Устаткування для виробництва цукру (стр. 1 из 4)

Зміст

1. Будова і принцип дії багатоходового кожухотрубного підігрівача

2. Будова і принцип дії ротаційного пресу для рафінаду. Недоліки і переваги

3. Будова і принцип дії горизонтальної мішалки-кристалізатора

1. Будова і принцип дії багатоходового кожухотрубного підігрівача

Нагрів рідких продуктів цукрового виробництва здійснюється в підігрівачах за допомогою теплоносія – пари або гарячої води.

Підігрівачі бувають поверхневими (у яких тепло передається через поверхню нагріву – металеву стінку, що розділяє продукт, що нагрівається, і теплоносій) і контактними (у яких продукт нагрівається при безпосередньому контакті з теплоносієм).

Поверхневі підігрівачі можуть бути сорочковими (парові камери похилого шнекового дифузійного апарату), кожухотрубними одноходовими (калоризатори дифузійної батареї) і багатоходовими (підігрівачі дифузійного і сатурованих соків), пластинчастими (плоскі і спіральні), погрузними (змійовики в збірках і мішалках).

До контактних підігрівачів відносяться, наприклад, опарювателі стружки, барботери в збірках і мішалках, струменеві і конденсаційні підігрівачі води.

Питому витрату тепла (у Дж на 100 кг буряка) на нагрів продуктів цукрового виробництва визначають по формулі

де

– коефіцієнт, що враховує втрати тепла в навколишнє середовище [для поверхневих підігрівачів (окрім змієвикових) ; для контактних [змієвикових підігрівачів ];

– кількість продукту % до маси буряка;

– питома теплоємність продукту, що підігрівається, Дж/(кг°С) [для води

Дж/(кг°С); для соків Дж/(кг°С); для сиропу Дж/(кг°С)];

– кінцева температура продукту °С;

– початкова температура продукту °С.

Витрату пари (у % до маси буряка) на нагрів продуктів знаходимо по формулах:

для поверхневих підігрівачів

;

для контактних підігрівачів

де

– ентальпія гріючої пари, Дж/кг;

– теплоємність конденсату гріючої пари, Дж/(кг°С);

– температура конденсату °С;

– кінцева температура продукту °С.

Для нагрівання рідин, що мають кислу реакцію (дифузійний сік, компресова вода), застосовують багатоходові трубчасті підігрівачі твань ПДС. Для рідин, що мають лужну реакцію (сатуровані соки, сироп, що сульфітуються), застосовуються багатоходові трубчасті підігрівачі типу ПСС. Обидва ці типу підігрівачів конструктивно однакові і відрізняються лише матеріалом, з яких виготовлені нагрівальні трубки. Багатоходовою трубчастий підігрівач типу ПДС (мал. 1) складається із сталевого циліндрового корпусу 11, закритого кришкою 7 і днищем 10, які шарнірно сполучені з корпусом. Для полегшення відкриття кришка і днище сполучені між собою штангою 22 і можуть одночасно відкриватися і закриватися гвинтовим пристроєм 21. До корпусу кришка і днище притискаються відкидними болтами 23. Підігрівачі старих конструкцій гвинтового пристрою не мали.

Усередині корпусу знаходяться верхня 19 і нижняя 24 трубні грати, в які ввальцовані трубки 16. У підігрівачах типу ПСС для продуктів з лужною реакцією застосовують безшовні трубки з вуглецевої сталі, в підігрівачах типу ПДС для продуктів з кислою реакцією – трубки електрозварювань з неіржавіючої сталі.

Камери 17 і 25, утворені просторами між трубними гратами, кришкою і днищем, розділені за допомогою перегородок 12 на секції (ходи). Їх число завжди парне (у підігрівачах типу ПДС 10 секцій). Завдяки перегородкам 12 рідина, що нагрівається, кілька разів міняє напрям свого руху і послідовно проходить всі пучки труб. Внаслідок цього швидкість рідини в таких підігрівачах велика (1,2-1,8 м/с) і вони володіють високим коефіцієнтом теплопередачі.

Мал. 1. Багатоходовою трубчастий підігрівач типу ПДС

Підігрівач має два двохклапанні обхідні вентилі 5 і 13 (підігрівач типу ПСС має один вентиль). Коли обидва клапани вентиля 5, керовані одним шпінделем 14, відкриті, рідина поступає у вентиль з одного боку через патрубок 4 і, пройшовши всі ходи підігрівача, відводиться через патрубок 9 з Іншою. Коли клапани закриті, рідина, не потрапляючи в підігрівач, проходить через вентиль. Таким чином, є можливість подавати рідину, минувши будь-який підігрівач. З вентиля рідина по пучку труб в секції І піднімається вгору, переходить в пучок секції ІІ, у нім опускається вниз, переходить в пучок секції ІІІ, піднімається вгору і т.д. (секції IV-X). У непарних секціях рідина рухається від низу до верху, в парних – зверху вниз. Відведення рідини з підігрівача здійснюється з нижньої камери через той же вентиль. У підігрівачах старої конструкції, в яких вхід і вихід рідини знаходяться вгорі, вона в непарних ходах рухається зверху вниз, а в парних – від низу до верху. При відкритих за допомогою шпінделя 15 клапанах вентиля 13 і закритих клапанах вентиля 5 в підігрівач поступає сік I сатурації, що володіє абразивними властивостями, або розчини соди і соляної кислоти для очищення підігрівача від накипу.

Гріюча пара в підігрівач подається через патрубок 6. Гази, що не конденсуються, з верхньої частини парової камери збираються в кільцевий колектор 18 і відводяться через патрубок 8. Конденсат з нижньої частини парової камери перетікає в колектор 3 і відводиться через зворотний клапан 2.

Для контролю температури і тиску рідини на вході і виході її встановлюють термометри і манометри. У кришці і днищі є краники 20 і 26. Верхній краник відкривають для випуску повітря при наборі підігрівача рідиною під час його включення, нижній – при остаточному спуску рідини з підігрівача. По лотку 1 рідину зливають в приймальну воронку.

Активна довжина трубок всіх типорозмерів підігрівачів складає 3500 мм. Найбільший робочий тиск в соковій камері підігрівачів складає 0,6 Мпа (6 кгс/см2), в паровій – (0,3 Мпа (3 кгс/см2).

2. Будова і принцип дії ротаційного пресу для рафінаду. Недоліки і переваги

Преси можуть бути дисковими (з одностороннім і двостороннім пресуванням) і ротаційними. На дисковому пресі з двостороннім пресуванням і ротаційному пресі виходить рафінад у вигляді окремих шматочків, а на дисковому пресі з одностороннім пресуванням – у вигляді окремих шматочків або брусків. Основний вид бруска має розміри 23х23х184 мм і масу 125 г в сухому вигляді, що дає можливість формувати напівкілограмові пачки з чотирьох розколених на шматочки брусків, а кілограмові – з восьми. Для упаковки коленого цукру в пачки по 1 кг на лініях ПЛР матриці преса випускаються для отримання бруска розмірами 18х24х150 мм.

Незалежно від конструкції преса, для наповнення матриць кашкою застосовують так звану набивну коробку. Коробка є відкритою зверху і знизу прямокутну ємкість. Нижня частина коробки примикає до пресу, а до верхньої її частини приєднується бункер для кашки. У нижній частині коробки за допомогою шестерень обертаються валики з штифтами. На один з валиків насаджена зірочка, через яку всі вони приводяться в рух. Штифти, що обертаються, сприяють набиванню матриць рафінадною кашкою.

На вітчизняних заводах працюють в основному дискові преси одностороннього пресування малої і великої моделей. На зарубіжних заводах застосовуються преси і двостороннього пресування. Найбільше розповсюдження знайшов прес малої моделі. Дисковим такий прес називається тому, що одній з основних частин його є горизонтальний диск (круг) з симетрично розташованими чотирма вікнами-вирізами. У ці вікна вставлені матриці, рухомим дном яких служать пуансони. Диск обертається в горизонтальній площині на вертикальній осі.

Основними вузлами дискового преса малої моделі є: набивна коробка; диск з матрицями, пуансонами і іншими деталями, призначеними для виконання всіх стадій процесу пресування; механізм виштовхування брусків рафінаду з матриць; механічний стіл (при індивідуальній установці преса) для приймання порожніх сушильних планок, наповнення їх сирими брусками і переміщення планок; механізм для очищення пуансонів від прилиплого цукру; привід і трансмісія; чавунна фундаментна плита для монтажу деталей преса.

При обробленні брусків рафінаду на дискових пресах утворюється багато відходів. Якщо ж на дисковому пресі отримують шматочки, то при зрушенні їх з преса на сушильну планку вони в більшості випадків деформуються. Цих недоліків позбавлені ротаційний прес і дисковий прес з двостороннім пресуванням.

При порівняно невеликих габаритах ротаційного преса продуктивність його складає до 100 т в добу рафінаду у вигляді шматочків з рівними поверхнями всіх граней. Проте рафінад, що отримується на ротаційних пресах, менш міцний (так званий «швидкорозчинний»).