Устаткування для виробництва цукру (стр. 2 из 4)
Ротаційний прес фірми «Шамбон» (мал. 2) працює таким чином. Рафінадна кашка, що направляється на пресування, поступає в бункер над пресом. Для подальшого просування кашки в прес під бункером встановлена набивна коробка 2, забезпечена горизонтальними валиками 3 з штифтами. Основною частиною преса продуктивністю 50 т рафінаду в добу є що обертається з частотою 0,15 с-1 (9 об/хв) на горизонтальному валу барабан (ротор) 8, складається з двадцяти блоків 7 з 36-45 осередками пуансонів 5 і матриць 4 в кожному блоці. Таким чином, ротор преса має 720-900 осередків.
Усередині барабана розташовані нерухомі пази, по яких рухаються ролики, що знаходяться на валиках блоків пуансонів. До цих валиків прикріпляються всі пуансони блоку. При обертанні барабана ролики, проходячи по черзі по пазах барабана, переміщають валики блоків в осьовому напрямі. Завдяки цьому досягаються переміщення в тому ж напрямі пуансонів кожного блоку і пресування рафінадної кашки, що поступає в матриці з набивної коробки у момент проходження під нею блоків. У момент пресування цукру до барабану, що обертається, із зовнішнього боку притискається бронзова плита 1.
Мал. 2. Ротаційний прес фірми «Шамбон»:
а – схема пресування; б – загальний вигляд
Цукор з ротаційного преса потрапляє на алюмінієві касети, просувні ланцюговим конвеєром. При проходженні блоків над касетами пуансони продовжують своє просування вперед під дією пружинних молотків, завдяки чому спресований рафінад виштовхується на рухомою під пресом касету.
На поверхні пуансона після виштовхування шматочка рафінаду залишаються кристали цукру. Ці кристали очищаються з пуансонів нейлоновою щіткою, що обертається, 6. Після очищення поверхня пуансонів натирається за допомогою спеціального механізму бруском стеарину, змішаного з маргарином. Потім механічною щіткою віддаляється надмірно нанесена маса.
Привід преса здійснюється через клиноремінну передачу від електродвигуна потужністю 11 кВт з регульованою частотою обертання. За кожен оборот барабана пресується 720-900 шматочків цукру масою по 5,5 г розмірами 27,3х17,4х11,1 мм.
Всі зовнішні рухомі частини рафінадних пресів повинні бути надійно захищені. Огорожі повинні володіти необхідною жорсткістю, легко зніматися. Чищення деталей преса і його розбирання-збірку можна проводити тільки при вимкненому електродвигуні, Роботи по чищенню пуансонів, матриць і інших деталей диска або барабана преса можна проводити лише при вимкненому пресі. Необхідно приймати заходи для запобігання травмуванню робочих, обслуговуючих преси.
Технічна норма продуктивності преса по рафінаду (у т/доб) визначається по формулі
,де – маса сирого шматка або бруска, г;
– число пресувань в хвилину; 
– число брусків або шматків при кожному пресуванні; 
– тривалість роботи преса в добу, мін; 
– відношення кількості товарного рафінаду до маси спресованого
.Для ротаційних пресів і пресів з двостороннім пресуванням число пресувань в хвилину приймається рівним числу оборотів преса. Число шматочків при кожному пресуванні для цих пресів приймається рівним кількості матриць преса.
Рафінад, що отримується з вологої кашки пресуванням, не задовольняє підвищеним вимогам до його якості.
З метою усунути недоліки пресованого рафінаду (неправильна форма шматочків від коління, відсутність блиску на поверхні шматків і ін.) в Швеції була запропонована і випускається установка для ущільнення і формування рафінаду за допомогою вібрації. Така автоматизована установка випускає швидкорозчинний рафінад абсолютно правильної форми, з блискучою поверхнею унаслідок незруйнованих кристалів цукру з точною масою окремих шматочків.
3. Будова і принцип дії горизонтальної мішалки-кристалізатора
Для прийому I і II утфеля застосовується утфелезмішувалка РОЗУМ-1, показана на мал. 3. У її ночвоподібному сталевому корпусі 9 в підшипниках ковзання 3 з частотою 0,011 с-1 (0,65 об/хв) обертається вал 4 із спіральними встановленими на нім лопатями 6 і витками 5 із сталевої стрічки, що доходять майже до напівциліндрового днища мішалки. Привід мішалки здійснюється від електродвигуна 11 потужністю 4 кВт через редуктор 1 і передачу, що складається з черв'яка 12 і черв'ячного колеса 2.
Утфель подається через верх мішалки, стрічковим витком переміщається уздовж мішалки і виходить через отвір, що закривається шибером 8 з ручним приводом 7.
Мал. 3. Утфелезмішувалка РОЗУМ-1
При аварійній зупинці електродвигуна, для того, щоб маса утфеля не застигла і кристали цукру не осіли на дно мішалки, що приведе до поломки приводу у момент пуску електродвигуна, вал мішалки провертається ручним механізмом 10, який складається з храпового колеса і рукоятки. За допомогою цього механізму вал із стрічковим витком провертають уручну до повного вивантаження утфеля з мішалки або до пуску електродвигуна.
Корисна місткість мішалки 30 м3, маса 7 т. Випускається утфелезмішувалка для заводів великої потужності; вона має повну місткість 65 м3, корисну місткість 59 м3, довжину 9600 мм, ширину 3610 ним, висоту 3520 мм, частоту обертання валу 0,011 с-1 (0,65 об/хв), електродвигун потужністю 7,5 кВт, масу 17,24 т.
Приймальня утфелезмішувалка УІІІС-35 для III утфеля принципово не відрізняється від мішалки РОЗУМ-1, але нижче останньою (з метою зменшення загальної висоти установки «вакуум-апарати – приймальна мішалка – кристалізатори – центрифуги») і тому ширше. У зв'язку з більшою шириною в ній обертаються два паралельно розташованих в горизонтальній площині лопатевих валу.
Утфелезмішувалка УІІІС-35 має повну місткість 35 м3, корисну місткість 31 м3, частоту обертання валів 0,011 с-1 (0,65 об/хв), електродвигун потужністю 4 кВт, довжину 12500 мм, ширину 3680 мм, висоту 1740 мм. Маса 8,85 т. Випускається для заводів великої потужності утфелезмішувалка ПУМ-65, яка має повну місткість 65 м3, корисну місткість 59 м3, частоту обертання валів 0,011 с-1 (0,65 об/хв), електродвигун потужністю 22 кВт, довжину 24510 мм, ширину 2915 мм, висоту 1750 мм, масу 19,34 т.
Зварений у вакуум-апаратах III утфель піддається додатковій кристалізації охолоджуванням в спеціальних апаратах – кристалізаторах. При охолоджуванні утфеля підвищується коефіцієнт пересичення міжкристального розчину утфеля, внаслідок чого цукор з цього розчину викристалізовується на кристали цукру, що вже існують в утфелі.
Для проведення процесу додаткової кристалізації застосовується установка з чотирьох кристалізаторів, схема якої показана на мал. 4.
Мал. 4. Апаратурно-технологічна схема кристалізаційної установки III утфеля
Утфель з температурою 76-78 °С з вакуум-апаратів, що періодично діють, спускається в приймальну мішалку /, з якої безперервно поступає в перший кристалізатор 2. З протилежного кінця цього апарату утфель по перехідному жолобу перетікає в початок другого кристалізатора 3, з кінця цього апарату – в початок третього кристалізатора 4. Вода для охолоджування з початковою температурою 20 °С поступає в порожнистий вал третього кристалізатора 4 з кінця, протилежного входу утфеля. З іншого кінця вона виходить і поступає в другий кристалізатор, також в кінець, протилежний входу утфеля в цей апарат. Потім вода таким же чином проходить перший кристалізатор. Таким чином противоточного потоку утфеля, проходячи через кристалізатори, вода поступово охолоджує утфель від температури 70 °С (на початку першого кристалізатора) до 35 °С (в кінці третього кристалізатора), а сама нагрівається від температури 20 °С (на вході в третій кристалізатор) до 45 °С (на виході з першого кристалізатора).
З першого кристалізатора вода поступає в збірку 9, з якого вона насосом 8 подається в теплообмінник 7, де відбувається її охолоджування холодною водою. Після теплообмінника охолоджена циркулююча вода знов поступає в кінець третього кристалізатора.
Для того, щоб декілька знизити в'язкість утфеля перед центрифугуванням, він підігрівається до температури 40-45 °С. Для цього, з третього кристалізатора 4 він перетікає в четвертий кристалізатор 5, в теплообмінну поверхню якого подається гаряча вода (температурою 75 °С). Підігрітий утфель з цього кристалізатора поступає в розподільник 6, а з нього – на центрифуги. Розгойдування утфеля в кристалізаторах проводиться конденсатом із спеціальних мірників.
Існує декілька конструкцій кристалізаторів з штучним охолоджуванням, що відрізняються в основному пристроєм метальних механізмів і поверхонь теплообміну. До них відносяться кристалізатори з нерухомою поверхнею теплообміну у вигляді вертикальних трубчастих змійовиків і стрічковою мішалкою, з циліндровою і дисковою поверхнями теплообміну.
У вітчизняній промисловості найбільш поширений кристалізатор ПМК-30 (мал. 5) з дисковою поверхнею теплообміну.
Мал. 5. Кристалізатор ПМК-30
Цей кристалізатор має теплообмінну поверхню, що обертається, у вигляді тонких дисків. Завдяки цьому утфель чинить лише незначний опір поверхні теплообміну, а кристалізатор володіє великим коефіцієнтом теплопередачі. Зниження температури утфеля в такому кристалізаторі відбувається поступово, що перешкоджає утворенню нових дрібних кристалів цукру («мука»), і відбувається лише зростання вже наявних кристалів. Укріплені на дисках лопаті перемішують утфель, перешкоджаючи осіданню кристалів на дно кристалізатора.