Підвищення ефективності процесу та обладнання сушильної установки молока

Сотченко, Дмитро Олександрович

Please use this identifier to cite or link to this item: https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9252

Title:	Підвищення ефективності процесу та обладнання сушильної установки молока
Authors:	Мізнік, Лариса Миколаївна Сотченко, Дмитро Олександрович
Keywords:	сушка;навколофакельна зона
Issue Date:	8-Dec-2020
Abstract:	Метою зниження енерговитрат процесу розпилювального сушіння харчових продуктів в дрібнодисперсному стані, підвищення якості молочного порошку та обґрунтування раціональних конструктивно-технологічних параметрів сушильного апарату. Методи дослідження. Теоретичні та експериментальні дослідження базуються на основних положеннях масообмінних процесів, математичного моделювання, механіки рідини, теплофізики, фізики та механіки полімерних матеріалів (реології). Експериментальні дослідження процесу виробництва сухих молочних продуктів на удосконаленому технологічному обладнанні з використанням спеціально розробленого інстантайзера. Новизна отриманих результатів обґрунтовано основні конструктивні та технологічні параметри й встановлено закономірності їх впливу на процес сушіння молочних продуктів; – розроблена математична модель процесу розпилювального сушіння; – проведено дослідження з більш високоефективним розпиленням в навколофакельних зонах; – теоретично обґрунтована і експериментально підтверджено доцільність застосування двостадійного сушіння; – змінено конструкцію газорозподільного пристрою і визначено вплив радіальної подачі теплоносія на розподіл потоків в камері сушіння; – запропоновано технічні рішення, направленні на інтенсифікацію способів сушіння.
URI:	https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/9252
Appears in Collections:	133 Галузеве машинобудування (Обладнання переробних і харчових виробництв)

Files in This Item:

File	Description	Size	Format
КРМ Сотченко.pdf Restricted Access	Магістерська робота виконана на аркушах формату А4, кількість сторінок – 96, таблиць – 14, формул – 116, рисунки –18, літературних джерел – 51, плакати виконано на форматі А1 – 10 аркушів.	1.89 MB	Adobe PDF	View/Open Request a copy

Show full item record

Extracted text

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ КОМП’ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
МАШИНОБУДУВАННЯ І ДИЗАЙНУ
КАФЕДРА ПРОЕКТУВАННЯ ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ ТА ВЕРСТАТІВ
НОВОГО ПОКОЛІННЯ

МАГІСТЕРСЬКА КВАЛІФІКАЦІЙНА
РОБОТА

другий (магістерський)
(рівень вищої освіти)

на тему «ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОЦЕСУ ТА
ОБЛАДНАННЯ СУШИЛЬНОЇ УСТАНОВКИ МОЛОКА»

Виконав: студент 2 курсу, групи мПВ-56
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва, спеціальності, )
Обладнання переробних і харчових виробництв
(назва освітньо-професійної програми)

Сотченко Дмитро Олександрович
(прізвище та ініціали)
Керівник_____________________
(прізвище та ініціали)
Рецензент ___________________
(прізвище та ініціали)

Черкаси 2020

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ КОМП’ЮТЕРИЗОВАНИХ ТЕХНОЛОГІЙ
МАШИНОБУДУВАННЯ І ДИЗАЙНУ
КАФЕДРА ПРОЕКТУВАННЯ ХАРЧОВИХ ВИРОБНИЦТВ ТА ВЕРСТАТІВ
НОВОГО ПОКОЛІННЯ

ПОЯСНЮВАЛЬНА ЗАПИСКА
до магістерської кваліфікаційної роботи

другий (магістерський)
(рівень вищої освіти)

на тему «ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ПРОЦЕСУ ТА
ОБЛАДНАННЯ СУШИЛЬНОЇ УСТАНОВКИ МОЛОКА»

Виконав: студент 2 курсу, групи мПВ-56
спеціальності 133 – Галузеве машинобудування
(шифр і назва, спеціальності, )
Обладнання переробних і харчових виробництв
(назва освітньо-професійної програми)

Сотченко Дмитро Олександрович
(прізвище та ініціали)
Керівник_____________________
(прізвище та ініціали)
Рецензент __________________
(прізвище та ініціали)

Черкаси 2020
Зміст

Реферат 5
Перелік умовних позначень 6
Вступ 7
1.Конструкторський розділ 9
1. Процес сушіння у виробництві харчової галузі 9
1.1. Загальна характеристика сушки і види сушіння 9
1.2. Процес сушіння в технології сухого молока 10
1.3.Технологія сушіння молока 12
1.4.Сушарки застосовувані в технології сухого молока 13
1.5.Техніко – економічне обґрунтування 20
1.6. Опис модернізації застосованого обладнання. 22
Конструкція і принцип дії.
1.7.Розрахунок сушильної установки 27
1.7.1.Тепловий розрахунок процесу сушіння 36
1.7.2. Бандажі і опорні ролики 45
1.7.3. Розрахунок затвора 51
1.8. Монтаж, ремонт, технічне обслуговування обладнання 51
2.Технологічний розділ 59
2.Технологічні розрахунки виготовлення деталі 59
2.1 Формулювання службового призначення 59
2.2. Вибір та обґрунтування матеріалу деталі 59
2.3.Аналіз технологічності конструкції деталі 63
2.5. Маршрут обробки деталі 64
2.6.Розробка етапів технологічного процесу виготовлення деталі 72
3.Науково-дослідний розділ 75
3.1 Методика експериментальних досліджень і результаті оцінки 75
адекватності запропонованої моделі процесу сушіння
3.2 Визначення аеродинамічних властивостей сушильної камери 80
4.Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях 84
4.1 Стан і аналіз безпеки життєдіяльності на участку 84
розпилювальної сушильної установки А1-ОРЧ для молока
4.2 Заходи та технічні засоби щодо створення 86
здорових і безпечних умов праці

4.3 Заходи і засоби з охорони навколишнього середовища 88
4.4 Заходи і засоби з попередження надзвичайних 89
ситуацій та ліквідації їх наслідків

Висновки 90
Перелік посилань 91

РЕФЕРАТ

Магістерська робота виконана на аркушах формату А4, кількість сторінок
– 96, таблиць – 14, формул – 116, рисунки –18, літературних джерел – 51,
плакати виконано на форматі А1 – 10 аркушів.
Метою зниження енерговитрат процесу розпилювального сушіння
харчових продуктів в дрібнодисперсному стані, підвищення якості молочного
порошку та обґрунтування раціональних конструктивно-технологічних
параметрів сушильного апарату.
Методи дослідження. Теоретичні та експериментальні дослідження
базуються на основних положеннях масообмінних процесів, математичного
моделювання, механіки рідини, теплофізики, фізики та механіки полімерних
матеріалів (реології). Експериментальні дослідження процесу виробництва
сухих молочних продуктів на удосконаленому технологічному обладнанні з
використанням спеціально розробленого інстантайзера.
Новизна отриманих результатів обґрунтовано основні конструктивні
та технологічні параметри й встановлено закономірності їх впливу на процес
сушіння молочних продуктів;
– розроблена математична модель процесу розпилювального сушіння;
– проведено дослідження з більш високоефективним розпиленням в
навколофакельних зонах;
– теоретично обґрунтована і експериментально підтверджено доцільність
застосування двостадійного сушіння;
– змінено конструкцію газорозподільного пристрою і визначено вплив
радіальної подачі теплоносія на розподіл потоків в камері сушіння;
– запропоновано технічні рішення, направленні на інтенсифікацію
способів сушіння.
Ключові слова: сушка, навколофакельна зона, розпилювальне сушіння,
газорозподільний пристрій.

ПЕРЕЛІК УМОВНИХ ПОЗНАЧЕНЬ

ТМ – температурне поле;
СК – сушильна камера;
НФЗ – навколо факельна зона;
АДВ – аеродинамічні властивості;
ДС – двостадійне сушіння;
СА – сушильний агент.

ВСТУП

Актуальність теми. Найбільш розповсюдженим методом для отримання
дрібнодисперсної харчової продукції, є повітряна сушка. Процес сушіння
харчової сировини з отриманням високоякісної сировини здійснюється
розпилювальними сушарками з прямоточним, протитечійним і змішаним рухом
сушильного агента - повітря.
Сучасна тенденція розвитку сушильної технології є забезпечення
максимальної інтенсифікації процесів розпилювальної сушки при одночасному
поліпшенні якості висушуваної продукції. Недоліки існуючих розпилювальних
сушарок - великі габаритні розміри, значні енерговитрати, обмежена
можливість впливу на процес сушіння, низька харчова цінність одержуваних
продуктів. Усунення цих недоліків вимагає розробки і впровадження
обладнання на базі нових принципів з автоматизованим управлінням
технологічними процесами.
Пріоритетним напрямком досліджень в області одержання високоякісних
молочних порошків і збереження їх харчової цінності є застосування щадних
технологічних процесів, використання в апаратах декількох процесів сушки.
У зв'язку з вищесказаним, є доцільним методологічне обґрунтування з
розробкою відповідного сушильного устаткування з організованими потоками
сушильного агента і систем управління ними.
В роботі сформульовано такі завдання:
- проаналізувати теоретичні засади й особливості дії сушильних апаратів;
- запропонувати шляхи удосконалення існуючих сушильних апаратів;
- розробка математичної моделі процесу розпилювального сушіння
продуктів в умовах двостадійної сушки;
- теоретичне обґрунтування використання в технологічному процесі
підвищення температур і декількох потоків сушильного агента;
- експериментальне дослідження впливу параметрів процесу сушіння,
ефективність його протікання і вплив на якість готового продукту;
- виконати експериментальну перевірку достовірності запропонованих
рішень і надати рекомендації щодо раціональних конструктивно-технологічних
параметрів;
- здійснити заходи апробації розроблених наукових положень у
виробничих умовах.
Об’єкт дослідження: двостадійна розпилювальна сушарка.

Предмет дослідження: процес розпилювальної сушки дрібнодисперсних
продуктів.
Методи дослідження. Теоретичні та експериментальні дослідження
базуються на основних положеннях технології процесу сушіння, математичного
моделювання, механіки рідини, теплофізики, фізики та механіки полімерних
матеріалів (реології). Експериментальні дослідження процесу виробництва
сухих молочних продуктів на удосконаленому технологічному обладнанні.
Практичне значення отриманих результатів. Створено пристрій для
розпилювального сушіння харчових продуктів, розроблений лабораторний стенд,
що дозволяє виконувати комплексні дослідження тепломасообміну в процесах
розпилювальної сушки
Апробація результатів роботи. Основні положення і результати роботи
доповідались, обговорювались і отримали позитивну оцінку на:
Сотченко Д.О. Інтенсифікація процесу розпилювального сушіння
молочних продуктів/ Д.О.Сотченко // Збірник тез доповідей студентської
науково-практичної конференції ЧДТУ : 15–18 квітня 2020 р. [Електронний
ресурс] / [упоряд. Мельник І.В.] ; М-во освіти і науки України, Черкас. держ.
технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2020.
Сотченко Д.О. Удосконалення процесу сушіння молочних продуктів: зб.
доп. наук.-практ. конф. «Інжиніринг в харчовій галузі і машинобудуванні»
[Електронний ресурс] / за ред. професора В. І. Осипенка; М-во освіти і науки
України, Черкас. держ. технол. ун-т. – Черкаси : ЧДТУ, 2020.

1 Процес сушіння у виробництві харчової галузі
1.1 Загальна характеристика сушки і види сушіння

У всіх виробництвах харчової галузі використовується сушка, яка є якщо не
обов'язковою, то допоміжної операцією, і являє собою досить складну
технологічну стадію процесу.
Сушка є, з одного боку, дифузійним процесом, з іншого - тепловим. Це
складний технологічний процес, в результаті якого змінюються властивості
матеріалу.
Сушка - процес видалення вологи з продукту пов'язаний з витратами
теплоти на фазове перетворення води на пару. Процес видалення вологи
супроводжується видаленням її зв'язку зі «скелетом» продукту, на що
витрачається енергія. На процес сушіння впливає вид зв'язку вологи з
матеріалом. Розрізняють вільну і пов'язану вологу в матеріалі.
Вільна вода - вода, що володіє тими ж властивостями, що і чиста вода.
Волога, доступна для протікання біохімічних, хімічних і мікробіологічних
реакцій. Вільна вода є і в міжклітинних просторах, де сприяє надходженню
поживних речовин в клітини і тканини, а також видалення з них продуктів
метаболізму. Може бути легко видалена з продукту.
Пов'язана волога - це вода, яка існує поблизу розчиненої речовини та
інших наведених компонентів, має зменшену молекулярну рухливість, не
замерзає при -40 ° С, не може служити розчинником для доданих речовин. Вся
пов'язана волога класифікована академіком П.А. Ребіндером за такими
формами:
– хімічно пов'язану вологу (не видаляється з вологих тіл при нагріванні до 100
... 120 ° С);
– фізико-хімічно пов'язану вологу (утримується на внутрішній поверхні пор
матеріалу адсорбційними силами);
–фізико-механічно пов'язану вологу (знаходиться в великих капілярах, на
зовнішній поверхні продукту і утримується капілярним тиском).
Існують різні види сушіння:
– конвективна сушка - шляхом безпосереднього зіткнення висушуваного
матеріалу з сушильним агентом, в якості якого зазвичай використовуються
нагріте повітря або топкові гази (як правило, в суміші з повітрям);
контактна сушка - шляхом передачі тепла від теплоносія до матеріалу через
розділяє їх стінку;
– радіаційна сушка - шляхом передачі тепла інфрачервоними променями;
– діелектрична сушка - шляхом нагрівання в полі струмів високої частоти;
– сушка сублімації - сумка в замороженому стані при глибокому вакуумі.
Висушуваний матеріал при будь-якому методі сушки знаходиться в
контакті з вологим газом (в більшості випадків повітрям). При конвективному
сушіння вологого газу (що є сушильним агентом) належить основна роль в
процесі. Тому вивчення властивостей вологого газу необхідно при розгляді
процесів сушки і їх розрахунках [2].

1.2 Процес сушіння в технології сухого молока
Консервування сушінням широко застосовують в молочній промисловості:
сушать незбиране та знежирене молоко, пахту, молочну сироватку, суміші
цільного молока з знежиреним молоком, пахтою або вершками, без добавок або
з добавками. Асортимент сухих молочних продуктів досить великий: коров'яче
незбиране сухе молоко 20% -ної і 25% -ної жирності, сухе молоко «Домашнє»,
сухі вершки, сухе високожирні вершки, сухі молочні продукти, сухі молочні
продукти підвищеної розчинності, сухі багатокомпонентні суміші (сухі суміші
для морозива, для пудингу). Ці продукти отримують методом розпилювальної
сушки [3,4].
При виробництві всіх видів сухих молочних продуктів видалення вільної
води здійснюється в два ступені - згущенням і сушінням попередньо згущеного
продукту. Згущення випарюванням здійснюється до такої загальної масової
частки сухих речовин, при якій масова частка ККФК в воді не перевищує 18 ...
20% і продукт не втрачає плинності (при температурі випаровування).
Згущені суміші висушують до кінцевої вологості, яка встановлюється в
залежності від форми зв'язку води з складовими частинами сухої речовини.
Кінцева вологість сухого молочного продукту, що представляє собою зв'язану
воду, становить не більше 15% масової частки білка в ньому. На цьому
засновано нормування масової частки вологи в сухих молочних продуктах,
після досягнення якої закінчується процес сушіння. В кінці сушіння того чи
іншого продукту повинно бути забезпечено рівновагу між величиною заданої
масової частки вологи в ньому і відносною вологістю повітря, що оточує його.
Процес виготовлення сухого молока включає в себе кілька етапів, кожен з
яких передбачає застосування відповідного промислового обладнання:
1. Нормалізація. У готовому продукті масова частка жиру не повинна
перевищувати 26,1%.
2. Процес пастеризації - свіже молоко піддається обробці температурою 80-
850 С.
3. Процедура попереднього згущення. Завдяки такому випарювання вміст
сухих компонентів досягає 48-50%. За допомогою попереднього згущення
значно поліпшується якість готової продукції і знижуються експлуатаційні
витрати.
4. Процес сушіння, що виконується в спеціальних сушильних камерах.
Технологія процесу досить проста: підготовлене заздалегідь молоко і нагрітий
до певної температури повітря за допомогою насоса переміщаються в сушильну
камеру. Молоко, розпорошену таким чином, підлягає сушці, потім видаляється
з камери і надходить на фасовку.
5. Зберігання, транспортування, реалізація.
1.3 Технологія сушіння молока

Незалежно від виду продукту, призначеного для сушіння, існує ряд
загальних умов, виконати які необхідно при виробництві сухих продуктів.
Згущений продукт на виході з вакуум-випарної установки слід профільтрувати.
Тривалість витримки згущеного молока перед сушінням на практиці вибирають
виходячи з безперервної роботи сушарки протягом 20-30 хвилин. Матеріал, що
надходить в сушарку, подається на листи з пористого матеріалу. Листовна
сушарка є сушаркою безперервної дії з перехресним потоком матеріалу і
повітря.
Шахтні сушарки застосовуються для сушки продуктів: зерна, овочів,
вугілля. Рух матеріалу відбувається за рахунок сили тяжіння.
Розпилювальні сушарки для сушіння рідини: молока, яєць, желатину. Матеріал,
що надходить в сушку, розподіляється у верхній частині сушарки. Краплі
опускаються, і при цьому створюється контакт між матеріалом і сушильним
агентом, що надходять в нижню частину сушарки. Диспергування матеріалу
досягається шляхом роздроблення через фракції або відцентровим
розпиленням. Завдяки високій дисперсності матеріал має громіздку поверхню
контакту з сушильним агентом, тому сушка велика. Сушильний агент має
маленьку швидкість, але захоплює за собою дрібні частинки матеріалу. Для їх
уловлювання повітря пропускається через фільтри. Висушений матеріал падає
на дно камери і просувається до шнек, який відводиться з сушарки. Можуть
працювати як при прямотоку, так і при противотоку. На основі технологічних
параметрів і характеристик різних типів сушарок для заданого матеріалу
доцільно застосувати розпилювальну сушарку з конічним диском, з дисковим
способом розпилення і прямоточним способом руху повітря і частинок молока.

1.4 Сушарки застосовувані в технології сухого молока

У технологічній лінії виробництва сухого молока найбільшого поширення
набули розпилювальні сушарки. Розпилювальні сушарки, що входять до складу
сушильних установок ОСВ-1 (рис.1.1), Al-ГРЗ, А1-ОР2Ч, А1-ОР2Ч-01,
призначені для отримання сухого порошку з попередньо згущеного цільного
або знежиреного молока, а також сироваткового білкового концентрату (А1-
АРС). Розпилюючим робочим органом в першій з них служить форсунка, а в
усіх інших - відцентрові дискові розпилювачі. Незважаючи на різну
продуктивність, а також деякі конструктивні особливості, перераховані
сушарки працюють за одним принципом. Вони складаються з сушильної
камери, систем фільтрації і підігріву повітря, подачі і розпилення продукту,
пристрої для відведення готового продукту, системи очищення відпрацьованого
повітря, щита контролю і управління технологічним процесом. Сушильна вежа
виконана у вигляді двохстінних циліндричної посудини. Між металевими
стінками прокладений шар теплоізоляції з азбестового вати. Вежа з герметично
закривається дверима змонтована на кільцевому фундаменті. Дно вкрите
плиткою, поверх якої переміщаються збиральні щітки. На рівні
розпилювального робочого органу в дверях є оглядове вікно. Для
обслуговування вежі передбачені майданчик і сходи з перилами.
Система фільтрації і підігріву теплоносія включає в себе фільтри,
калорифери і вентилятори. Повітря, попередньо очищене у фільтрах,
нагрівається до 135 .., 140 ° С в парових або електричних калорифери і
вентиляторами подається зверху і знизу вежі в зону розпилення продукту. Крім
того, гаряче повітря по повітревідводах подається в канали, тангенціально
розташовані в боковій стінці башти. Система подачі і розпилення продукту
складається з пристрою подачі сировини, ванни, електроагрегату і розпилюють
пристрою. Якщо в якості розпилювального пристрою використовується
форсунка, то для створення в системі необхідного тиску (12 ... 20 МПа)
застосовують гомогенізатор (плунжерний насос).

Рисунок 1.1 – Установка ОСВ-1 :
1 — камера з форсунками; 2 — гранулятор вібраційний ГВ-1/8,5;
3(1,2) — сушарка вібраційна конвективна СВ-1/8,2; 4, 11-елеватор стрічковий
ковшовий; 5 — сито вібраційне СВІ-0,9; 6-розподілювач; 7, 10 — конвеєр
вібраційний КВІТ-0,3; 8(1-3) — бункери з активатором; 9 — бункер;
10 — вібраційний конвеєр; 14 — живильник — затвор вібраційний ПЭВ-0,3;
17 —резервуари Я1-ОСВ-6,3, Я1-ОСВ — 2,5; 18 — насос молочний
відцентровий; 19 — електронасосний агрегат (гомогенізатор);
8, 11, 15 — калорифери — вентилятори — фільтри повітря

Система фільтрації і підігріву теплоносія включає в себе фільтри,
калорифери і вентилятори. Повітря, попередньо очищене у фільтрах,
нагрівається до 135 .., 140 ° С в парових або електричних калорифери і
вентиляторами подається зверху і знизу вежі в зону розпилення продукту. Крім
того, гаряче повітря по повітревідводах подається в канали, тангенціально
розташовані в боковій стінці башти. Система подачі і розпилення продукту
складається з пристрою подачі сировини, ванни, електроагрегату і розпилюють
пристрою. Якщо в якості розпилювального пристрою використовується
форсунка, то для створення в системі необхідного тиску (12 ... 20 МПа)
застосовують гомогенізатор (плунжерний насос).
Розпилювальні сушарки (рис.1.2) набули широкого поширення для сушіння
рідини: молока, яєць, желатину, альбуміну. Сушильна камера такої сушки може
бути виконана у вигляді порожнистої вежі значних розмірів. Матеріал
надходить в сушарку розпорошується в верхній частині сушарки. Краплі його
опускаються і при цьому створюється контакт між матеріалом і сушильним
агентом, що надходять в нижню частину сушарки. Диспергування матеріалу
проводиться шляхом разбризгування через форсунки або пневматично за
допомогою стиснутого газу.

Рисунок 1.2 - Схема розпилювальної сушарки: 1 - корпус; 2 - розпилювальний
пристрій; 3 - введення теплоносія; 4 - відведення теплоносія; 5 - відведення
готового продукту

Спосіб сушіння розпиленням має низку переваг у порівнянні з іншими
методами сушіння. Процес сушки протікає надзвичайно швидко (15-30 с),
частки в зоні підвищеної температури мають насичену поверхню, температура
якої близька до температури адіабатного випаровування чистої рідини. Завдяки
миттєвої сушці і невисокій температурі розпорошених частинок матеріалу
висушений продукт виходить хорошої якості. Наприклад, не відбувається
денатурації білків, окислення, втрат вітамінів і т.д. За якісними властивостями
продукту, висушений в розпилювальних сушарках в нагрітому повітрі або
інертному газі (азот, вуглекислий газ), можна порівняти тільки з продуктом,
висушеним при глибокому вакуумі. При сушінні розпиленням легко
регулювати і змінювати в потрібному напрямку якісні показники готового
продукту в залежності від умов сушіння. В результаті сушіння виходить
готовий продукт, який не вимагає зазвичай подальшого подрібнення і має
підвищену розчинність. При застосуванні сушки розпиленням часто може бути
значно скорочений і повністю механізований технологічний цикл отримання
сухого продукту. В цьому випадку можуть бути виключені такі процеси, як
фільтрація, центрифугування, розмелювання. У розпилювальних сушарках
можна досягти високої продуктивності по висушують матеріалу, при цьому не
потрібно великої кількості обслуговуючого персоналу. Висушуваний матеріал в
процесі сушіння не стикається з поверхнями сушарки до тих пір, поки він не
висохне. Це спрощує вирішення проблеми корозії і вибору матеріалу для
сушильної камери. При інших способах сушіння вологий продукт стикається з
металевими поверхнями. У розпилювальних сушарках можна здійснити сушку
в широких температурних межах (60-120) ° С. При сушінні розпиленням легко
здійснити отримання висушеного продукту, що складається з різних сухих
компонентів в певних співвідношеннях, наприклад при додаванні необхідної
кількості інших матеріалів до сушки в основний матеріал.
До реалізації процесу сушіння в сушильній установці ставлять наступні
вимоги:
– достатнє використання об'єму сушильної камери;
– мінімальний рівень налипання порошку на стінках;
– висушений продукт повторно не вступає в контакт із гарячим повітрям;
– висушений продукт повинен бути вивантажений із сушильної камери за
мінімальний проміжок часу. Можливі спектри руху повітря в сучасних
конструкціях сушильних башт наведені на рис.1.3.

Рисунок 1.3 – Спектри руху повітря в сушильній башті:
а) дисковий розпилювач із спіральним рухом повітря;
б) дисковий розпилювач із реверсивним повітряним потоком;
в) форсунковий розпилювач із реверсивним повітряним потоком;
г) форсунковий розпилювач із прямотечійним рухом повітря;
д) форсунковий розпилювач із реверсивним рухом повітря; є) дисковий
розпилювач із реверсивним повітряним потоком

В установках, де розпилюють пристрій виконаний у вигляді
відцентрового диска, продукт подається до нього одногвинтовим насосним
агрегатом П8-ОНТ. До недоліків відцентрових дискових розпилювачів
відноситься їх складність. Наприклад, розпилювач сушильної установки А1-
АРС складається з електродвигуна, зубчастого редуктора, шпинделя з
розпорошувати диском, захисного кожуха, систем змащення, охолодження,
вакууму, підпору і лінії підведення продукту, що подається на сушку. Гідність
таких розпилювачів - простота регулювання дисперсності розпилення
продукту, яка зазвичай здійснюється заміною шестерень в приводі шпинделя. У
згаданій установці шпиндель з диском може обертатися з частотою 201, 227,
259 і 300 СГ1. У сушильній установці А1-ОР2-Ч (рис 1.4) частота обертання
диска не регулюється і складає 200 с-1. Окружна швидкість розпилювального
диска цієї установки 170 м/с. Максимальна лінійна швидкість розпилювального
диска сушильної установки А1-АРС при діаметрі 120 мм досягає 113 м / с.

Рисунок 1.4 – Установка А1-ОР2-Ч:
1 — калорифер; 2 — шнек; 3 — дно камери; 4 — повітряний фільтр;
5,16 — вентилятори; 6 — нагрівач повітря; 7 — насосна одногвинтова
установка; 8 — тепловий апарат; 9 — гомогенізатор; 10 — бачок;
11 — талька електрична; 12 — повітророзділювач; 13 — розпилювач молока;
14 — сушильна камера; 15 — батарея циклонів; 17 — швейна машина для
зашивання паперових мішків; 18 — ультразвуковий пристрій для зварювання
поліетиленових вкладок; 19 — ваговий автоматичний дозатор;
20 — бункер; 20а — просіювач; 21 — циклон-розвантажувач; 22 — головний
вентилятор; 23 — пневмотранспортна лінія; 28 — молоко згущене;
29 — молоко сухе; 1п — вода промивочна; Зг — повітря гаряче;
Зх — повітря холодне; Зп — повітря пневмотранспортне; Зот — повітря
відпрацьоване; 26 — протипожежний трубопровід

Пристрій для відводу готового продукту включає прибиральні щітки,
шахту і шнековий конвеєр. У деяких сушильних установках збиральні щітки
замінені скребковим механізмом А1-ОР2-Ч, а для більш повного очищення осів
на стінках і днище вежі порошку обертаються пневматична мітла і короб (А1-
АРС).
Система очищення відпрацьованого повітря складається з фільтра,
головного вентилятора і повітропроводів.
Фільтр камерного типу, виконаний у вигляді шахти прямокутного
перетину, складається з трьох секцій, в яких розміщені фільтрувальні рукави,
виготовлені з мішковини. Повітря з вежі надходить в фільтрувальні рукави
знизу, проходить через тканину і за допомогою витяжного вентилятора
виводиться в атмосферу. Частинки сухого порошку, що залишилися на тканині
фільтрів, скидаються на шнековий конвеєр спеціальним струшувальним
механізмом. У деяких сушарках повітря очищається від частинок сухого
продукту в одному або декількох циклони. При цьому відпрацював повітря в
цих установках забирається з нижньої частини сушильної камери.
Видалений з сушильної камери і циклонів суху речовину транспортується
через шлюзовий затвор в пневмотранспорту лінію, де охолоджується холодним
повітрям. Для отримання холодного повітря застосовують фільтр, вентилятор і
калорифер з тими, які циркулюють в його системі холодною водою або
розсолом. Пройшовши через пневмотранспорту лінію, суміш холодного повітря
і сухого продукту подається в циклон-разгрузчик, що закінчується шлюзовим
затвором. Охолоджений до 22 ... 25 ° С готовий продукт дозується і
завантажується в спеціальну тару. Система управління сушаркою забезпечує
контроль і регулювання основних технологічних параметрів процесу як в
ручному, так і в автоматичному режимі.
Технологічний процес в розпилювальних сушарках має деякі особливості:
в якості сировини застосовують згущене незбиране або знежирене молоко з
вмістом сухих речовин 40 ... 50% і температурою 40 ... 50 ° С; температура
продукту в зоні розпилення зазвичай не перевищує 60 ... 70 ° С; масова частка
вологи в готовому продукті 4 ... 7%.
1.5
1.6 Техніко – економічне обґрунтування

За умов ринкових відносин між підприємствами і споживачами,
конкуренції у збуті продукції, першочергового значення набуває впровадження
маловідходних та енергозберігаючих технологій.
Для того, щоб зайняти вигідне місце на ринку збуту, необхідно
підвищувати якість продукції, знижувати матеріальні і трудові затрати, а також
слідкувати за тим, чого саме зараз найбільше потребує споживач. Саме тому
спеціалісти різних галузей виробництва повинні звертати увагу на появу
новітніх технологій, новацій, винаходів.
За умов жорсткої конкуренції молочна промисловість повинна мати
підприємства, які за своїми техніко – економічними показниками не
поступалися б діючим закордонним заводам.
Порівняння базової та нової машини.
В ринкових умовах для підвищення якості сухого молока важливе
значення має підхід до ціноутворення з урахуванням основних технологічних
показників, що обумовлює збільшення виходу та покращення якості готових
продуктів переробки.
Якість готової продукції в значній мірі визначається якістю вихідної
сировини, однак, вона як і раніше залишається серйозною проблемою. Всі
основні показники молока, що включають ступінь чистоти і т. д. так чи інакше
характеризують низьку його якість і технологічність. Фізичні властивості
сухого молока також мають ряд істотних недоліків.
Купуючи у магазинах готові молочні продукти, споживач рідко
замислюється над тим, який довгий шлях проходить сировина і яких затрат
ресурсів та праці потребує його переробка. За останні роки світовий ринок
молочних продуктів зазнав значних змін через конкурентну боротьбу серед
виробників країн СНД з одного боку та Польша, Німеччини, Франції з іншого.
Тому одним із основних показників, що дозволяють зберегти позиції
вітчизняної продукції на українському ринку є, звичайно ж, зменшення її
собівартості за рахунок зниження енергетичних витрат на виробництво.
Результатом впровадження енергозберігаючих гігієнічних технологій, крім
економії енергоресурсів, є також захищення технологічного обладнання від
різких перепадів температур та корозійних розчинів, і, як наслідок, подовження
терміну його експлуатації. Запорукою успіху при забезпеченні гігієни є
автоматизація усього виробничого процесу, лише при умові якої можливе
зведення до мінімуму людського фактору.
Даний проект передбачає модернізацію сушильної установки шляхом
зміни процесу сушіння молока з метою підвищення якості готового продукту і
продуктивності. Зазначена мета досягається тим, що пристрій для сушки і
досушки виконано з двох камер, пов'язаних між собою за допомогою
з'єднувального каналу, при цьому камера для агломерації частинок
розташована в нижній частині сушильної камери , а пристосування для
регулювання висоти шару частинок встановлено в сполучному каналі з
можливістю регулювання його прохідного перетину.
Беручи до уваги те, що будь-яке підприємство, що займається
виробництвом сухого молока, зацікавлене у зниженні собівартості продукції та
стабілізації технологічного процесу, зменшенні витрат і підвищенні
продуктивності устаткування, воно повинно впроваджувати енергозберігаючі
технології та використовувати сучасну автоматику.
Для визначення економічної доцільності застосування даної
модернізованої сушильної установки, необхідно відмітити, що вона забезпечує:
1) Підвищення продуктивності машини;
2) Зниження виробничих витрат;
3) Технологічність виробничого процесу;
Збільшення продуктивності сушарки передбачає збільшення обсягів
виробництва, це дозволить без збільшення затрат, значно підвищити обсяги
виробництва.
1.6 Опис модернізації застосованого обладнання.
Конструкція і принцип дії.

Установка розпилювальна сушильна марки Аl-ОРЧ для молока
призначена для сушки знежиреного і згущуючого цілісного молока, а також
замінників цілісного молока з вмістом жиру до 30 %. Застосовується на
підприємствах молочно консервної, олійництва і сироварної галузей молочної
промисловості.

Рисунок 1.5 – Технологічна схема виробництва сухого молока
Крім самої розпилювальної сушарки, яка є основним елементом даної
технологічної схеми (рисунок 1.5), в неї входять:
- циклони 8 для очищення відпрацьованого повітря від частинок
висушенийного продукту з подвійними заслінками 9; пневмотранспорт сухого
продукту, що включає в себе повітряний 11, поверхневий охолоджувач 12,
трубопровід з шиберами 19 і вентилятор 14;
- розвантажувальний пристрій, що складається з циклону-отделителя 13,
бункера-накопичувача 17, ворошителя з мішалкою і приводом 18, шлюзового
затвора 15, шлюзового живильника з трубопроводом для робочого повітря, і
трубопроводом суміші повітря і сухого продукту 16; продуктовий шестерний
насос з варіатором регулювання його продуктивності і трубопроводом для
висушуваного продукту;
- два продуктових танка, обладнаних мішалками, пристроями для
підігріву продукту і спеціальним щитом управління;
- щит з пускової, контрольно-вимірювальної і регулювальною
апаратурою.
Крім основних складових частин сушильна установка комплектується
бункерами для проміжного зберігання висушеного продукту з системою
трубопроводів, пристроями для їх обслуговування і щитом управління, а так же
двома автоматизованими лініями для розфасовки готового продукту в паперові
мішки механізованої їх упаковкою. Процес сушіння в установці здійснюється за
рахунок інтенсивного теплового і водного обміну між мілкорозпиленим
вологим продуктом і сухим гарячим повітрям. Висушуваний продукт з танка,
що обігрівається гарячою водою шестеренчастим насосом по трубопроводу
через конічний патрубок подається в порожнистий вал, що обертається і
розпилюють диск 6, встановлений на цьому валу. Продуктивність продуктового
насоса регулюється від 43 до 92 л/хв дистанційним зміною швидкості
обертання робочого колеса. Обертання диска зі швидкістю 6525 об / хв (м/с)
забезпечується від електродвигуна через плоскореміну передачу з
передавальним числом 2,25. Під дією відцентрової сили висушуваний продукт
по каналах диска переміщається на його периферію і через щілини
розпилюється у верхній циліндричної частини сушильної камери 5. Загальний
обсяг сушильної камери становить 145 м3, циліндричної частини 100 м3.
Повітря, що використовується для сушки, піддається очищенню в
фільтрокамері 1, яка складається з 32 легкозамінних елементів з фільтрами з
синтетичного волокна. Очищене повітря, що нагнітається вентилятором 2
продуктивністю 43 тис.м/год, напором 135 мм вод.ст. в восьмисекційні
калорифери (5 секцій парові, 2 пароконденсатні і 1 конденсатна) поверхнею
нагріву близько 920 м2, де нагрівається до температури 170 - 180 0С.
Кількість повітря, що надходить на сушіння, регулюється шибером 20 з
дистанційним управлінням, ручним шибером 19, після якого гаряче повітря
перегородкою в повітроводі розділяється на два канали, що ведуть до центру і
периферії сушильної камери. Розділений на два потоки повітря надходить в
спіралевидний розподільник 4, розташований на стелі сушильної камери. В
обох каналах на шляху руху повітря встановлені жалюзі, які мають плавну
форму, завдяки яким можна змінювати швидкість спрямованість його руху. На
периферію в центр сушильної камери повітря надходить через регулюючі його
закрутку лопатки 7, яка по периферії встановлено - 32, по центру - 8.
Направлений по спіралі вихровий рух повітря набуває в відповідності з
налаштуванням напрямних лопаток.
Розпилювальна сушарка (рисунок 1.6) являє собою вертикальну
циліндричну ємність з плоскою кришкою і конічним днищем, всередині якої
розташоване розпилюючий пристрій. Розпилюють механізм разом з диском
встановлені у верхній частині камери, форсунки - по периферії. Для
охолодження і підсушування матеріалу конічне днище іноді виконують з
сорочкою і люками для підсосу холодного повітря всередину камери. Можливі
й інші варіанти конструктивного оформлення камери, систем подачі і
відсмоктування теплоносія і вивантаження продукту.
Розпилюючі сушарки зазвичай працюють за принципом прямотока або
протитоку. Розпилення рідини в сушильній камері дозволяє створити велику
поверхню контакту газу з висушують матеріалом, а досить рівномірні умови
обтікання і короткочасність процесу - підвищити допустиму температуру газу,
що надходить і проводити розрахунок сушки по максимально допустимій
температурі матеріалу. Максимально допустима температура газу визначається
термостійкістю матеріалу і залежить від напрямку руху газу і матеріалу. При
прямоточній роботі сушарки максимально допустима температура газу значно
вище, ніж при протиточній. Однак перегріву матеріалу при цьому не
відбувається, так як гази з високою температурою рухаються паралельно
вологому матеріалу. Принцип прямотока використовують при сушінні
термолабільних матеріалів. Противоточную схему сушіння зазвичай
застосовують при необхідності глибоко висушити матеріал або отримати
продукт з більшою об'ємною масою. Продукт, одержуваний при сушінні
розпиленням, не поступається за якістю продукту, отриманого при сушінні
сублімацією. Тип розпилювальні сушарки в кожному окремому випадку
визначається фізичною структурою розчину (істинний або колоїдний розчин,
емульсія, суспензія), вимогами, що пред'являються до дисперсності, і залежить
від економічних чинників і надійності роботи апарату.
Розпилювальна сушарка з відцентровим розпиленням (рисунок 1.6) -
апарат безперервної дії, що складається з сушильної та камери досушки і
високооборотного розпилювального механізму. Сушильна камера являє собою
вертикальну циліндричну ємність з плоскою кришкою і конічним днищем, в
нижній частині якого розташовано патрубок який з’єднаний з камерою
досушки та розвантажувальний пристрій.
Корпус камери виконаний з окремими царг, встановлених одна над
іншою і скріплених між собою болтами фланцевих з'єднань. Кожна царга
складається з щитів, каркаси яких зварені з швелерів і двотаврів. У центрі
сушильної камери встановлена труба, по якій гарячі гази надходять
безпосередньо в зону факела розпилення. Напрямок подачі газів регулюють
вручну поворотом жалюзійної головки. Витрата повітря визначається
початковими параметрами сушильного агента і необхідною продуктивністю
агрегату. Газохід подачі гарячих газів забезпечений кожухом, стінки якого
охолоджуються повітрям. У нижній конусної частини камери є газохід для
виходу відпрацьованого повітря.
На плоскій кришці, в центрі сушильної камери встановлено
розпорошуючий механізм, що складається з корпусу, тарілки для розподілу
рідини, розпилюючого диска, одноступінчатого підвищуючого редуктора і
фланцевого електродвигуна. У корпусі механізму змонтовані привідний вал з
підшипниками, трубки для подачі розпилюючої рідини, стисненого повітря,
води для охолодження підшипників і лінія відкачування масла з системи.
Масло подається до вузлів тертя редуктора і підшипників вала розпилює диска
від загальної масло системи під тиском – 0,882-104 Н/м2 (0,9 кг/см).
Відпрацьоване масло відкачується насосом, і після фільтрації та охолодження в
масляному фільтрі знову надходить в розпилюючий механізм.
До реалізації процесу сушіння в сушильній установці ставлять наступні
вимоги:
— достатнє використання об'єму сушильної камери;
— мінімальний рівень налипання порошку на стінках;
— висушений продукт повторно не вступає в контакт із гарячим повітрям;
— висушений продукт повинен бути вивантажений із сушильної камери за
мінімальний проміжок часу.

1.7 Розрахунок сушильної установки

У молочній промисловості для сушки молока і молочних продуктів
застосовуються в основному дискові розпилювальні сушарки. Обертання
розпилювального диска здійснюються електродвигунами. Відпрацьоване
повітря очищається циклонами або рукавними фільтрами.
Визначення продуктивність сушарки по згущеному молоці, що поступає
на сушку:
W
мсч , (1.1)
C
1− o
Ck
де W- кількість випаровування , кг/год,
Со - начальна концентрація сухих речовин:
Ck - концентрація сухих речовин в сухому молоці, %;
500
M cч = = 1000кг / ч
48
1−
96
Кількість сухого продукту після сушки:
М с = М сч −W
M c = 1000 − 500 = 500кг /ч
Витрати повітря на сушку.
Для розпилювальних сушарок витрата повітря визначається по формулі
(5, стр.68):
1000 W
L = ; (1.2)
d2 − d1
W - кількість випаровування вологи , кг/год,
d 1 - вологовміст повітря перед калорифером, кг/кг сухого повітря
d 2 - вологовміст повітря при виході з сушарки, кг/кг сухого повітря, при
виході ( і визначають по діаграмі I-d) (див. рис. 1.7).

Рисунок 1.7 – Діаграма сухого повітря

Знайдені параметри повітря по I-d діаграмі рекомендується перевести в
розмірність по J-x діаграмі.
1000 500 1000 500
L = = =10417кг / год
54 − 6 48
Втрати тепла в розпилювальних сушарках складають 10-15% .
Дійсну витрату повітря на сушку складають:
Lg = 1,15Lo (1.3)
Lg = 1,15 10417 = 11980 кг / год
Потрібна кількість тепла на нагрів повітря в кількості, що обчислюється
за формулою (5 стр.99);
Q = Lg  (I1  I o ) 103
(1.4)
де Lg – дійсні витрати повітря сушки, кг/год;
I о - тепловміст повітря на вході в калорифер, Дж/кг
I1 - тепловміст повітря після калорифера, Дж/кг
5
За завданням тиску гострої пари, що поступає в калорифер P = 8 10 Па ,

температура пара tП = 169,6 С, тепловміст пари:
LП = 4187661,2 = 2,6 10 6 Дж / кг .
Q = 11980  (180 − 4,5) 103 = 1617300 103кг /ч

Температура конденсату приймається на 2 − 3 С нижче температури пару.

Тоді температура конденсату буде tK = 167 C . За формулою (4,стр.29):
Q 103
D = ,
(iП − cК tК )  (1.5)
де iП - тепловміст пару, Дж/кг
СК - тепловміст конденсатора, Дж / (кг  к)
t  
K - температура конденсатора, C(tK 167 C)
 - КПД тепла ( = 0,95)
1617300 103 103
D = = 8649кг / год
(2,6 106 −1,4187 167) 0?95
Питома витрата пари на 1кг випареної вологи.
D
d0 = ,
W (1.6)
де D - витрати пару кг/год;
W – кількість випареної вологи, кг/год.
8946
d0 = =17кг / год
500
Визначаємо розмір сушильної башні.
Об’єм сушильної башні.
W
V = ,
A (1.7)
де W - продуктивність сушарки на випаровування вологи, кг/год.
А – об’єм сушарки по випаровуваній вологі.
500
V = =100м3
5
Сушильні башти бувають з конічним движком турбо W12. Об'єм башти
з плоским двигуном:
D 2
V = H
4 (1.8)
де D – діаметр башні, м;
Н – висота башні, м;
H = (1+1,1) D
H = (1+ 4,2)  4,7 = 10,37м
3,14 6,7
V = 10,34 =179м3
4
Діаметр башні:
D 2
V = 1,8D
4 (1.9)
4V 4 100
D = 2 = = 4,7
 1,8 3,14 1,8
3,14 4,72
V = 1,2 4,7 = 98м3
4
Розрахунок розпилювального диска. Швидкість розпиляної рідини, що
виходить з розпилювального диска, повинно бути 170м/с. Визначаємо частоту
обертання диска:
V
h = ,
 D (1.10)
де V – швидкість розпилювальної рідини, м/с
D – діаметр розпилювального диска, D=300мм
170
h = =180c
3,14 0,3 ,
Розпилювальний диск приводиться обертанням парової турбіни або
електродвигуном. Потужність, витрачену на роботу диска, визначаємо по
формулі:
2,25 V 2 M
N = сч ,
1000 3600  20 (1.11)
де V – окружна швидкість обертання диска;
М сч - продуктивність сушарки по згущеному молоці кг/год.;
D – діаметр диска,м.
2,25 1702 1000
N = 30кВт
1000 3600 2 0,3 ,
Розрахунок допоміжного устаткування сушарок.
Повітря нагрівається в калорифері гострою парою з котельні, калорифери
підбирають по тепловому навантаженню.
Визначаємо площу поверхні калорифера:
Lg  (J1 − J 0 ) Q
F = =
t0 + t t + t
3600 K  ((t − 1
П )) 3600 K  ((t 0 1
П − ))
2 2 , (1.12)
де Lg – дійсні витрати повітря на сушку.
J 0 - тепловміст повітря до входу в калорифер, Дж/кг;
J1 - тепловміст повітря після калорифера, Дж/кг;
t 
П - температура гріючого пара, С ;
t 
0 - початкова температура повітря, С ;
t 
1 - кінцева температура повітря, С ;
1617300 103
F = = 5м 2 .
20 +160
3600 1800  ((169 − ))
2
Визначаємо середнє значення масової швидкості в живому перетині
калорифера.
Lg 
V = ,
3600  f (1.13)
де Lg – витрати повітря на сушку, кг/год;
 3
- щільність повітря, кг/м ;
f 2 2
- інший переріз калорифера для проходу повітря, m ( f = 0,4m )
11980 1
V = = 8
3600 0,4
При підборі калориферів керуватися слід конструктивними
особливостями сушки. Якщо в башту повітря потрапляє одночасно з двох
сторін, то з кожного боку ставлять батарею калориферів. Поверхня нагріву
калорифера визначається:
F = F1 + F2 , (1.14)
де F1 - поверхня калорифера з однієї сторони, м2 .
F2 - поверхня калорифера з другої сторони,
F = 2 + 2 = 4м2
Кількість калориферів з кожного боку має бути однаковою, тобто батарея
калориферів, сполучених послідовно.
Визначаємо кількість калориферів:
f f
Z1 =
1 ; Z 2 =
2 ;
f f (1.15)
де Z1 - кількість калориферів з однієї сторони башні;
Z 2 - кількість калориферів з двох сторін;
f 2
- поверхня єдиного калорифера, м .
Сумарна кількість калориферів:
Z = Z1 + Z 2 = 2 + 2 = 4
У прямоточних сушарках, де повітря подається в башту зверху, можна
ставити одну батарею калориферів. Поверхню рукавних фільтрів визначаємо по
формулі:
V
F = в ,
l уд (1.16)
3
де Vв - витрати повітря на сушку, м /год;
l уд - питоме навантаження на фільтр;
Vв =V  Lg ,
3
де V – питомий об’єм повітря, м /кг
Lg – витрати повітря на сушку, кг/год
Vв = 1,27 11980 = 15215 3
м /год
15215
F = = 76м2
200
Загальна поверхня фільтрів розділяється на дві фільтр - камери з
паралельною подачею повітря на очищення визначається за (1.14).
F = F1 + F2 ,
де F1 - поверхня нагріву однієї фільтр – камери;
F2 - поверхня нагріву другої фільтр – камери;
F = 38 + 38 = 76м 2
У кожній фільтр – камері розташовується батарея рукавних фільтрів,які
періодично струшують. Батарея складається з чотирьох камер. Кількість
рукавних фільтрів в батареї (4.15).
f f
Z = 1 ; Z = 2
1 2 ;
f f
2
де f - площа одного фільтра, м
f =   d  l ,
де d – діаметр фільтра, м (d=0,2-0,3)v;
l – довжина фільтра м (l=2-2,5м);
f = 3,14 0,3  2,5 = 2m2

38 38
Z1 = =16; Z 2 = =16;
2 2
Розрахунок циклонів для очищення повітря молочного пилу. Запилене
повітря поступає в бічний патрубок перетином а x b і здійснює в циклоні 4
повороти по спіралі. За рахунок відцентрової сили частки молока відкидаються
до стінки і сповзають по ній в конічну частину до вихідного патрубка, а
повітря, очищене від пилу вирушає в центральну трубу. Для даної сушарки
об'єм повітря.
U = V Lg ,
3
де V – питомий об’єм, м /кг
V = 1,27 11980 = 15215
Для фільтрації повітря в сушарці приймемо чотири циклони що
паралельно працюють.
Тоді об'єм повітря, що поступає в один циклон;
15215
Vц = = 3804
4 3
м /ч
Розмір вхідного патрубка: ширина а, м, висота b, м; приймемо
відношення b : a = 2
b = 2a = 2 0,01 = 0,02м
Кількість повітря, що проходить через патрубок
V 2
ц = 3600 2а V1;
де а – ширина патрубка, м
3
V – кількість повітря що проходить через патрубок, м /с;
V1 - швидкість повітря в патрубку м/с (V1 =15м/с)
Vц 1,05
a = = = 0,01м
3600 2 V 3600 2 1,27
Vц = 3600  2 0,012 15 = 11 3
м /с
Визначаємо діаметр центральної труби.
2
d
Vg =
1 3600 V2
4 , (1.17)
V
d1 = ,
2826 V (1.18)
де d1 - діаметр центральної труби, м;
V2 - швидкість повітря в центральній трубі, м/с (V2 = 5m / c )
4,2
d1 = − 0,03m
2826 1,27 ,
3,14 0,032
Vц = 3600 5 =13м3 / c .
4
Висота окремої частки циклону при зворотах спіралі: h=4b, де b – висота
вхідного патрубка, м:
h = 4 0,02 = 0,08м
Зовнішній діаметр циклона:
d 2 = d1 + 2a , (1.19)
d 2 = 0,03 + 2 0,01 = 0,05м . (1.20)
Діаметр твердої частки, в циклоні:
9  (l −1)  d
d = 1 m
ч ,
 V1  ч  n  2 (1.21)
d
 = 2
де d1 - відношення діаметру циклону до діаметру центральної труби;
d1 - діаметру центральної труби, м;
 2 −5 3
- в’язкість повітря Нс/м ( = 21 10 Нс / м );
v1
- швидкість повітря, м/с.
3
 3
4 - щільність частинок молока кг/м (ч = 980кг / м )
h – число витків спіралі в циклоні (n=4)
0,05
 = =1,7
0,03 ,
9  (!?7 −1) 0?03 2110−5 9 7 10−1 3 10−2 2110−5
d r = = = 11,5 10−13 = 3,4 10−6 мкм
3,14 15 980 4 2 369254 .
Частки молока менше розрахункового діаметру будуть відноситься в
атмосферу. Частки розміром менше 20 мкм складають близько 2% маси сухого
порошку. Нс=0,02 .
де H c - продуктивність сушарки по сухому молоку, кг/год.
n = 0,02 5000 = 10кг / ч .

1.7.1 Тепловий розрахунок процесу сушіння

Тепловий розрахунок процесу сушіння починаємо з розрахунку, а саме:
об'ємного напруги барабана по волозі; витрати вологого матеріалу; кінцевого
вологості матеріалу. Розрахунок кількості видаляємої вологи в сушильному
барабані (5, стр. 99):
(1.22)
W – кількість питомої вологи в сушильному барабані, кг/с;
GСМ – витрати сухого матеріалу, ;
U1, U2 – відноста вологість матеріалу свідповідно на вході в барабан і на
виході із барабана,

;

Розміри сушильного барабану.
Обєм барабана:
(1.23)
, (1.24)
де m-відношення між Lб и Dб (з [1]);
 , (1.25)
Напруга по влагі в рабочому обємі Н=6,8 гк/м3год., а кількість видаляємої
вологи в барабані дорівнює 0,1284 кг вл./с , приймаємо орієнтовне значення m
(з [1]) з ряду m=48, наприклад m=6. Розрахунок проводимо з літератури [1].
Визначаємо в першому наближенні діаметр барабана:

Найближчий більший діаметр барабана (з [1]): Dб = 2500 мм. При цьому
довжина апарату дорівнює 14000 мм. Вибір довжини апарату визначається
мінімально необхідним обсягом апарату:

Мінімально необхідна довжина апарату при відомому мінімально-
необхідному обсязі і відомому діаметрі апарату:

Кінцевий результат: Dб=2500 мм, Lб=14000 мм.
Знайдене значення діаметра барабана слід перевірити по гранично
допустимої швидкості сушильного агента в барабані, Wс.а., м / с.
Для визначення швидкості руху сушильного агента в барабані необхідно,
перш за все, розрахувати його витрати (масовий і об'ємний).
Визначення параметрів повітря на вході в сушильну камеру
У разі сушіння атмосферним повітрям параметри атмосферного повітря
визначаються безпосередньо по діаграмі Рамзина в залежності від
географічного району, в якому буде встановлена сушарка.
В справочній літературі [2], (стр. 512-513) знаходимо температуру і
відносну вологість атмосферного повітря для липня місяця: t0=18 0C; 0=72%.
По діаграмі I-X визначаємо інші параметри повітря: I0=41,8 кДж/кг а.с.в.;
X0=0,0091 кг вл./кг а.с.в.
Параметри атмосферного повітря зазнають змін при проходженні через
калорифер сушильної установки і стають рівними: t1, 1, I1, X1.
X1=X0 при нагріванні, t1=128 0C. Визначаємо положення точки 1 по
діаграмі I-X за цими параметрами. Далі знаходимо значення ентальпії і
відносній вологості на вході в сушильну камеру: 1<5%; I1=154,6 кДж/кг а.с.в.
Визначення параметрів повітря на виході з сушильного апарату в разі
ідеальної сушки.
В соответствии с уравнением теплового баланса [5,стр.68–70] сушильной
установки имеем:
, (1.26)
де qдоп - питоме підведення тепла в сушильній камері, кДж/кг уд.вл.;
q0, qT, qM, – відповідно питомі втрати тепла в навколишнє середовище, з
транспортними пристроями і з матеріалом;
I – питома витрата абсолютно сухого повітря, кг а.с.в./кг уд.вл.;
I1, I2 – ентальпія повітря, відповідно, на вході і виході сушильного
барабана, кДж/кг а.с.в.
Згідно з визначенням ідеальної сушарки кожна з qдоп, q0, qT, qM
дорівнює нулю, отже, для такої сушарки I2 = I1, тобто лінія сушки збігається з
лінією I = const. За діаграмою Рамзина за двома параметрами (I2, t2) визначаємо
положення точки 2, яка характеризує повітря на виході з сушильного барабана.
отримуємо: 2=38,5%, Х2=0,0384 кг вл./кг а.с.в.
Визначення дійсних параметрів повітря на виході з сушильного барабана.
Скористаємося основним рівнянням статики сушіння (із [2]):
.
Тут I і X - параметри повітря в довільному перерізі сушильного барабана.
Значення Δ буде визначатися сумою двох величин: питомими втратами тепла в
навколишнє середовище і з матеріалом.
Втрати тепла в навколишнє середовище ізольованого барабана
складають:
, (1.27)
де - коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні барабана до
навколишнього середовища і може бути розрахований за формулою (із [2]):
, (1.28)
де θ, t0 – температура, відповідно, зовнішньої поверхні ізоляційного шару
барабана і навколишнього середовища (якщо установка розташовується в
приміщенні, тоді θ=3050 0С, t0=1520 0С);
Dі – діаметр барабана з урахуванням товщини ізоляції, м.
Питомі втрати тепла з матеріалом розраховуються за формулою:
, (1.29)
де Н1 и Н2 – ентальпія вологого матеріалу, відповідно, на виході і вході в
барабан, кДж/кг с.м.
Ентальпія вологого матеріалу:
, (1.30)
де и – теплоємність, відповідно сухого матеріалу і вологи;
- температура матеріалу на виході з барабана.
Задамося температурою зовнішньої поверхні ізоляції θ = 400С, і
температурою навколишнього середовища t0 = 200C. Діаметр барабана з
ізоляцією приймаємо рівним діаметру барабана без ізоляції, тобто Dі = 2500
мм. Розрахуємо коефіцієнт тепловіддачі від зовнішньої поверхні барабана до
навколишнього середовища:
.
Тоді питомі втрати тепла в навколишнє середовище:

Розрахуємо ентальпію матеріалу на вході і виході барабана прямоточною
сушарки, якщо приймаємо, що температура матеріалу на вході в барабан (зі
складу) дорівнює 5 0С, температура повітря на виході складає 55 0С, а
теплоємність сухого матеріалу (з [3], стор.228 ) дорівнює 2,02 кДж / кг • град.
Вибираємо прямоточну подачу СА і матеріалу, щоб уникнути розкладання
(сульфат амонію розкладається при температурі трохи вище 100 0С,
перетворюючись при цьому в гидросульфат амонію), розм'якшення, і злипання
матеріалу., При цьому матеріал містить вільну вологу і його температура не
може піднятися вище 100 0С. Розрахуємо ентальпію матеріалу на виході і вході
барабана, приймаючи
,

Питомі втрати тепла з матеріалом:

Розрахуємо суму питомих втрат тепла:

Задаємося довільним значенням вологовмісту повітря Х>Х0, Х=0,020, і
знаходимо поєднане йому значення теплосодержания:

Знаходимо положення довільної точки (Х, I), в поле діаграми Рамзина.
З'єднуємо отриману точку з точкою 1 (Х1, t1) і продовжуємо лінію реального
процесу до перетину з лінією t2 = 550C. Знаходимо положення точки 2 і
відповідні їй параметри:
t2=55 0C, I2=116,8 кДж/кг а.с.в., X2=0,0235 кг вл./кг а.с.в.
Розрахунок необхідної витрати повітря в реальній сушарці.
Потрібних витрата повітря в реальній сушарці може бути виражений:
через масові витрата а.с.в., L; через масові витрата вологого повітря, lВЛ; через
об'ємні витрата вологого повітря; відповідно:
, (1.31)
, (1.32)
, (1.33)
де V0 – умовний питомий об'єм повітря, який може бути розрахований за
формулою:
, (1.34)
де Rв – газовая постоянная для воздуха = 287 Дж/кг•К (із [8]);
Tв – температура повітря, К; B – барометричний тиск, Па.
Визначимо питому витрату повітря:

Тоді масова витрата а.с.в. буде дорівнювати:

Умовний питомий об'єм відпрацьованого повітря:

Об'ємні витрата вологого повітря:

Розрахунок швидкості руху повітря на виході барабанної сушарки.
Швидкість руху сушильного агента в вихідному перерізі барабана Wв
пов'язана з діаметром барабана Dб рівнянням витрати:
, (1.35)
де – коефіцієнт заповнення барабана, або частка перетину барабана,
зайнята висушуванням матеріалу. Коефіцієнт заповнення змінюється зі зміною
типів внутрішніх пристроїв барабана (лопатева система, розподільна система,
перевалочна система з закритими осередками, комбінована), зі зміною діаметра
підпірного кільця на виході з барабана, що висушується, зі зміною
властивостей матеріалу; і може коливатися від 0,05 до 0,30. Цей параметр
процесу визначає середній час перебування матеріалу в барабані. Час сушіння
вже відомо в формі напруги по вологі Н.
Знаходимо внутрішній діаметр барабана, враховуючи, що товщина стінок
барабана 14 мм (из [1], стр. 16):

Визначаємо швидкість повітря, приймаючи коефіцієнт заповнення
барабана висушуваним матеріалом – 0,2.:

Розрахунок швидкості виносу частинок основної фракції.
Визначимо середню температуру сушильного агента в барабані як
середнє арифметичне температури повітря на вході і виході з сушарки:
1280С + 550С
tср = = 91,50 ;
2
Для даної температури в барабані по номограмі [2], (стр.530, рис.4)
коефіцієнт динамічної в'язкості повітря: ср = 0,022мПа.
Середній вологовміст повітря в сушарці становить:
(0,0091+ 0,0235) кгВл
Х ср = = 0,0163 ;
2 кгавс
Середній парціальний тиск водяної пари в сушарці визначимо за
рівнянням:
х Р
р = 0 ; (1.36)
М 1 х
в +
М авс М в
де Mасв=29 кг/кмоль – молярна маса повітря, Mв=18 кг/кмоль – молярна
маса води. Згідно формули (4.36) р = 2559Па.
Обчислимо щільність повітря при середній температурі в сушильному
барабані:
М осв (Р0 − р) +М  р Т
 = в  0 , (1.37)
м Ро Т 0 + t
м 3
м = 22 ,4
де кмоль - мольний обєм при стандартних умовах, T0= 273,15 K –
кг
стандартна температура.Згідноно формули (4.37) р = 0,961 .
м3
Знайдемо коефіцієнт кінематичної в'язкості повітря:
 0,022 10−3
ср Па  с
 ср = = . (1.38)
 кг
ср 0,961
м3
Вирахуємо критерій Архімеда з [13], стр.28:
g  d 2 m − 
Аr =  ; (1.39)
 2 
м кг
g = 9 ,81 т = 1769
де с 2 3
- прискорення вільного падіния, м - щільність
висушеного матеріалу. Згідно формули (4.39) Аr=17621.
Швидкість винесення основної фракції частинок матеріалу, що
висушується визначимо по формулі Тодеса [13], стр.235, ф.(2.72):
 Ar м
вит =  = 5.24 . (1.40)
d 18+ 0.59  Ar с
Швидкість винесення основної фракції частинок матеріалу більше
швидкості руху сушильного агента в барабані. Віднесення основної фракції
матеріалу бути не повинно.
Перевірка знайденого значення діаметра барабана по допустимій
швидкості сушильного агента в барабані.
В обраному сушильному апараті матеріал і сушильний агент рухаються
паралельно і прямотоком. При цьому досягається висока інтенсивність сушки і
мінімальні витрати тепла. Крім того, матеріал зберігає початкові властивості,
тому що в процесі його сушіння не перегріваються навіть найдрібніші
частинки.
Найбільш простою залежністю пов'язана допустима швидкість
сушильного агента в барабані з дисперсністю і щільністю частинок матеріалу в
випадку прямотока. У таблиці 3.1 (з [4], стор. 13) представлена залежність
допустимої швидкості сушильного агента в барабані від уявної щільності
матеріалу і від розміру часток.
Уявна щільність матеріалу:
, (1.41)
де – уявна щільність матеріалу, – порозность, приймемо , тоді
уявна щільність:

При середньому розмірі частинок матеріалу складає 0,8 мм, і уявної
щільності матеріалу ρK = 1061 кг / м3, знайдене значення діаметра барабана
забезпечує швидкість руху сушильного агента що не перевищує допустиму.

1.7.2 Бандажі і опорні ролики

Бандажі служать для передачі тиску від ваги всіх обертових частин
апарату на опорні ролики. Бандажі представляють собою кільця прямокутного,
квадратного або коробчатого перетину. Іноді бандажі невеликих легких
апаратів вигинаються з рейки.
Бандажі виготовляються з якісних вуглецевих сталей для того, щоб
забезпечити довговічність, тому що зміна бандажів важких барабанів
надзвичайно важка.
Існують різні способи кріплення бандажів до барабану. Бандаж
надівається на 12-24 чавунних черевика, повернутих головками в різні боки для
попередження осьового зсуву бандажа. Під черевики підкладаються
підсилювачі і дві - три регулюючі підкладки. Підбором товщини
регулювальних підкладок досягається поєднання центрів барабана і бандажа.
Вільна посадка бандажів на барабани передбачає температурні зазори для
попередження виникнення крайових напружень, особливо небезпечних під час
розігріву апарату. Завдяки тому, що внутрішній діаметр бандажа більше
зовнішнього діаметра барабана (з урахуванням черевиків), останній під час
роботи котиться по бандажам. В результаті бандажі розкочуються, їх
внутрішній діаметр і зазор між барабаном (черевиками) та бандажем весь час
збільшуються, що є істотним недоліком такого способу кріплення бандажів.
Ролики опорних станцій приймають на себе навантаження від всіх
обертових частин барабана. Виготовляються вони з матеріалу менш міцного,
ніж бандаж, тому що заміна зношених роликів простіша, та й самі ролики
дешевше бандажів.
Перевірочний розрахунок бандажів.
Знаючи діаметр барабана і навантаження, можна вибрати конструкцію і
розміри бандажа. Обраний бандаж слід перевірити на контактну міцність і
вигин.
Розрахунок необхідного діаметра барабанів:

Тоді діаметр маленького барабана буде дорівнювати:

По каталогу [1] выбираем диаметр барабанов DБМ=2000м.
Так само для рівності інших параметрів сушіння обсяги маленьких
барабанів повинні складати в сумі обсяг одного барабана. Тоді:
(1.46)

Остаточно по каталогу [1] вибираємо: LБМ = 12000мм, і маємо DБМ =
2000мм і LБМ = 12000мм (такий же результат може бути отриманий,
використовуючи вираз для мінімально-необхідного обсягу апарату п.0).
Визначимо масу матеріалу в малому барабані і масу спорядженого барабана з
висушуваним матеріалом відповідно:

Розрахунок потужності електродвигуна на обертання малого барабана:
Потрібна потужність барабана:

Потужність електродвигуна:

Потужність електродвигуна по каталогу (из [1], стр. 15) 25кВт.
Розрахуємо кут нахилу малого барабана:

=3,70
Тепер зробимо необхідний розрахунок бандажів:
(1.47)
де Р навантаження, що припадає на одиницю довжини контакту, Н/см, R
і r – зовнішні радіуси відповідно бандажа і опорного ролика, см.
Величина навантаження Р може бути розрахована за формулою:
(1.48)
де G – маса спорядженого і навантаженого барабана, кг, b – ширина
бандажа, см.,  - половина центрального кута між опорними роликами, g=9,81
м/с2, 2 – число бандажів.
Відомо [18], що розрахункове напруження в небезпечній точці, яка
лежить на деякій глибині контактуючих тіл, з енергетичної теорії міцності
становить приблизно 60% від максимальної напруги, тобто σ’≈0,6σmax. На
поверхні зіткнення розрахункове напруження по тій же теорії міцності
дорівнює 40% від того ж максимального напруження, то σ’’≈0,4σmax.
Знайдені таким чином розрахункові напруги слід порівняти з межею
плинності матеріалу бандажа, щоб судити про можливості (неможливості)
залишкових деформацій бандажа.
G=36035кг; число бандажів – 2; ширина бандажа b=170мм; радіус
бандажа R=1235мм; радіус опорного ролика r=300мм; центральний кут між
опорними роликами 2=600; модуль пружності матеріалу бандажа і ролика
однаковий і дорівнює E=2•105 МПа; межа плинності матеріалу бандажа
σ0,2=330 МПа.
Навантаження, що припадає на одиницю довжини контакту «бандаж-
ролик»:

Максимальна контактне напруження:

Розрахункове напруження в небезпечній точці:
σ’≈0,6σmax=0,6•417МПа=250,2Мпа
Розрахункове напруження на поверхні бандажа і ролика:
σ’’≈0,4σmax=0,4•417МПа=166,8МПа.
Зпівставлення розрахункових напружень з межею плинності матеріалу
бандажа: σ’<σ0,2; σ’’<σ0,2.
Висновок: залишкові деформації відсутні.
Після перевірки бандажа на контактне напруження, слід його перевірити
на вигин. Максимальний згинальний момент виникає в бандажі в перетинах, що
знаходяться навпроти опор. Величина згинального моменту залежить від
діючих сил, виду насадки, радіусу бандажа і кута між роликами 2ф. Якщо кут
між роликами дорівнює 60, то можна прийняти, що:
, (1.49)
де Q - навантаження, яке діє на бандаж, в Н; R - внутрішній радіус
бандажа в мм.; А - коефіцієнт, що залежить від характеру навантаження і виду
з'єднання бандажа з барабаном: для жорсткого з'єднання бандажа з барабаном
А = 0,07.
Далі знаходять максимальне згинаюче напруження за формулою (1.50).
, (1.50)
де W – момент опору, рівний для прямокутного перетину .
Отримане значення σmax порівнюють з межею плинності σ = 0,2
матеріалу бандажа. Внутрішній радіус бандажа R = 1100мм; ширина бандажа b
= 170мм; висота поперечного перерізу бандажа H = 135мм; навантаження, яке
діє на бандаж:

Відомо, що бандаж жорстко з'єднаний з барабаном.
Максимальний згинаючий момент:

Максимальна згинаюча напруга:

Зпівставлення максимального згинаючої напруги з межею плинності:
σmax=330МПа, відповідно σmax<σ0,2.
Розрахунок опорної станції.
За нормалі Н440-58 визначили відстань між опорною та опорно-упорною
станціями: l=5,1 м.
Прийнята робоча температура стінки барабана tвн = 40°С.
Взяли коефіцієнт лінійного подовження для матеріалу барабана (сталь) (з
[10], стр.33) при даній температурі:
αt = 1,1·10-5+0,8·10-8·tВН =1,1·10-5+0,8·10-8·400С = 1,132·10-5м/м·0С
Знайдемо величину термічного подовження барабана (з [10], стр.33):
Δl = 1,132·10-5·(40-18)·5,1м = 0,001270 м = 1,270 мм.
Вирахували ширину ролика з запасом для зручності монтажу:
B = b +Δl + (30...40 мм) = 20+1,270+35 = 56,3 мм.
Приймаємо ширину ролика В =60 мм.

1.7.3 Розрахунок затвора

Затвори призначені для завантаження і вивантаження матеріалу з
сушильного апарату, вивантаження пилоподібних матеріалів з бункерів
пилоуловлюючих апаратів.
Розрахуємо умовний діаметр затвора-мигалки, який також забезпечує
ліквідацію підсосів повітря в апарати:
Góë
d =1,12  , (1.51)
q
де Gул – маса уловленного пилу (твердого матеріалу), що пропускається
через мигалку, кг/с;
q – питоме навантаження мигалки (можна прийняти рівною 60 – 100
кг/(см2·ч)).
êãÑÌ
G = 3,68 , тоді (1.52)
ñì
ñ
êãÑì
3,68 3600
d =1,12  ñ =147,2ìì , (4.53)
90
Приймаємо d = 200 мм [15],(стр. 538, табл. П.2.9.1).

1.8 Монтаж, ремонт, технічне обслуговування обладнання

Ремонт - сукупність технічних і організаційних заходів, спрямованих на
відновлення працездатності машини. Виконується службою (відділом
головного механіка) в ремонтно-механічних майстерень, які містять верстатні,
слюсарні, зварювальні, електроремонтні і ремонтно-будівельні відділення, а
також лабораторію КВП.
При монтажі сушарки використовують механізми, засоби механізації та
інше обладнання: автомобільні крани, автонавантажувачі, електролебідки, газо-
і електрозварювання устаткування, талі, інші всілякі прибори і пристосування.
Технологія ремонтних робіт передбачає:
1. Індивідуальний метод ремонту (звідки зняли, туди, і поставили)
Недолік - великий простій обладнання.
2. Вузловий метод ремонту (деталі та вузли замінюють запасними)
Недолік - треба мати запас запасних деталей.
3. Послідовно-поузловий метод (ремонтують вузли в міру їх зносу в неробочий
час)
4. Агрегатний метод - передбачає наявність центральних РММ.
Недолік - втрата часу на демонтаж і монтаж обладнання.
СИСТЕМА ППР
Це нормативний документ ремонту, який юридично захищає головного
механіка. Призначений він для подовження терміну міжремонтний служби.
Системою ППР на підприємстві вирішуються наступні завдання:
- підтримання обладнання в робочому стані;
- запобігання випадків аварійного виходу обладнання з ладу;
- збільшення продуктивності обладнання модернізацією, яке може бути
проведена в період ремонту;
- зниження витрат на ремонт обладнання в результаті підвищення
продуктивності праці, економії матеріалів, застосування передових методів
ремонтних робіт.
Система ППР повинна містити відомості по:
1. міжремонтний обслуговування, правила технічної експлуатації;
2. Відомості з профілактичного огляду (журнал профілактичного огляду)
відповідно до індивідуального для кожної машини, записаними в журналі здачі-
прийому зміни;
3. Відомості з поточного (малому) ремонту. Проводять для підтримання
обладнання в робочому стані до чергового капітального ремонту. При
проведенні поточного ремонту ремонтують і замінюють дрібні деталі і вузли,
регулюють нескладні механізми, проводять статичну балансування обертових
деталей, очищають і ремонтують комунікації, ремонтують і заправляють
мастильні системи. Поточний ремонт виконують ремонтні бригади,
чергуванням-ні слюсарі і обслуговуючий персонал під керівництвом головного
інженера. Всі роботи з поточного ремонту обладнання заносят в картку або
журнал поточного ремонту;
4. Середній ремонт - на місці установки обладнання, без демонтажу, часткове
розбирання, заміна невідновлюваних деталей, заміна підшипників, усунення
задирок;
5. Капітальний ремонт - відновлення початкових характеристик обладнання.
Проводять з повним розбиранням машини. Капітальний ремонт проводять
бригада слюсарів спільно з обслуговуючим персоналом. Відремонтують-ванну
машину здають за актом, який стверджує головний інженер підприємства;
6. Система ППР передбачає відомості з технічної експлуатації, малому,
середньому та капітальному ремонту.
Всі зазначені види ремонту, передбачені системою ППР, виконують з
урахуванням їх періодичності, показників складності, нормативів праце-ємності
і нормативів простою обладнання в ремонті.
ПЛАНУВАННЯ РЕМОНТУ
При плануванні використовують:
- міжремонтний цикл;
- межосмотровий період (зміна).
Якщо термін служби деталей в тому чи іншому вигляді ремонту розділити на
дійсний фонд робочого часу, то отримаємо час між двома черговими
плановими заходами.
При роботі в одну зміну цей термін: місячний - 175 годин, квартальний - 350,
піврічний - 1050, річний-2100.
Термін служби деталі обумовлений нормативами, а при їх відсутності -
накопиченням статистики про фактичний знос.
В комплект сушильної установки входит:
⎯ Щит контроля и управления;
⎯ Система подачи сжатого воздуха;
⎯ Бункер;
⎯ Сушилка распылительная;
⎯ Система подачи продуктов;
⎯ Установка калориферно-вентиляторна;
⎯ Система отсасывания отработавшего воздуха;
⎯ Система охлаждения и транспортирования продукта;
⎯ Система площадок обслуживания;
⎯ Система мойки;
⎯ Два распылителя молока;
⎯ Насосная одновинтовая установка;
⎯ Дозатор весовой полуавтоматический;
⎯ Машина для сварки полиэтиленовых плёнок;
⎯ Зашивочная машина;
⎯ Система импульсно-динамической очистки;
⎯ Таль электрическая;
Монтаж обладнання виконується у вигляді окремих поставочних блоків та
вузлів: сушильні решітки, диск для завантаження верхньої решітки, приводи,
прилади автоматизації.
Для проведення монтажу і установки нового обладнання, а також його
зборки приводимо порядок монтажу:
- розмітка і встановлення опор під установку;
- монтування і закріплення секцій решіток;
- монтування приводу та регулювання решіток;
- розмітка і монтування опор під відцентровий диск;
- встановлення приводу та кріплення відцентрового диску;
- встановлення та закріплення установки;
- встановлення пристроїв автоматизації;
- огляд і наладка обладнання;
- змащення вузлів і механізмів обладнання.
Для зварювання основних вузлів обладнання застосовуємо ручне
електродугове зварювання. Режим дугової зварки вибираємо залежно від
товщини металу та типу зварювального з’єднання.
Для відцентровки і розмітки отворів під кріплення застосовуємо
штангенциркулі (похибка становить  0,5 мм). Перед початком робіт по
центруванню валів електроприводу перевіряють їх опорні частини, а також
виконують перевірку на співвісність. При збиранні валів ходових колес і
зірочок ланцюгових передач перевіряють якість поверхонь складальних
деталей. Зірочки перевіряють на радіальне осьове биття за допомогою
індикаторів. Правильне встановлення ланцюгів забезпечує нормальну і плавну
роботу ланцюгових передач. При встановленні і монтуванні напрямних рейок
використовують рівні отвіси з метою досягнення їхньої паралельності і
перпендикулярності. Вивірку напрямних рейок проводять за допомогою
нівеліра. Застосовуємо геометричне нівелювання, яке полягає безпосередньому
вимірі різниці висот точок і вертикально встановлених в необхідних точках
нівелірних рейок. При встановленні напрямних рейок можливі деякі
відхилення: по висоті  5 мм, по осях в плані  3 мм. Після монтажу
обладнання повинні бути перевірені всі основні його вузли, а також вузли
автоматизації. Проводять також ревізію обладнання, щоб переконатись, що всі
монтажні роботи і зборка обладнання виконані згідно з інструкціями. При
перевірці необхідно переконатися, що всі деталі під’єднанні правильно, зварні
шви не мають тріщин, а оброблені поверхні не мають забоїн, задир, гострих
кромок, а також, що різьбові з’єднання на всіх вузлах не
мають зривів. Після ревізії та знешкодження малих дефектів машини збирають
і регулюють зазори. Перевіряють спряження вузлів і деталей у відповідності з
існуючими допусками. Після цього встановлене обладнання піддають
випробуванню на холостому ходу. При обкатці обладнання слідкують за
роботою електродвигунів, редукторів, підшипників та інших вузлів. Тривалість
обкатки на холостому ходу триває приблизно 2 години, після чого потрібно
замінити мастило в редукторах і ще раз оглянути всі поверхні. При роботі
обладнання перевіряють жорсткість корпусів пристроїв, відсутність деформації,
перегріву підшипників, який може призвести до заклинювання основних валів,
що погіршує їх роботу. Термін випробування обладнання становить один
тиждень .
У лінію сушки входять сушильна камера, циклони, конвективні
вібраційні сушарки, віброконтейнери, ковшовий елеватор, повітря відводи.
Санітарна обробка цього устаткування включає два етапи: сухе очищення і
вологу обробку (миття) лужними розчинами з подальшою дезінфекцією або що
стерилізує гарячим повітрям.
⎯ Сухе очищення шлюзових затворів пороку, вихрової засувки,
відповідного каналу і сила виробляють в міру необхідності. Сухе очищення
сушильного устаткування проводять щодня після закінчення роботи в
наступній послідовності:
⎯ Зняти розпилювальний диск і сушильними щітками уручну
видалити залишки сухого порошку із стінок устаткування, при цьому включити
всмоктуючий вентилятор, щоб повністю видалити залишки порошку.
⎯ Звільнити фільтри шляхом струшування від часток шляхом
струшування від часток сухого молока, якщо рукави фільтрів сильно
⎯ забруднені і струшування не дає результатів, то вони мають бути
вимиті (фільтри слід міняти не рідше, ніж через 25 днів або згідно вказівкою в
інструкції з експлуатації.)
⎯ Очистити щітки від часток сухого молока бункер, жалюзі, шнек,
нижню частину турбіни. Вологе очищення сушильного устаткування проводять
щонеділі миючими розчинами через 250 годин роботи.
Перед миттям провести підготовчі роботи:
⎯ Демонтувати ротори в шлюзі і очистити в ручну (ротори в системі
«киплячого» шару не демонтуються);
⎯ Встановити очищаючу турбіну в сушильну камері; Змонтувати
воронки;
⎯ Включити двигуни шлюзових затворів;
⎯ Виробити загальний перевірочний огляд установки перевірити
герметичність установки;
⎯ Відключити охолоджувально-транспортний канал від ділянки
кондиціонування;
⎯ Підключити устаткування до мийної установки (станції)
⎯ Подати воду через дросель в р камеру (170С ) протягом 5-7хвилин;
⎯ Обполоснути водою (300С ) протягом 10-15хвилин;
⎯ Промивати лужним розчином шляхом його рециркуляції при 60-65,
протягом 30-40 хвилин;
⎯ Ополоснуть водою (30 С ) протягом 10-15хвилин;
–– Продезінфікувати внутрішню поверхню шляхом обробки гарячою
водою (950С ) протягом 10-15 хвилин або обробити дезінфікуючим розчином
(30-400С ) в перебігу 7-10хвилин.
–– Висушити поверхню гарячим повітрям (90-1000С ) в перебігу 1-2
годин.
Очищення за вище призначеними пунктами можна виробляти кожну у
відносності все вище, тобто багатократне використання миючих засобів
незначне.
Миття кислотним розчином проводити 1 раз на місяць. Очищення лінії
подали.
Перед очищенням під'єднати зворотну трубу разом, розташованим
безпосередньо перед розпилювачами, емульсія, що відчуває, проходить через
живильний насос байпасної системи, подвійний фільтр і лінію подачі до
резервуару очищення, при цьому живильний насос працює.
Пневмотранспорт піддають сухому очищенню і вологій обробці після
кожної сушки:
–– Очистити за допомогою гидропістолета поверхню пневмотранспорту
водою до максимального видалення залишків сухого продукту;
–– Промивати поверхню пневмотранспорту лужним миючим розчином в
перебігу 20-30хвилин.

2 Технологічні розрахунки виготовлення деталі
2.1 Формулювання службового призначення

Вал – деталь, призначена для передачі крутного моменту з двигуна
редуктора до шнекового приводу. Основна конструкторська база – центровочні
отвори ГОСТ 14034-74, допоміжна конструкторська база зовнішня циліндрична
поверхня Ø50k6.

2.2. Вибір та обґрунтування матеріалу деталі

Сталь 12Х18Н9Т застосовується в зварних конструкціях, що працюють у
контакті з азотною кислотою і іншими середовищами окислювального
характеру; у деяких органічних кислотах середньої концентрації, органічних
розчинниках, атмосферних умовах і так далі. Виготовляють ємкісне,
теплообмінне і інше устаткування. Сталь виплавляють в дугових електропечах.
Характеристика на сталь 12Х18Н9Т взята із ГОСТ 5632-84.
Таблиця 2.1
Характеристика стали 12Х18Н9Т
Матеріал Документ Замінник 1 Замінник 2 Замінник 3
Сталь ГОСТ 5632- Сталь Сталь Сталь
12Х18Н9Т 84 08Х18Г8Н2Т 10Х14Г14Н4Т 12Х18Н10Т
Щільність 7630 кг/м.куб.
деталі, що працюють до 600 °С. Зварні апарати і судини, що
працюють в розбавлених розчинах азотною, оцтовою,
фосфорною кислот, розчинах лугів і солей і інші деталі, що
Призначення
працюють під тиском при температурі від —196 до +600 °С, а за
наявності агресивних середовищ до +350 °С.; сталь аустенітного
класу
Модуль
E=220000 МПа
пружності
Модуль
G=77000 МПа
здвигу
Зварюваність Зварюваність без обмежень
KVmet 0.600
Xmat 0.100
Температура 1200–850. Перерізі 350мм
ковки Охолоджується на повітрі
Хімічний Кремні0.8,Марганець2.0,Мідь0.30,Нікель9.0-11.0,
Сєра0.020,вуглець:0.12,Фосфор:0.035, Хром:17.0-19.0,Титан:
склад 0.6-0.8,
Механічні характеристики
Сігма В, Сігма Т, Кси, Дельта,
Стан НВ Д оп.
МПа МПа % %
закалка 1050гр(пов/масло) 510 196 35 40 179
закалка 1075гр(повітря/вода) 530 236 н/д 38 н/д
Закалка 1050 - 1080 C,
530 205 40
охолоджена вода
880-1100 10
549 35
529 40

Таблиця 2.2
Хімічний склад сплав 12Х18Н9Т
C Cr Fe Mn Ni P S Si Ti
17- 5·С-
≤0,12 Осн. ≤2,0 9-11,0 ≤0,035 ≤0,020 ≤0,8
19,0 0,8
Таблиця 2.3
Нормовані механічні властивості сталей при 200С
σв, Н/мм² σ0,2, Н/мм² δ5, % ψ, %

Вид продукции
ГОСТ
не менее
ГОСТ 5949-75 Пруток 520 (550) 200 40 55
Лист:
ГОСТ 7350-77 -товстий 530 (530) 215 (235) 38 (38) -
ГОСТ 5582-75 -тонкий 540 200 40 -
ГОСТ 4986-79 Стрічка м’яка 540 - 35 -
Труба:
ГОСТ 9940-81 -горячедеформована 529 216 40 -
ГОСТ 9941-81 -холоднодеформована 549 216 35 -
ГОСТ 18143-72 Проволока 550-900 - 55-90 -

Таблиця 2.4

Механічні властивості сталі 12Х18Н9Т при низьких температурах

σ0,2, Н/мм²
σв, Н/мм² δ5, % ψ, % KCU, Дж/см2
tисп, °С
-253 1790 600 25 - 120
-196 1610 460 38 56 200
-70 1130 360 40 64 250
20 620 280 41 63 250
300 460 200 31 65 -
400 450 180 31 65 -
500 450 180 29 65 -
600 400 180 25 61 -
700 280 160 26 59 -
800 180 100 35 69 -

Таблиця 2.5

Механічні властивості сталі 12Х18Н9Т при високих температурах

σв, Н/мм² δ5, % ψ, % KCU, Дж/см2 n, об
tисп, °С
900 91/84 36,3/34,8 69,6/61,4 230/240 -
1000 55/44 43,0/38,3 71,3/68,8 200/230 59/-
1100 38/29 37,0/57,5 70,6/74,0 150/190 67/19
1150 29/19 49,6/68,0 82,4/82,4 140/160 75/21
1200 18/18 76,7/52,6 98,0/72,4 100/140 61/13
1250 - - - - 58/16

Таблиця 2.6
Механічні властивості сталі 12Х18Н10Т в залежності від ступеню холодної
деформації

σв, σ0,2, δ5, Степень σ0,2, δ5,
Степень σв, Н/мм²
Н/мм² Н/мм² % обжатия, % Н/мм² %
обжатия, %
0 660 290 58 60 1330/1880 1200/1530 10/-
30 950 900 12 70 1250 1150 3

Фізичні властивості сплаву 12Х18Н10Т
Щільність 103кг/м³.
Модуль пружності 104Н/мм2 при 20 °С.
Питомий опір - 0,75 ·106, Ом · м при 20 °С.
Таблиця 2.7

Значення температурного коефіцієнта лінійного розширення

0-20 -23- -83- -103-20 -123- -143- -163-20 -183- -196- -223- -253-
t, °С 20 20 20 20 20 20 20 20
α · 106, 15,7 15,5 15,0 14,9 14,7 14,3 13,9 13,4 13,0 12,2 11,2
К-1

Таблиця 2.8

Властивості сталей при низьких, підвищених і високих температурах

Е · 10-4 Н/мм2 λ, Вт/(м · К) ρ ·106, Ом · м с, Дж/(кг · К)
tисп, °С
-253 29,0 2,1 - -
-183 22,5 9,2 - -
-70 21,2 - - -
100 - 16,3 0,80 470
200 - 17,6 0,87 495
300 16,2 18,9 0,94 516
400 - 20,5 0,99 546
500 - 21,8 1,05 571
600 14,0 23,5 1,09 592
700 12,2 24,7 1,14 613
800 9,1 26,4 -
900 - 28,5 - -
Корозійна стійкість сталі12Х18Н9Т
По ГОСТ 7350-77, ГОСТ 5582-84, ГОСТ 4986-78, ГОСТ 5945-75, ГОСТ
18143-72, ГОСТ 9940-81 и ГОСТ 9941-81 сталь 12Х18Н10Т и по ГОСТ 7350-77,
ГОСТ 5945-75, ГОСТ 18143-72 сталь 12Х18Н9Т мають бути стійки проти
міжкристалічної корозії при випробуванні по методах AM і АМУ ГОСТ 6032-
89 з тривалістю витримки в контрольному розчині відповідно 24 і 8год
Випробування проводять після провокуючого нагріву при 650 °С протягом 1год
При безперервній роботі сталі стійкі проти окислення на повітрі і в атмосфері
продуктів згорання палива при температурі до 900 °С і при роботі в умовах
теплозмін до 800 °С. Сталі 12Х18Н10Т і 12Х18Н9Т володіють досить високою
жаростійкістю при 600-800 °С.
Технологічні параметри 12Х18Н9Т. Сталі 12Х18Н10Т і 12Х18Н9Т
володіють хорошою технологічністю при гарячій пластичній деформації. Проте
при гарячій обробці необхідно брати до уваги конкретний хімічний склад даної
плавки, маючи на увазі вміст 8-фериту. Особливі запобіжні засоби слід
приймати при деформації литого металу. Щоб уникнути утворення
непоправних дефектів - дрантя рекомендується злитки сталей 12Х18Н10Т і
12Х18Н9Т при вмісті 20 % 8-фериту і більш нагрівати не вище 1240-1250 °С,
при вмісті 16-19% вище 1255 °С і при вмісті до 16 % - до 1270 °С.
Температурний інтервал обробки тиском деформованого металу складає 1180-
850 °С. Швидкість нагріву і охолоджування не лімітується. У холодному стані
обидві сталі допускають високі міри пластичної деформації. Для зняття
напруги і поліпшення стійкості зварних з'єднань окрім гарту зварні конструкції
піддають стабілізуючому відпалу при 850-900°С.

2.3. Аналіз технологічності конструкції деталі
Визначимо кількість поверхонь, які відповідають певному квалітету та
заносимо в таблицю 2.9 [51]
Таблиця 2.9 Визначення кількості поверхонь даного квалітету
Квалітет 7 14
Кількість розмірів 1 12
До основних параметрів технологічності належать:
• коефіцієнт точності, який визначається за формулою:
(2.1)
де Асер – середній квалітет точності поверхонь деталей і визначається за
формулою:
(2.2)
Таблиця 4.10
Визначення кількості поверхонь даної шорсткості
Шорсткість Ra3,2 Ra6,3
Кількість розмірів 4 2
• коефіцієнт шорсткості, який визначається за формулою:
(2.3)
де Бсер – середнє значення шорсткості поверхонь даної деталі, який
визначається за формулою:
(2.4)
• коефіцієнт використання матеріалу:
(2.5)
де Gдет = 10,53 – маса деталі, кг;
Gзаг = 23,16– маса заготовки, кг;
Виходячи з значень КТ = 0,92; КШ = 0,24 мкм; Квм = 0,45 – деталь
технологічна

2.4 Вибір методів і кількості ступенів обробки поверхонь(МОП)

Розробляю маршрутну схему поетапної механічної обробки поверхонь деталі
Результати представляю у вигляді таблиці 2.11.
Таблиця 2.11
Маршрутна схема поетапної механічної обробки деталі
Квалітет Номер поверхні Етапи
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
17
16 Заготівельний
15
14
13 Чорновий
12
11
10 Напівчистовий
9
8 Чистовий
7
6
Визначення числа ступенів обробки на основі розрахунків загального
уточнення:
(2.6)
де n – число ступенів обробки;
Тзаг, Тдет, Ті – допуск параметра, що розглядається відповідно до заготовки,
деталі, і – ого ступеня обробки;
Для першого ступеня чистової обробки досяжними є величина уточнення ε>6;
для проміжних ступенів напівчистової обробкии ε=3…6; для ступенів чорнової
обробки ε<3.
Поверхня 1, 13 торцева поверхня розмір 1050h12(-0,630), допуск на розмір
заготовки Тз=1,550 мм, допуск на розмір готової деталі Тд=0,630 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.7)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.8)
Варіанти МОП:
Фрезерувати торець напівчисто (ІТ12) Т1=0,63 мм;
(2.9)
Уточнення всього процесу:
(2.10)
Поверхня 12 циліндрична зовнішня поверхня розмір М30h12(-0,210), допуск на
розмір заготовки Тз=0,520 мм, допуск на розмір готової деталі Тд=0,210 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.11)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.12)
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1=0,21 мм;
(2.13)
Уточнення всього процесу:
(2.14)
Поверхня 11, 3 розмір 2h12(-0,100), допуск на розмір заготовки Тз=0,250 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд=0,100 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.15)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.16)
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1=0,10 мм;
(2.17)
Уточнення всього процесу:
(2.18)
Поверхня 10 розмір 175 h12 (-0,400), допуск на розмір заготовки Тз=1,000 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд=0,400 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.19)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.20)
Варіанти МОП:
Точити конічну поверхню напівчисто (ІТ12) Т1=0,40 мм;
(2.21)
Уточнення всього процесу:
(2.22)
Поверхня 9 розмір Ø40k7(-0,250), допуск на розмір заготовки Тз=0,620 мм, допуск
на розмір готової деталі Тд=0,025 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.23)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.24)
Варіанти МОП:
Точити поверхню попередньо (ІТ12) Т1=0,250 мм;
(2.25)
Точити поверхню чисто (ІТ9) Т2=0,062 мм;
(2.26)
Точити поверхню тонко (ІТ7) Т3=0,025 мм;
(2.27)
Уточнення всього процесу
(2.28)
Поверхня 8 розмір Ø60h12(-0,300), допуск на розмір заготовки Тз=0,740 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд=0,300 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.29)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.30)
Варіанти МОП:
Точити конічну поверхню напівчисто (ІТ12) Т1=0,300 мм;
(2.31)
Уточнення всього процесу:
(2.32)
Поверхня 5 циліндрична поверхня розмір Ø40h12(-0,250), допуск на розмір
заготовки Тз=0,620 мм, допуск на розмір готової деталі Тд=0,250 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.33)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.34)
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1=0,25 мм;
(2.35)
Уточнення всього процесу:
(2.36)
Поверхня 4 розмір Ø30h12(-0,210), допуск на розмір заготовки Тз=0,520 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд=0,210 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.37)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.38)
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1=0,210 мм;
(2.39)
Уточнення всього процесу:
(2.40)
Поверхня 6 розмір Ø50h12(-0,250), допуск на розмір заготовки Тз=0,620 мм,
допуск на розмір готової деталі Тд=0,250 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.41)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.42)
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1=0,250 мм;
(2.43)
Уточнення всього процесу:
(2.44)
Поверхня 7 розмір 50h12(-0.250), допуск на розмір заготовки Тз=0,620 мм, допуск
на розмір готової деталі Тд=0,250 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.45)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.46)
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1=0,250 мм;
(2.47)
Уточнення всього процесу:
(2.48)
Поверхня 2 розмір М20(-0.210), допуск на розмір заготовки Тз=0,520 мм, допуск
на розмір готової деталі Тд=0,210 мм.
Визначаємо розрахункове уточнення за формулою:
(2.49)
Число ступенів обробки розраховуємо за формулою:
(2.50)
Варіанти МОП:
Точити поверхню напівчисто (ІТ12) Т1=0,210 мм;
(2.51)
Уточнення всього процесу:
(2.52)

Допуски на розміри згідно ГОСТ 25346-82
Всі вище перераховані дані заносимо до таблиці 2.12.

Таблиця 2.12
Варіанти методів обробки поверхонь
№ Розмір Допуск Допуск Варіант методів обробки поверхонь
поверхні заготов деталі
квалітет ки Т , Т 1 ε 2 ε
з д, мм
точності мм
1,13 1050h12 1,550 0,630 Фрезерувати 2,46 Точити торець 2,46
торець напівчисто напівчисто
2 М20 0,520 0,210 Точити 2,47 Точити одноразово 2,47
напівчисто

3,11 2h12 0,250 0,100 Точити 2,5 Точити одноразово 2,5
напівчисто

4 Ø30h12 0,520 0,210 Точити 2,47 Точити одноразово 2,47
напівчисто
5 Ø40h12 0,620 0,250 Точити 2,48 Точити одноразово 2,48
напівчисто
6 Ø50h12 0,620 0,250 Точити напівчисто 2,48 Точити одноразово 2,48
7 50h12 0,620 0,250 Точити 2,48 Точити одноразово 2,48
напівчисто
8 Ø60h12 0,640 0,300 Точити 2,46 Точити одноразово 2,46
напівчисто
9 Ø40k7 0,620 0,025 Точити 2,48 Точити напівчисто 2,48
попередньо
4,5 Точити начисто 4,5
Точити начисто
2,48 Шліфувати 2,48
Точити тонко одноразово
10 175h12 1,000 0,400 Точити конічну 2,5 Точити одноразово 2,5
поверхню

напівчисто
12 М30 0,520 0,210 Точити 2,48 Точити одноразово 2,48
напівчисто

2.5 Розробка етапів технологічного процесу виготовлення деталі

Таблиця 2.13
Значення режимів різання поверхонь які оброблюються

Назва і № операції № Розмір t, S0, V, n, N, кВт
переходу поверхні мм мм/об м/хв хв.-1
015 1 1050h12 1,2 0,9 78,5 280 2,0
Фрезерно –
центрувальна
020 1 М30 0,4 0,5 25,1 160 0,5
Токарна 2 175h12 1,0 0,7 95 300 2,5
3 Ø40k7 0,5 0,80 80 400 1,2
4 Ø60h12 0,3 0,4 47,1 500 1,05
5 2h12 1,0 0,5 25,1 160 0,5
035 1 М20 1,5 0,6 115 380 2.5
Токарна 2 Ø40h12 1,8 0,8 85 300 1.8
3 Ø50h12 1,2 0,44 39,6 315 0,9
4 Ø30h12 0,4 0,5 92 380 2,5
5 2h12 0,5 0,2 55 520 1,2
6 50h12 1,3 0,6 115 380 2,5

Нормування в машинобудуванні – це встановлення технічно
обґрунтованих норм часу. Нормування технологічних процесів здійснюють для
кожної операції.
Таблиця 2.14
Нормування операцій

Назва і № № То, Тд, Ттех, Торг, Тп, хв Тшт, Тпз, Тшт
операції переходу хв хв хв хв хв хв к,хв
015 1 1,04 - - - - - - -
Фрезерно –
центрувальна
ΣТ, хв 1,04 0,272 0,078 0,104 0,032 1,532 8,1 9,632
020 1 3,59 - - - - - - -
Токарна 2 1,11 - - - - - - -
3 2,55
4 1,09
5 1,30
ΣТ, хв 9,64 0,4 0,602 0,803 0,251 11,7 6,6 18,3
035 1 1,31 - - - - - - -
Токарна 2 2,55 - - - - - - -
3 1,54 - - - - - - -
4 1,26 - - - - - - -
5 3,46 - - - - - - -
6 2,06 - - - - - - -
ΣТ, хв 12,17 1,02 0,791 1,055 0,329 15,37 1,85 17,21
ΣТшт..к, хв 45,14

Норма часу не залежно від типу верстата і методі обробки визначається [50] за
формулою:
(2.53)
де Тшт – штучний час на виконання однієї операції, хв.;
Т0 – основний (технологічний) час, хв.;
Тд – допоміжний час, хв.;
Ттех – час технічного обслуговування робочого місця, що розраховується за
формулою, хв.:
(2.54)
Торг – час організаційного обслуговування місця, що розраховується за
формулою, хв.:
(2.56)
Тп – час перерв у роботі, що розраховується за формулою, хв.:
(2.57)
Також для нормування операції визначають норму калькуляційного часу для
однієї деталі:
(2.58)
де Тп.з – підготовчо-заключний час, що встановлюється за нормами;
n=1 – кількість деталей в партії.
Розраховуємо основний час То, хв.:
(2.59)
де L – довжина обробки.
Всі вище розраховані величини заносимо до таблиці 2.15.

3.1 Методика експериментальних досліджень і результаті оцінки
адекватності запропонованої моделі процесу сушіння

В процесі розпилювального сушіння оцінка стану матеріалу ведеться за
допомогою рівнянь тепломасообміну і різних емпіричних залежностей на
основі вимірюваних параметрів сушильного агента. На основі отриманих даних
розроблено математичну модель, безпосередньо зв'язує процес втрати вологи зі
зміною реологічних властивостей матеріалу, що висушується з урахуванням
активного впливу на потоки сушильного агента.
Для оцінки зміни вологості, в'язкості і щільності, швидкості і масовіддачі
частки в процесі сушіння і отримання розрахункових залежностей розроблено
математичну модель, що описує кінетичні особливості і процес масовіддачі при
використанні в сушильній башті поперечного потоку сушильного агента. При
побудові моделі руху одиничної краплі продукту були зроблені наступні
припущення: всі частинки мають форму кулі, швидкість руху осьового потоку
повітря постійна, частки продукту в обсязі сушильної розподілені рівномірно.
Для обліку швидкості і частоти зміни напрямку змінного потоку повітря,
які впливають на характер руху частинок, роблячи його коливальним, можна
скористатися рівняннями, що характеризують гармонійну залежність швидкості
пульсацій змінного потоку в часі.
Рівняння, що враховує залежність швидкості руху частинки продукту від
швидкості руху і частоти зміни напрямку зворотно поступального потоку
сушильного агента, що задається пульсатором, має вид:
 =о sin(  − ), (3.1)
де о - початкова швидкість змінного потоку, м/с;  - кругова частота, що
залежить від кількості оборотів дросель-клапана пульсатора, с-1; τ - час, с; α -
кут між патрубками пульсатора.
Векторне рівняння швидкості одиничної краплі з урахуванням впливу
змінного потоку:
 = + + u, (3.2)
де  - швидкість змінного потоку, м/с;  - швидкість газового потоку, м/с;
u - відносна швидкість частинки, м/с.
За основу побудови математичної моделі були взяті рівняння Ю.І.
Дитнерскій, що базуються на другому законі Ньютона. Загальна
диференціальне рівняння руху частинки має вигляд:
d 3 dv d 3 d 3 u 2
 = g +  , (3.3)
6 d 6 6 2
де р - щільність продукту, кг/м3; d - діаметр частинки, м; v – швидкість
частинки, м/с; g - прискорення вільного падіння, м/с2; ε - коефіцієнт
гідродинамічного опору; и - відносна швидкості частинки, м/с.
Вирішуючи дане рівняння методом суперпозиції, розклавши на
горизонтальну і вертикальну составляючі. Рішення рівнянь в вертикальному
напрямку збігається з рівнянням Ю.І. Дитнерського. При русі частинки в
горизонтальному напрямку з урахуванням нестаціонарних аеродинамічних
потоків, швидкість частинки запишеться у вигляді:
bu
 г = + ог , (3.4)
(uог + b)expab −uог
0.885k1k2 
Де с,м, v
a = ,b = 5.08 , (3.5)
d  − с,м, d
k1,k2 - коефіцієнти пропорційності, що залежать від геометричної форми краплі,
v - кінематичний коефіцієнт в'язкості, м2/с; рсм - щільність сухого молока, кг/м ;
uог - початкове значення швидкості краплі в горизонтальному напрямку, м/с.
Далі були вивчені масообміні процеси при розпилювальній сушці, що
відбувається в ядрі потоку та на поверхні частинки. Для оцінки інтенсивності
масовіддачі сферичної частинки, відповідно до закону Фіка, від усієї поверхні
кулі через пароповітряну плівку в радіальному напрямках встановиться потік
маси пару. Що буде впливати па процес масообміну, рівняння якого набуде
мати вигляд:
dW 2d  dC
= D (2+ 0.51( )0.52 ( )0.33) n , (3.6)
d  D dr
де W - вологість продукту; D - коефіцієнт дифузії пара в повітрі; у кінематична
в'язкість, м2/с; r- радіус краплі, м; Сn - концентрація пари в
потоці.
При сушінні видаляється волога створює навколо частки пароповітряну
плівку, звану прикордонним шаром. У зв'язку з використанням коливального
потоку, відбувається зменшення прикордонного шару, і пар з поверхні
частинки безперешкодно видаляється безпосередньо в ядро потоку.
На основі математичної моделі розроблено алгоритм і програмний засіб,
що дозволяє визначати вологість, в'язкість і щільність продукту в будь-який
момент часу процесу, а також оптимізувати час його протікання. Програмний
засіб дозволяє також оцінити можливості застосування пульсатора поперечного
потоку сушильного агента і особливості масовіддачі частинок продукту при
використанні нестаціонарного аеродинамічного режиму сушіння.
Експериментальні дослідження проводили за наступною схемою:
перевірка математичної моделі з визначенням основних параметрів сушіння;
дослідження змін величин математичної моделі; дослідження застосування
різних режимів сушки з урахуванням зміни реологічних властивостей
продукту; визначення прикордонних значень змінних параметрів математичної
моделі; розробка сушильної установки; оцінка ефективності розробленої
конструкції.
Дослідження були виконані на лабораторному стенді - модернізованій
розпилювальній прямотоковій сушарці з керуючими системами, що дозволяють
контролювати і знімати дані протікаючого процесу. Використовувалися відомі
методики, прилади та пристрої для визначення параметрів (вологості,
щільності, в'язкості, швидкості потоку, температури, частоти обертання).
Розроблений лабораторний стенд для розпилювальної сушки (рис. 3.1) є
сушильна камера з прозорими стінками, систему підведення сушильного агента
зверху і з боків камери з можливістю зміни температури і швидкості подачі
повітря, систему фільтрації відпрацьованого повітря, систему розпилення
продукту, лоток для збору готового продукту. У стінки сушильної камери в
отвори для відбору проб продукту на різній висоті вставлені спеціальні щупи.
Була проведена серія експериментів, в яких були вивчені вплив вологості
і температури на в'язкість, щільність, а також закономірності зміни їх у процесі
сушіння. Дослідженню піддавалися продукти з в'язкістю від 0,008 Па-с до 1,8
Па-с, щільністю від 1013 кг / м3 до 1220 кг / м3,вологістю 0,4-0,9. В'язкість
визначали згідно зі стандартними методиками,далі зразки висушували при
однакових умовах і через рівні проміжки часу визначали вологість, в'язкість,
температуру зразків. В результаті встановлено, що в'язкість молочних
продуктів при збільшенні температура знижується.

Рисунок 3.1 – Лабораторний стенд:
1 - сушильна башня; 2 - пульсатор; 3 - воздухогенератори;
4 - повітроводи,5 - повітророзподільні блоки

При висушуванні молочних продуктів виявлено, що зміна в'язкості після
досягнення вологості 0,115-0,12 різко зростає. У зв'язку з цим, процес розділили
на дві ділянки: зміна в'язкості при вологості 0,95 <W <0,12, зміна в'язкості при
0,12 <W <0,05.

При верифікації математичної моделі аналізували залежності (рис. 3.2),
отримані експериментальним шляхом. Порівнюючи експериментальні дані з
результатами моделювання, можна зробити висновок, що дослідні значення
кривих сушіння відрізняються від розрахункових в кожній точці не більше, ніж
на 5-7%, що задовольняє необхідної точності моделювання.

Рисунок 3.2 – Зміна вологості молока при
температурі 30о С, 60° С, 40о С, частоті обертання пульсатора 100 об / хв,
відношення швидкостей потоку 0,01 (1а, 1б - сушка при t = 40о С;
2а, 26 - при t = 60° С;3а, 3б - при t = 80° С)

Таким чином, теоретичні розрахунки підтверджуються
експериментальними даними, і можна сказати, що верифікація проведена
успішно, а математична модель досить добре описує реальний процес сушіння.

3.2 Визначення аеродинамічних властивостей сушильної камери

Проблема переробки та утилізації молочної сироватки є однією з
найактуальніших у харчовій промисловості. Молочна сироватка містить у
своєму складі до 50 % сухих речовин молока, що складає 36 % його
енергетичної цінності, тому особливої актуальності набули питання
використання її в харчових цілях при безвідходній переробці молока.
Одним з найефективніших способів зменшення втрат сироватки та
максимального використання всіх її компонентів є організація її переробки в
концентрати, що довго зберігаються — сухі та згущені.
Найбільшого поширення при зневодненні рідких продуктів набув спосіб їх
сушіння в розпиленому стані, який характеризується високою інтенсивністю.
Відсутність відомостей про аеродинамічну взаємодію потоків у сушильних
камерах з відцентровим розпиленням визначило необхідність з'ясування,
насамперед, фізичної картини їхнього руху. Недоліком існуючих методик є те,
що неможливо визначити величину рециркуляції повітря в об’ємі сушильної
камери, який перевищує величину первинних потоків в декілька разів і
вирішальним чином впливає на рух сушильного агента та дисперсної фази. При
розрахунках реальних апаратів необхідно знати характер перемішування
потоків, які визначають концентраційне поле апарата.
На параметри факелу розпилу суттєвий вплив має величина заглиблення
конусу газорозподільного пристрою та його діаметр (рис 3.4, а). Так при малих
значеннях діаметра конусу струмінь східного з нього повітря час від часу
прориває факел розпилу, в результаті чого він починає коливатися у
вертикальній площині і переходить у нестабільний режим (рис. 3.4, б), що
призводить до контакту недосушених частинок сироватки з верхньою частиною
камери і накопичення їх на поверхні. Також діаметр нижньої частини конусу
газорозподільного пристрою повинен бути таким, щоб швидкість надходження
теплоносія була достатньою для врівноваження висхідних рециркуляційних
потоків. Тому, чим менше величина заглиблення конусу в сушильну камеру,
тим вище підіймається факел розпилення і, врешті решт, переходить у
пристінний режим. Винос розпилювального диску від краю конуса
газорозподільного пристрою повинен бути таким, щоб струмінь факелу
розпилення не торкався до краю конуса і на нього не відбувалося налипання
вологих частинок продукту.
Також було проведено моделювання і ряд досліджень зміни швидкостей та
напрямків руху потоків теплоносія усередині камери сушіння. Встановлено, що
рух дисперсної фази суттєво не впливає на розподіл потоків внаслідок її малої
концентрації.

Рисунок 3.4 – Режими руху потоків в навколофакельних зонах в перетині
сушильної камери: а) усталений режим, при глибині встановлення конуса 560
мм; б) проміжний режим, при глибин встановлення конуса 660 мм

Досліджено аеродинамічні властивості камери сушіння з верхньою
подачею теплоносія і відцентровим розпиленням продукту та удосконалено
систему подачі повітря. Змінено конструкцію газорозподільного пристрою і
визначено вплив радіальної подачі теплоносія на розподіл потоків в камері
сушіння. Обрано нову технологічну схему роботи сушарки, в результаті якої
стало можливим збільшити її продуктивність.

а) б)
Рисунок 3.5 – Режим руху потоків в навколо факельних зонах у радіальному
перетині камери: а)настильний струмінь при Нр=56см (Нр/D=0.093);
б) проміжний режим при Нр=66см (Нр/D=0.011)

4 Охорона праці та безпека в надзвичайних ситуаціях
4.1 Стан і аналіз безпеки життєдіяльності на участку
розпилювальної сушильної установки А1-ОРЧ для молока

Забезпечення безпеки життєдіяльності на підприємстві є важливим
моментом при будь-якому виробництві, в тому числі і на підприємствах
харчової промисловості.
Технічні фахівці в повсякденній роботі вирішують питання, пов'язані з
поліпшенням технологій, підвищенням надійності технічних систем
(обладнання, машини, механізми), безпеки життєдіяльності працюючих,
охорони навколишнього середовища. Значне місце в цьому комплексі питань
займають рішення з охорони праці працюючих, охорони навколишнього
середовища, попередження та ліквідації наслідків надзвичайних ситуацій.
Поліпшення умов праці, підвищення його безпеки впливають на результати
виробництва, на продуктивність праці, якість і собівартість продукції, що
випускається.
Розміщення обладнання відповідно до санітарних норм забезпечує
безпеку, зручність обслуговування і ремонту, безпеку працюючих при
аварійних ситуаціях. Це досягається наступним чином:
– в місцях з постійною присутністю робочих ширина проходів не менше 1,5 м;
– проходи між окремими видами обладнання для обслуговування і ремонту, а
також обладнанням і стінками шириною не менше 0,8 м;
- проходы между параллельно расположенными сушилками - шириной не
менее 2 м;
– проходи між паралельно розташованими сушарками - шириною не менше 2 м;
Ширина проходів при цьому визначається як відстань від виступаючих
будівельних конструкцій або комунікаційних систем до найбільш виступаючих
частин обладнання.
Ширина проходів для обслуговування конвеєрів - не менше 0,75 м (при
виробництві сухого молока використовуються стрічкові конвеєри).
Робочі місця знаходяться поза зоною переміщення механізмів.
Нижче наведені основні джерела небезпеки при роботі на даному
підприємстві.
У процесі сушіння відбувається виділення пилу, який осідає на різних
апаратах, будівельних конструкціях і т.д. Знаходячись під тривалим
нагріванням, вона може самозайматися. Також пил погано впливає на людину,
потрапляючи в очі, в дихальні шляхи і викликаючи у людини професійні
хронічні захворювання.
Робітники, які працюють на сушарці, застосовують засоби
індивідуального захисту від шуму в вигляді різних навушників, вкладишів,
шоломів.
Важливу роль відіграє правильно організоване освітлення [31, стор 130-
143]. При правильно організованому освітленні підвищується продуктивність
праці, знижується стомлюваність. Найкращі умови для повного зорового
сприйняття створює сонячне світло. Необхідний рівень освітленості
визначається ступенем точності зорових робіт.
Важливо також забезпечення електробезпеки. Вся установка зібрана із
сталевих елементів, до того ж, на ній дуже багато електродвигунів і
контрольно-регулюючої апаратури. Тому для запобігання ураження персоналу
електричним струмом все струмоведучі частини проводів надійно заізольовані,
а сама сушарка заземлена. Надійність ізоляції необхідна також і з міркувань
пожежної безпеки. Електричні шафи мають блокування: при їх відкритті під
час роботи сушарки відбувається її відключення.

4.2 Заходи та технічні засоби щодо створення
здорових і безпечних умов праці
Для нормального протікання технологічного процесу виробництва сухого
молока повинні дотримуватися такі умови: технологічне обладнання повинно
бути виготовлено з корозійностійких матеріалів, правильна експлуатація
сушильної установки, дотримання техніки безпеки, санітарних вимог,
протипожежних норм.
Санітарні вимоги до технологічного обладнання, апаратури, інвентарю, посуду
і тари:
1,Технологічне обладнання, апаратура, прокладки і ущільнення, інвентар, посуд
і тара повинні бути виготовлені з матеріалів, дозволеним МОЗ України для
контакту з харчовим продуктом.
2. Застосування обладнання з оцинкованої сталі, не лужної міді, а також
емальований посуд і інвентарю не допускається (за винятком кип'ятильників і
бачків для кип'ятіння води).
3.Ванни, баки, металевий посуд, спуски, лотки, жолоби і т.д. повинні мати
гладкі, легко очищаємо внутрішні поверхні без щілин і зазорів, виготовляються
з нержавіючого матеріалу або полімерних матеріалів, дозволених
Міністерством охорони здоров'я України.
4.Технологічне обладнання та апаратура повинні бути зовні пофарбовані
фарбою світлих тонів (крім обладнання, виготовленого або облицьованого
нержавіючим матеріалом), що не містить шкідливих домішок. Забарвлення
посуду та інвентарю, що застосовуються у виробництві свинцевими білилами,
суриком тощо не допускається.
5. Розміщення технологічного обладнання повинне проводитися відповідно до
технологічної схеми, забезпечувати потоковість технологічного процесу,
найкоротші шляхи проходження молока і молочних продуктів, виключити
зустрічні потоки сировини і термічно обробленої продукції.
6. При розстановці обладнання повинні бути дотримані умови, що
забезпечують проведення санітарного контролю над виробничими процесами, а
також можливості мийки, збирання та дезінфекції приміщень і обладнання.
7.Устаткування, апаратура та молокопроводи повинні бути змонтовані таким
чином, щоб забезпечувався повний злив молока і миючих розчинів, і всі
частини стикаються з молоком і молочними продуктами були доступні для
очищення, миття та дезінфекції.
Вимоги до технологічних процесів:
1. Всі процеси переробки і зберігання молока і молочних продуктів повинні
проводитися в умовах ретельної чистоти і охорони їх від забруднення і
псування, а також від попадання в них сторонніх предметів і речовин.
2. Молочна продукція повинна вироблятися відповідно до чинної нормативно-
технічної документації. Відповідальність за недотримання технологічних
інструкцій покладається на майстрів, техніків, завідувачем виробництвом і
начальників цехів (ділянок).
3. Підприємство не повинно приймати молоко без довідки, що поставляється
щомісячно органами ветеринарного лікаря про ветеринарне благополуччя
молочних ферм. Від індивідуальних здавачів - довідка один раз на рік.
4. Молоко що поступає, допоміжна сировина і вершки повинні відповідати
ГОСТам та технічним умовам. Перед зливом молока наконечник шланга і
штуцер цистерни повинні бути продезінфіковані розчином хлорного вапна,
після зливу молока наконечник шланга повинен бути промитий водою,
продезінфікований лужним розчином, закритий заглушкою або ковпачком і
підвішений на кронштейн. Прийняте молоко і вершки повинні фільтруватися і
негайно охолоджуватися (до + 4 ± 20С) або направлятися на пастеризацію.
5. Для зберігання сирого і пастеризованого молока повинні бути передбачені
окремі танки для подачі молока на окремі молокопроводи. Танки повинні бути
пронумеровані. Нормалізація молока і вершків повинна проводитися перед
пастеризацією. Необхідно вести журнал руху пастеризованого молока із
зазначенням часу заповнення і спорожнення танка.
6. Перед пуском пастеризовано-охолоджувальних установок апаратник повинен
перевірити наявність у приладах діаграмного паперу і чорнила для запису,
справність роботи клапана повернення недопастерізованого молока, пишучих
вузлів, приладів, а також систем авторегулювання температури пастеризації
молока. Робота пристроїв дозволяється тільки при справності всіх вузлів
автоматики.
7. При відсутності контрольно-регулюючих приладів, контроль над
температурою пастеризації повинен здійснюватися апаратниками (через кожні
15 хв роблять виміри температури і, роблячи відповідні записи в журналі) і в
лабораторії (від 3 до 4 разів на зміну).
8. Ефективність пастеризації повинна контролюватися мікробіологічним
методом згідно з «Інструкцією по мікробіологічному контролю виробництва на
підприємствах молочної промисловості», а також хімічних методів по ГОСТ
3623-73 «Молоко та молочні продукти. Методи визначення пастеризації ».
Визначення ефективності пастеризації хімічним методом повинно проводитися
з кожного танка після його наповнення пастеризованим молоком. На переробку
і розлив молоко може бути направлено тільки після отримання негативної
реакції на фосфатазу.
9. Після пастеризації молоко або вершки охолоджуються до температури + 4 ±
2 0С або негайно направляються на подальшу переробку. Категорично
забороняється витримувати молоко при температурі заквашування без
закваски. У разі виробничої необхідності допускається зберігання
пастеризованого молока при температурі 6 ± 2 0С не більше 6 годин. У разі
більш тривалого зберігання потрібно виробляти його повторну пастеризацію.
10. Подача тари та інших матеріалів для упаковки готового продукту повинна
здійснюватися через коридори або експедиційну, минаючи інші виробничі
приміщення і не допускаючи зберігання тари і пакувальних матеріалів
безпосередньо у виробничих цехах.
11. Маркування продукції повинна проводитися строго відповідно до НТД.
Техніка безпеки при роботі на сушильній установці:
1. У всіх повітропроводах, молокопровід повинна бути забезпечена
герметичність. Для прокладок з'єднань повітропроводів необхідно застосувати
азбестовий або вогнестійкий картон.
2. Затвор двері вежі повинен бути надійним в роботі і забезпечити
герметичність вежі.
3. Вхід в сушильну для видалення залишків молочного порошку, огляду або
ремонту механізмів і конструкцій дозволяється при неробочому стані
установки, коли температура повітря в башті буде не вище 30 0С. Вхід
дозволяється в комбінезоні і взуття на дерев'яній підошві. Для огляду вежі і
проведення ремонтних робіт в середині її допускається застосовувати переносні
електричні лампи з напругою від мережі не більше 12 В.
4. Очищати фільтри для зовнішнього повітря від пилу потрібно при неробочому
стані вентиляторів. Пневмотранспорт слід чистити після кожної зупинки.
5. Пневмотранспортні пристрої заземлювати.
6. Температура нагрітого повітря, що надходить на сушильні башти в камери
фільтраційної установки 800С. Тиск пари, що надходить в калорифери для
підігріву зовнішнього повітря не повинна перевищувати дозволеного тиску для
калориферів.
7. Міняти масло в підшипниках вентиляторів не менше, ніж через 1000 год.
роботи.
8. Порядок пуску та експлуатації установки повинен бути обумовлений
спеціальною конструкцією, вивішеній на видному місці.
9. Всі дотикаючі з потоком гарячого повітря поверхні установки необхідно
періодично очищати від осілого на них молочного порошку.
Під час роботи установки ЗАБОРОНЯЄТЬСЯ:
- Змащувати механізми і окремі їх елементи;
- відкривати двері і оглядове вікно вежі;
- Очищати фільтри і пневмотранспорт.
10. Після закінчення сушіння сушарку і все допоміжне обладнання необхідно
очистити і вимити відповідно до санітарних вимог.
11. Чистити і мити установку потрібно тільки після припинення роботи всіх,
без винятку агрегатів, що входять до складу установки, а також після
перекриття запірної арматури на відповідних трубопроводах.
Всі працівники допускаються до роботи тільки після попереднього медичного
огляду: в подальшому медичний огляд проводиться один раз в квартал. Кожен
працівник зобов'язаний мати особисту медичну книжку, куди регулярно
заносяться результати всіх обстежень.

4.3 Заходи і засоби з охорони навколишнього середовища

Захист навколишнього середовища - це комплексна проблема, яка
потребує зусиль вчених багатьох спеціальностей. Найбільш активною формою
захисту навколишнього середовища від шкідливого впливу викидів
промислових підприємств є повний перехід до безвідходних технологій і
виробництв.
При проектуванні та експлуатації виробництв необхідно керуватися
ГОСТ 12.3.002-75 «Процеси виробничі. Загальні вимоги безпеки ».
Основні положення ГОСТу зводяться до наступного. При проектуванні та
реконструкції виробництв, технологічний процес яких пов'язаний з шкідливими
речовинами, треба прагнути до заміни шкідливих речовин на менш шкідливі і
нешкідливі, сухих способів переробки матеріалів, і до випуску кінцевих
продуктів в формах які не пиляться.
Технологія виробництв повинна базуватися на замкнутих циклах,
автоматизації, комплексної механізації, дистанційному управлінні, що
виключає контакт людини з шкідливими речовинами. Виробниче обладнання та
комунікації не повинні допускати виділення шкідливих речовин у повітря
робочої зони. Технологічні викиди повинні проходити очистку з метою
уловлювання, рекуперації і нейтралізації шкідливих речовин, що містяться в
газах, промивних і стічних водах.
Виробництво повинно бути оснащено аварійною вентиляцією, засобами
дегазації, активними і пасивними засобами вибухозахисту. На кожному
виробництві повинні бути специфічні нормативно-технічні документи з
безпеки праці, застосування і зберігання шкідливих речовин, що включають
дані про токсикологічних характеристиках шкідливих речовин і вказівки про
засоби колективного та індивідуального захисту, відповідають вимогам ГОСТ
12.4.001-75 «Засоби захисту працюючих. Класифікація ».
Всі особи, зайняті на виробництві та мають контакт з шкідливими речовинами,
повинні в обов'язковому порядку проходити попередній і періодичний
медичний огляд і знати методи надання долікарської, невідкладної допомоги
постраждалим при отруєнні.

4.4 Заходи і засоби з попередження надзвичайних
ситуацій та ліквідації їх наслідків

При виникненні надзвичайної ситуації вирішується комплекс
спеціальних завдань по ліквідації їх наслідків, найважливішою з яких є
проведення рятувальних і невідкладних аварійновосстанавлюючих робіт
(СНАВР). Ці роботи виконуються спільними зусиллями рятувальних
формувань, підрозділів механізації робіт і рятувальних дружин. Основними
причинами пожежі на підприємстві є:
1. Пожежі технічного характеру - 33%;
2. Несправність електроустаткування - 16%;
3. Погана підготовка обладнання до ремонту - 13%;
4. Недотримання графіка планового ремонту, знос і корозія устаткування - 8%;
5. Несправність запірної арматури і відсутність заглушок на ремонтованих
апаратах - 14%;
6. Порушення технологічного режиму - 12%;
7. Іскра при електрогазозварювальних роботах - 4%;
Основи протипожежного захисту підприємств визначені стандартами
(ГОСТ 12.1.004 - 89, ГОСТ 12.1.010 - 89).
Пожежна безпека на підприємстві.
Загальні положення:
1. Ця інструкція, розроблена на додаток до діючої технологічної інструкції,
інструкції з техніки безпеки, встановлює вимоги до пожежовибухобезпечної
експлуатації розпилювальних сушильних установок типу РС-1000 при
виробництві сухих молочних продуктів.
2. Інструкція обов'язкова для персоналу що обслуговує даний тип сушильних
установок.
3. Вогнестійкість виробництв сухих молочних продуктів визначається
наявністю в обсязі обладнання гарячого пилу в який осів і в зваженому стані, а
також продуктів піролізу, що виділяються при термічному впливі на сухе
молоко, і виникає при появі джерела запалювання у вигляді:
- Вогнища самозаймання в шарі відкладень сухого молока (особливо небезпечні
відкладення в зоні високих температур - стеля сушильної камери, розподільник
повітря);
- Теплоти тертя обертових металевих частин (підшипників, розпилювального
диска) або затверділих на них відкладень сухого молока;
- Заносу палаючих частинок з калорифера;
- Пошкоджених світильників, які використовуються для освітлення
внутрішнього обсягу камери;
- Розряду статистичного електрики;
- Іскри, утвореної при битті крильчатки вентилятора, що працює в запиленій
атмосфері.
4. Відповідальність за дотриманням необхідного протипожежного режиму на
підприємстві та виконання протипожежних заходів на них покладається на
керівника підприємства.
Пожежно-профілактичні заходи.
Організаційні заходи.
1. Відповідальність за протипожежний стан цеху сушки, розпилювальних
установок, а також за своєчасне виконання протипожежний заходів
покладається на начальника цеху або особу, яка виконує його обов'язки.
2. Всі нові зараховані в цех сушки робочі, особи, які прибувають для
проходження практики та виконання тимчасових і інших робіт і допущені до
роботи на технологічному обладнанні, повинні на основі цієї Інструкції, пройти
на робочому місці інструктаж по пожежовибухобезпечної експлуатації
розпилювальних сушильних установок.
3. Інструктаж по пожежовибухобезпечної експлуатації розпилювальних
сушильних установок проводить начальник цеху сушки (інженер по Т.Б.).
4. Протипожежний інструктаж повинен бути коротким, чітким і містити
наступне:
- Ознайомлення з місцями цеху і сушарок найбільш небезпечними в
пожежному відношенні;
- Ознайомлення тих, хто влаштовується: робітників і службовців з
протипожежним режимом, встановленим в цеху;
- Ознайомлення з можливими причинами пожежі в сушарках і діями при його
виявленні;
- Практичне ознайомлення з правилами та приймання застосування засобів
пожежогасіння та з правилами виклику пожежної охорони.
5. Після кожного випадку загорання або грубого порушення цієї Інструкції, яке
могло б привести до пожежі або загоряння, повинен бути проведений
повторний інструктаж по пожежовибухобезпечної експлуатації
розпилювальних сушильних установок з докладним аналізом причин аварійної
ситуації і розробкою необхідних організаційно-технічних заходів.
6. Всі приміщення цеху сушки, а також сушильні установки повинні бути в
чистоті, порядку і відповідати всім вимогам пожежної безпеки. У цеху повинні
бути плакати і написи, що попереджають робітників про дотримання заходів
пожежної безпеки.
7. Проходи, виходи, коридори, тамбури, сходи повинні постійно утримуватися
в справному стані і нічим не захаращуватися.
8. Готова продукція повинна складатися в цеху на певних ділянках, кількість
яких не повинна перевищувати добового вироблення.
9. До всіх засобів зв'язку необхідно мати вільний доступ в будь-який час доби.
Розрахунок циклона
Розрахунок проводимо з літератури [41, стр. 97 – 113].
Запилене повітря поступає в бічний патрубок перетином а x b і здійснює в
циклоні 4 повороти по спіралі. За рахунок відцентрової сили частки молока
відкидаються до стінки і сповзають по ній в конічну частину до вихідного
патрубка, а повітря, очищене від пилу вирушає в центральну трубу.
Для даної сушилки об’єм повітря: U =V  Lg
Де V – питомий об’єм, м3/кг
V=1.27*11980=15215
15215
Тоді об'єм повітря, що потрапляє в один циклон: Vö = = 3804ì 3 / ãîä
4
Размір вхідного патрубка: ширина а, м, висота b, м;
b : a = 2, де b=2a=2*0.01=0.02m
Кількість повітря, що проходить через патрубок: Vц=3600*2а2*V1;
Де а – ширина патрубка, м
V1 –швидкість повітря в патрубку м/с (V1=15м/с)
Vö 1,05
a = = = 0,01ì ; Vц=3600*2*0,012*15=11 м3/с
3600 2 1,27 3600 2 1,27
Діаметр центральної труби.
V 4.2
d1 = = = 0.03ì
2826 V2 2826 1.27
V2 – швидкість повітря в центральній трубі, V2=5 м/с;
3,14 0,032
Vö = 3600 5 =13ì 3 / ñ
4
Висота окремої частинки циклону при оборотах спіралі: h=4b,
Де b – висота вхідного патрубка, м
h=4*0.02=0.08м
Зовнішній діаметр циклона
d2=d1+2а=0,03+2*0,01=0,05м
Діаметр твердої частинки, визначаємо в циклоні:
9(l −1 )d m 9  (177 −1 )0.03 2110−5
d = 1 = = 3.4 10−6
÷ ìêì
 V1  ÷ n 2 369254
d1- діаметр центральної труби, м;
ρ- в’язкість повітря На/м2 (μ=21*10-5Нс/м3);
ν2- швидкість повітря, м/с;
ρ ч- щільність частинки молока кг/м3;
n – число витків спіралі в циклоні (n=4).
Частинки молока менше розрахункового діаметру будуть відноситься в
атмосферу. Частинки розміром менше 20 мкм складають близько 2% маси
сухого порошку.

ВИСНОВКИ

1.В роботі розглянуто процеси сушіння молочних продуктів, основи
апаратурного оформлення та інтенсифікації процесів сушіння молочної
сироватки.
2.Вивчено існуючі методи досліджень по загальній аеродинаміці камер
сушіння з верхньою подачею теплоносія та відцентровим розпиленням
продукту та обрано найбільш оптимальний метод для заданих умов.
3.Досліджено аеродинаміку камери сушіння з верхньою подачею теплоносія та
відцентровим розпиленням продукту, на основі дослідження удосконалено
систему подачі повітря.
4.Обрано нову технологічну схему роботи сушарки, в результаті якої було
збільшено продуктивність на 20%.
5.Виконано необхідні механічні розрахунки для сушильної установки.
6.Підібрано конструкційний матеріали для сушильної камери.
7.Розроблено технологію виготовлення окремої деталі установки.
8.Розроблено правила монтажу, експлуатації та ремонту обладнання.
9.Розглянуто стан виробничого травматизму, організацію служби охорони
праці, фінансуванню заходів охорони праці, виконано аналіз шкідливих та
небезпечних виробничих факторів при експлуатації сушильного відділення.
10.Вивчено проблеми охорони довкілля при виробництві молочних продуктів.

ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ

1.Левченко П.В. Расчет печей и сушилок силикатной промышленности/П.В.
Левченко. - М.: Высшая школа, 1968. – 364 с.
2.Романков П.Г. Сушка во взвешенном состоянии/П.Г. Романков, Н.Б.
Рашковская. - Л.: Химия, 1979. – 259 с.
3.Лыков М.В. Сушка в химической промышленности/М.В. Лыков. -
М.:Химия, 1970. - 429 с.
4.Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 2 : Учебн. для
вузов/С.Т. Антипов, И.Т. Крепов, А.Н. Остриков и др.; под ред. акад. РАСХН
В.А. Панфилова. – М.: Высшая шк., 2001. – 680 с.: ил.
5. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности/М.В. Лыков. – М.:
Издательство «Химия», 1970. – 432 с.
6.Сажин Б.С. Основы техники сушки/Б.С. Сажин. - М.: Химия, 1984. - 365
с.
7.Муштаев В.И. Сушка дисперсных материалов/В.И. Муштаев, В.Н.
Ульянов. - М.: Химия, 1988. – 352 с.
6.Донат Е.В. Аппараты со взвешенным слоем для интенсификации
технологических процессов / Е.В. Донат, А.И. Голобурдин. - М.: Химия,
1993. – 144 с.
7.Аппараты взвешенного слоя / Н.П. Юхименко, С.В. Вакал, Н.П.
Кононенко, А.П. Филонов. – Сумы: Собор, 2003. – 304 с.
8.Буевич Ю.А. Струйное псевдоожижение / Ю.А. Буевич, Г.А.
Минаев. – М.: Химия, 1984. – 136 с.
9.Юхименко М.П. Гідродинамічні характеристики наскрізних дисперсних
потоків: методичні вказівки до практичних занять з дисципліни “Теоретичні
основи процесів в гетерогенних системах” / М.П. Юхименко. –Суми: Вид-во
СумДУ,2000. – 20 с.
10.Павлов К.Ф. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов
химической технологии: учебн. пособие для вузов / К.Ф. Павлов, П.Г.
Романков, А.А. Носков. - 10-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1981.- 549 с.
11.Донат Е.В. Расчет и конструирование пневматической сушилки/Е.В.
Донат, В.В. Двинянинов. - Харьков: ХПИ, 1982. - 48с.
12.Тодес О.М. Аппараты с кипящим зернистым слоем/О.М. Тодес, О.Б.
Цитович. - Л.: Химия, 1981. - 296 с.
13.Равдель А.А. Краткий справочник физико-химических
величин/А.А. Равдель, А.И. Пономарев. - Л.: Химия, 1983. – 185 с.
14.Разумов И.М. Псевдоожижение и пневмотранспорт сыпучих
материалов/И.М. Разумов. - М.: Химия, 1972. – 240 с.
15.Циклоны НИИОГАЗ. Руководящие указания по проектированию,
изготовлению, монтажу и эксплуатации: каталог. - Ярославль: Объединение по
очистке газов, 1970. – 94 с.
16.Юхименко Н.П. Расчет и конструирование пневматических сушилок:
методические указания к выполнению курсового и дипломного проектов / Н.П.
Юхименко, Е.В. Донат. – Сумы: Изд-во СумГУ, 2000. - 60 с.
17.Юхименко М.П. Розрахунок та проектування апаратів киплячого
шару: методичні вказівки до виконання курсових та дипломних проектів / Н.П.
Юхименко. – Суми: Вид-во СумДУ, 2009. – 25 с.
18.Розанов В.С., Рязанов А.В. Забезпечення оптимальних параметрів
повітряного середовища в робочій зоні: Підручник. – М.: МІРЕА, 1989.
19.Тихомиров К.В., Сергієнко Е. С. Теплотехніка, теплопостачання,
вентиляція. – М.: Будіздат, - 1974. – 283 с.
20.Ткачук К. Н., Іванчук Д.Ф. та ін. Довідник по охороні праці на
промисловому підприємстві. — К.: Техніка, 1991.
21. Методичні рекомендації щодо підготовки вентиляційного повітря для
виробничих приміщень, видані Міністерством охорони здоров’я України, від 14
грудня 2001 року.
22.Чагин, О.В. Оборудование для сушки пищевых продуктов [Текст] /О.В.
Чагин, Н. Р. Кокина, В. В. Пастин. – Иваново: Иван. хим.-технол. ун-т,2007. –
138 с.
23.Гришин Г.А. Установки для сушки пищевых продуктов
[Текст]:справочник / Г. А. Гришин, Ю. Г. Семѐнов. – М.: Агропромиздат, 1984. – 215
с.
24.Савченко-Перерва М.Ю. Інтенсифікація процесу сушіння молочних
продуктів [Текст] / М. Ю. Савченко-Перерва, А. Р. Якуба // Наукові праці.
Серія: Технічні науки. – 2012. – T. 2, Вип. 41. – С. 157–160.
25. Гинзбург А.С. Расчёт и проектирование сушильных установок
пищевой промышленности/А.С. Гинзбург. – М.: Агромром-издат, 1985. – 336 с.
26. Справочник по распыливающим, оросительным и
каплеулавливающим устройствам/А.Н. Чохонелидзе, В.С. Галустов, Л.П.
Холпанов, В.П. Приходько. – М.: Энергоатомиздат, 2002. – 608 с.: ил.
27. Технология молока и молочных продуктов/И.Б. Гишн, В.И. Сирик,
Л.В. Чекулаева, Г.А. Шалыгин. – М.: Изд. Пищевая промышленность, 1973. –
376 с.
28. Машины и аппараты пищевых производств. В 2 кн. Кн. 2 : Учебн. для
вузов/С.Т. Антипов, И.Т. Крепов, А.Н. Остриков и др.; под ред. акад. РАСХН
В.А. Панфилова. – М.: Высшая шк., 2001. – 680 с.: ил.
29. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности/М.В. Лыков. – М.:
Издательство «Химия», 1970. – 432 с.
30. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической
технологии/А.Г. Касаткин. – Издательство «Химия», М., 1971. – 784 с.
31. Романков П.Г. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов
химической технологии/П.Г. Романков, К.Ф. Павлов, А.А. Носков. – Учебное
пособие для вузов/ Под ред. чп. корр. АН СССР П.Г. Романкова. – 10-е изд.,
перераб. и доп. – Л.: Химия, 1987. – 576 с., ил.
32. Дунаев П.Ф. Конструирование узлов и деталей машин/П.Ф. Дунаев,
О.П. Лёликов. – Учеб. Пособие для техн. спец. вузов. – 6 – е изд., исп. – М.:
Высш. шк., 2000. – 447 с., ил.
33. Проектирование механических передач: Учебно-справочное пособие
для втузов/С.А. Чернавский, Г.А. Снесарев, Б.С. Козинцов и др. – 5 – е изд.,
перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1984. – 560 с., ил.
34. Курсовое проектирование деталей машин/ В.Н. Кудрявцев, Ю.А.
Державец, И.И. Арефьев и др.; под общ. ред. В.Н. Кудрявцева. – Учебное
пособие для студентов машиностроительных специальностей вузов. – Л.:
Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. – 400 с.
35. Машины и аппараты химических производств: Учебник для вузов по
спец. «Машины и аппараты химических производств»/И.И. Поникаров, О.А.
Перелыгин, В.Н. Доронин, М.Г. Гайнуллин. – М.: Машиностроение, 1989. – 368
с.: ил.
36. Расчёт и конструирование машин и аппаратов химических
производств: Примеры и задачи: Учеб. пособие для студентов втузов /М.Ф.
Михалёв, Н.П. Третьяков, А.И. Мильченко, В.В. Зобнин: под общ. ред. М.Ф.
Михалёва. – Л.: Машиностроение, Ленингр. отд-ние, 1984. – 301 с., ил.
37. Соколов В.И. Основы расчёта и конструирования деталей и узлов
пищевого оборудования/В.И. Соколов. – Изд. 2-е, переработанное и
дополненное. М., «Машиностроение», 1970. - 422 с.
38. Расчёт подшипников качения. Справочник. М., «Машиностроение»,
1974. – 56 с. с илл.
39. Бейзельман Р.Д., Цыпкин Б.В., Перель Л.Я. Подшипники качения:
Справочник. М.: Машиностроение, 1975. – 575 с.
40. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник /Л.А. Кондаков,
А.И. Голубев, В.В. Гордеев и др.: под общ. ред. А.И. Голубева, Л.А. Кондакова.
– М.: Машиностроение, 1994. – 448 с., илл.
41. Рысин С.А. Справочник по вентиляторам. Государственное
издательство литературы по строительной архитектуре/С.А. Рысин. – Москва,
1984. – 247 с., илл.
42. Филлипович П.Ф. Лопастные и роторные насосы. Справочник-
каталог/ Под ред. П.Ф. Филиппович. – ЦИНТИХИМНЕФТМАШ, Москва, 1989.
– 107 с., ил.
43. Основные процессы и аппараты химической технологии: Пособие по
проектированию/Г.С. Борисов, В.П. Брыков, Ю.И. Дытнерский и др. Под ред.
Ю.И. Дытнерского, 2-е изд., перераб. и дополн. – М.: Химия, 1991. – 496 с.
44. Пажи В.Д. Распылители жидкостей/В.Д. Пажи, В.С Галустов. – М.:
Химия, 1979 – 216 с.
45. Автоматические приборы и регуляторы/Кошарский Д.Б., Бек В.А.,
Безковская Т.Х. и др.: под общ. ред. Б.Д. Коршаковского. – Л.:
Машиностроение, ленингр. отд-ние, 1984. – 371 с.
46. Автоматические приборы, регуляторы и вычислительные системы.:
Справ. пособие/Кошарский Д.Б., Бек В.А., Безковская Т.Х. и др.: под общ. ред.
Б.Д. Коршаковского. – Л.: Машиностроение, ленингр. отд-ние, 1984. – 524 с.
47. Казаков А.В. Основы автоматики и автоматизации химических
производств/А.В. Казаков, М.В. Кулаков, Ю.К. Мелюшев. – 3 – е изд. – М.:
Химия, 1987. – 496 с.
48. Охрана окружающей среды: Учебн. для техн. спец. вузов/С.В. Белов,
Ф.А. Барбинов, А.Ф. Козьяков и др.: под ред. С.В. Белова. – М.: Высш. школа,
1991. – 189 с.
49. Практикум по безопасности жизнедеятельности/С.А. Бережной, Ю.И.
Седов, Н.С. Любимова и др.: под общ. ред. С.А. Бережного. – Тверь, ТГТУ,
1997. – 140 с.
50. Справочник технолога-машиностроителя. В 2 т. 4-е изд., перераб. и
доп. / Под ред А.Г. Косиловой и Р.К. Мещерякова. М.: Машиностроение, 1985.
Т. 1: - 656 с.; Т. 2: - 496 с.
51. Анухин В.И. Допуски и посадки. Выбор и расчет, указание на
чертежах: Учеб. пособие. 2-е изд., перераб. и доп. СПб.: Изд-во СПбГТУ, 2001.
- 219 с.

ChSTU repository

ChSTU repository preserves and enables easy and open access to all types of digital content including text, images, moving images, mpegs and data sets