Расчет пневмотрубы

Министерство  образования Республики Беларусь

Учреждение  образования

Могилевский государственный университет продовольствия

Кафедра тепло  хладотехники 

Расчет пневмотрубы

Курсовая  работа

по дисциплине «Процессы и аппараты пищевых  производств»

Специальность 1-49 01 02 «Технология хранения и переработки  животного сырья»

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

Руководитель проекта                                                                       Выполнил                                              

доцент кафедры  ТХТ                                                                   студент группы ТЖМПЗ-071

___________ В.М.  Лустенков                                                     ___________ В.А. Головков

«___»_______________2011г.                                                   «____»_____________2011г. 

Могилев 2011 

Содержание расчетно-пояснительной записки 

Введение

1. Состояние вопроса

2. Технические описания и расчеты

2.1 Описание принципа работы технологической схемы

2.2 Описание принципа работы проектируемого аппарата

2.3 Материальный расчет установки

2.4 Тепловой расчет аппарата

2.5 Тепловые расчеты комплектующего оборудования

2.6 Гидравлический расчет продуктовой линии и подбор нагнетательного оборудования

2.7 Подбор комплектующего оборудования и конструктивный расчет проектируемого аппарата

Заключение

Список использованной литературы

 

Введение

Многие виды сырья для пищевых производств  содержат значительное количество воды. При протекании технологических  процессов нередко происходит увлажнение полупродуктов производства. Влагу можно удалять из материалов механическими способами (отжимом, отстаиванием, фильтрованием, центрифугированием). Однако более полное обезвоживание достигается путем испарения влаги и отвода образующихся паров, т. е. с помощью тепловой сушки.

Этот процесс  широко используется в химической технологии. Он часто является последней операцией  на производстве, предшествующей выпуску  готового продукта. При этом предварительное  удаление влаги обычно осуществляется более дешевыми механическими способами (например, фильтрованием), а окончательное - сушкой. Такой комбинированный  способ удаления влаги позволяет  повысить экономичность процесса.

В химических производствах, как правило, применяется  искусственная сушка материалов в специальных сушильных установках, так как естественная сушка на открытом воздухе - процесс слишком  длительный.

Процесс сушки  характеризуется рядом параметров: качеством и количеством сырья  и готового продукта, температурой и относительной влажностью среды, временем пребывания продукта в сушилке  и др.

Основным  параметром, определяющим процесс сушки, является конечная влажность продукта. Однако в настоящее время промышленных влагомеров, работающих в потоке, мало, поэтому для правильного ведения  процесса сушки в качестве регулируемых используются косвенные параметры: температура сушильного агента, выходящего из сушилки, температура высушенного  продукта; регулирующим воздействием является количество подводимого тепла.

Сушка - это  процесс удаления влаги из твердого или пастообразного материала путем  испарения содержащейся в нем  жидкости за счет подведенного к материалу  тепла.

При сушке  обычно удаляется из продукта жидкий компонент, которым в большинстве  случаев является вода, однако часто  приходится удалять и органические растворители. При сушке изменяется теплопроводность материала, снижается  его объемный вес и повышается прочность. Чем выше качество материала, тем больше возможность его использования. Это может быть обеспечено при  соответствующем режиме процесса сушки, который должен проводиться при  определенных температуре, давлении и  относительной влажности теплоносителя. Режим сушки зависит от свойств высушиваемого материала.

Сушка широко применяется в химической, химико-фармацевтической, пищевой и других отраслях промышленности.

По своей  физической сущности сушка является сложным диффузионным процессом, скорость которого определяется скоростью диффузии влаги из глубины высушиваемого  материала в окружающую среду. Удаление влаги при сушке сводится к  перемещению тепла и вещества (влаги) внутри материала и их переносу с поверхности материала в  окружающую среду. Таким образом, процесс  сушки является сочетанием связанных  друг с другом процессов тепло- и  массообмена (влагообмена).

Различают следующие способы подвода теплоты:

конвективную  сушку, проводимую путем непосредственного контакта материала и сушильного агента. Подвод теплоты осуществляется газовой фазой (воздух или смесь воздуха с продуктами сгорания топлива), которая в процессе сушки охлаждается с увеличением своего влагосодержания;

контактную (кондуктивную) сушку, которая реализуется  путем передачи теплоты от теплоносителя  к материалу через разделяющую  их стенку;

радиационную  сушку, при которой тепло передается тонкому слою материала, либо поверхности его, покрытой лаками или красками, от электрических или газовых инфракрасных излучателей. Сушка протекает интенсивно. Сушилки отличаются малой инерционностью;

сублимационную  сушку, при которой влага удаляется из материала в замороженном состоянии (обычно в вакууме). Чаще применяется в пищевой, чем в химической промышленности, с целью сохранения объёма, цвета, запаха, вкусовых и биологических свойств материала. Оборудование для этого метода сушки отличается сложностью;

диэлектрическую сушку, при которой материал высушивается в поле токов высокой частоты. Применяется для сушки древесины, пенопласта, искусственного волокна и т.д.  
 
 
 
 
 
 

1.Состояние вопроса

Принципиальная  схема сушильной установки

Принципиальная  схема сушильной установки представлена на рис. 1.1

Высушиваемый  материал поступает в сушилку 3, где  его влажность снижается от (начальная) до (конечная). В сушилке материал, либо находится в неподвижном состоянии (на противнях, вагонетках), либо движется (на транспортерных лентах, сетках, при помощи гребков, пересыпается при вращении сушилки). Сушка производится за счет тепла, вырабатываемого в генераторе тепла 2, куда теплоноситель может подаваться вентилятором 1. Генератором тепла могут служить паровые или газовые калориферы, топки, работающие на твердом, жидком или газообразном топливе, инфракрасные излучатели и генераторы электрического тока. Выбор генератора тепла обычно определяется схемой и методом сушки, физическими свойствами высушиваемого материала и требуемым режимом сушки. Иногда в сушильной камере устанавливается дополнительный подогреватель 2'.

1- вентилятор; 2 - генератор тепла; 3 - сушилка;

4 - пылеулавливающее  устройство; 5 - отсасывающее устройство.

Рисунок 1.1- Принципиальная схема сушильной  установки

Существуют  различные типы сушилок:

1.Камерные сушилки являются аппаратами периодического действия и применяются преимущественно для сушки штучных изделий и материалов в плотном неподвижном слое (так сушат, в частности, сухари, макароны, овощи, фрукты, мармелад, пастилу). Сушильная камера имеет прямоугольную форму. Высушиваемый материал в камере обычно размещается на противнях (решетах), установленных на стеллажах.

2.Туннельные (коридорные) сушилки. Сушильная камера туннельной сушилки представляет собой удлиненную камеру (туннель), в которой в продольном направлении перемещаются вагонетки с материалом. Высушиваемый материал помещают в вагонетки в сетчатых противнях (кассетах). Загружают и выгружают материал в разных концах камеры через определенные промежутки времени. Таким образом, перемещение вагонеток осуществляется периодически, а горячий воздух подается непрерывно. Направление движения воздуха и материала может быть прямоточным и противоточным, а в установках с промежуточным подогревом воздуха используется поток, перекрестный к направлению движения материала.

3.Конвейерные сушилки являются аппаратами непрерывного действия. Высушиваемый материал перемещается в них с помощью несущего конвейера в вагонетках.

4.Ленточные сушилки применяются для сушки хлеба, макаронных изделий, овощей, фруктов, крахмала. Основной элемент ленточной сушилки – горизонтальная бесконечная лента, движущая в сушильной камере. Лента, выполненная из пористого материала (ткани, металлической сетки), натянута между ведущим и ведомым барабанами. В одноленточной сушилке материал поступает на один конец ленты и выходит с другого, в многоленточной сушилке он непрерывно подается на верхнюю ленту и пересыпается затем с одной ленты на другую, благодаря чему улучшается его контакт с воздухом. Перемещение воздуха и материала в ленточных сушилках может быть прямоточным и противоточным, но чаще всего используется перекрестный ток, когда воздух проходит перпендикулярно плоскости ленты: вверх или вниз. Между холостой и рабочей ветвью ленты устанавливается калорифер для промежуточного подогрева воздуха (в многоленточных сушилках).

5.Барабанные сушилки применяют для сушки зерна, сахара, жома, крахмала, казеина и других материалов. Основной их элемент – горизонтальный или слегка наклонный (0,5-5°) в сторону движения материала барабан, вращающийся с частотой 1-8 Внутри барабана в зависимости от вида высушиваемого материала устанавливаются разного типа насадки или лопасти, способствующие лучшему контакту материала и сушильного агента. Высушиваемый материал и воздух могут перемещаться в барабане в прямоточном и противоточном направлениях.

6. Распылительные  сушилки в пищевой промышленности  применяются для сушки жидких  продуктов: молока, молочных продуктов,  яиц, кормовых дрожжей, крови,  фруктовых и томатных соков  и т. д. По конструкции они  представляют собой камеру, в  верхней части которой материал  распыляется под давлением с  помощью механических и пневматических  форсунок, центробежными дисковыми  распылителями или ультразвуковыми  устройствами. Благодаря высокой  дисперсности материала и развитой  поверхности контакта сушка происходит очень быстро. По данным М.Е. Лурье, продолжительность сушки в распылительных сушилках при прямотоке материала и сушильного агента составляет 4,3 секунды, при противотоке 2,4 секунды. Общее время пребывания частиц в сушильной камере равно 15-20 секунд.

2. Технические описания, принцип работы проектируемого аппарата

Рисунок 1.2 Пневматическая труба-сушилка 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Схема трубы  сушилки приведена на рисунке 1.2

1. Вентилятор; 2-калорифер; 3-затвор-мигалка;4-питатель;5-пневмотруба;

6- циклон;

 Влажный  материал питателем 4 подается  в трубы. Греющий пар при температуре 160 подается в калорифер 2, чтобы подогреть греющий агент (воздух) до температуры 92℃, который поступает в нижнюю часть пневматической трубы 5  и со скоростью, превышающую скорость витания крупных частиц, подхватывают материал и транспортируют его, а в нижней части калорифера 2 отводится конденсат.

В процессе транспортировке происходит интенсивная сушка материала. Далее греющий агент и высушенный материал поступают в циклон пылеотделитель 6, где продукт улавливается, а очищенные газы, имеющие температуру 68℃ на выходе, выбрасываются в атмосферу. Если сушку проводят при высоких температурах греющего агента, нижнюю часть трубы 5 футеруют жаропрочным бетоном. Для удаления отделившихся от потока комков материала предусмотрен затвор-мигалка 3.При сушке веществ, вызывающих эрозию аппаратуры, участок изгиба трубы АВ бронируют специальным материалом. Сушка работает при разрежении.