pischevyh-sred

    (Дата обращения 30.12.2021)






    написать администратору сайта