Контрольная работа по "Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств"

    Моечная машина предназначена для окончательной  очистки свеклы (количество прилипшей  земли составляет при ручной уборке 3...5 % свеклы, а при механизированной уборке комбайнами — 8... 10 %).

    Количество  воды, подаваемой на мойку свеклы, зависит  от степени ее загрязненности, конструкции  машины и в среднем составляет 60... 100 % к массе свеклы. В сточные  воды гидравлического конвейера  и моечной машины попадают отломившиеся хвостики свеклы, небольшие кусочки  и мелкие корнеплоды (всего 1...3 % к  массе свеклы), поэтому транспортерно-моечные  воды предварительно направляются в  сепаратор для отделения от них  хвостиков и кусочков свеклы, которые  после обработки поступают на ленточный конвейер 14.

    Отмытая сахарная свекла орошается чистой водой  из специальных устройств 7, поднимается  элеватором 8 и поступает на конвейер 9, где электромагнит 10 отделяет металлические  предметы, случайно попавшие в свеклу. Затем свеклу взвешивают на весах 11 и из бункера 12 направляют в измельчающие машины-свеклорезки 13. Стружка должна быть ровной, упругой и без мезги, пластинчатого или ромбовидного сечения, толщиной 0,5... 1,0 мм.

    Свекловичная  стружка из измельчающих машин с  помощью ленточного конвейера 14, на котором установлены конвейерные  весы, подается в диффузионную установку 15.

Сахар, растворенный в свекловичном соке корнеплода, извлекается  из клеток противоточной диффузией, при которой стружка поступает  в головную часть агрегата и движется к хвостовой части, отдавая сахар  путем диффузии в движущуюся навстречу  экстрагенту высолаживающую воду. Из конца хвостовой части агрегата выводится стружка с малой концентрацией сахара, а экстрагент, обогащенный сахаром, выводится как диффузионный сок. Из 100 кг свеклы получают приблизительно 120 кг диффузионного сока. Жом отводится из диффузионных установок конвейером 16 в цех для прессования, сушки и брикетирования.

    Диффузионный  сок пропускается через фильтр 17, подогревается в устройстве 28 и  направляется в аппараты предварительной  и основной дефекации 27, где он очищается  в результате коагуляции белков и  красящих веществ и осаждения  ряда анионов, дающих нерастворимые  соли с ионом кальция, содержащимся в известковом молоке (раствор  извести). Известковое молоко вводится в сок с помощью дозирующих устройств.

    Дефекованный сок подается в котел первой сатурации 26, где он дополнительно очищается путем адсорбции растворимых несахаров и особенно красящих веществ на поверхности частиц мелкого осадка СаС0₃, который образуется при пропускании диоксида углерода через дефекованный сок. Сок первой сатурации подается через подогреватель 25 в гравитационный отстойник 24. В отстойниках сок делится на две фракции: осветленную (80 % всего сока) и сгущенную суспензию, поступающую на вакуум-фильтры 23.

    Фильтрованный сок первой сатурации направляется в аппараты второй сатурации 22, где  из него удаляется известь в виде СаСОз.

    Сок второй сатурации подается на фильтры 21. Соки сахарного производства приходится фильтровать несколько раз. В  зависимости от цели фильтрования используются различные схемы процесса и фильтровальное оборудование.

    Отфильтрованный сок из фильтра 21 подается в котел  сульфитации 20. Цель сульфитации —  уменьшение цветности сока путем  обработки его диоксидом серы, который получают при сжигании серы.

    Сульфитированный сок направляют на станцию фильтров 19, а затем транспортируют через подогреватели в первый корпус выпарной станции 18. Выпарные установки предназначены для последовательного сгущения очищенного сока второй сатурации до концентрации густого сиропа; при этом содержание сухих веществ в продукте увеличивается с 14... 16 % в первом корпусе до 65.. .70 % (сгущенный сироп) в последнем. Свежий пар поступает только в первый корпус, а последующие корпуса обогреваются соковым паром предыдущего корпуса. Площадь поверхности нагрева выпарной станции сахарного завода производительностью 5000 т свеклы в сутки составляет 10 000 м².

    Полученный  сироп направляется в сульфитатор 29, а затем на станцию фильтрации 30. Фильтрованный сироп подогревается в подогревателе 31, откуда поступает в вакуум-аппараты первого продукта 32. Сироп в вакуум-аппаратах уваривается до пересыщения, сахар выделяется в виде кристаллов. Продукт, полученный после уваривания, называется утфелем. Он содержит около 7,5 % воды и около 55 % выкристаллизовавшегося сахара.

    Сироп уваривают в периодически действующих  вакуум-аппаратах. Утфель первой кристаллизации из вакуум-аппаратов поступает в приемную утфелемешалку 33, откуда его направляют в распределительную мешалку, а затем в центрифуги 34, где под действием центробежной силы кристаллы сахара отделяются от межкристальной жидкости. Эта жидкость называется первым оттеком. Чистота первого оттека 75...78 %, что значительно ниже чистоты утфеля.

    Чтобы получить из центрифуги белый сахар, его кристаллы промывают небольшим  количеством горячей воды — пробеливают. При пробеливании часть сахара растворяется, поэтому из центрифуги отходит оттек более высокой чистоты — второй оттек.

    Второй  и первый оттеки подают в вакуум-аппарат  второй (последней) кристаллизации, где  получают утфель второй кристаллизации, содержащий около 50 % кристаллического сахара. Этот утфель постепенно охлаждают до температуры 40 °С при перемешивании в утфелемешалках - кристаллизаторах. При этом дополнительно выкристаллизовывается еще некоторое количество сахара. Наконец, утфель второй кристаллизации направляется в центрифуги, где от кристаллов сахара отделяется меласса, которая является отходом сахарного производства, так как получение из нее сахара путем дальнейшего сгущения и кристаллизации нерентабельно. Желтый сахар второй кристаллизации рафинируют первым оттеком, полученный утфель направляется в распределительную мешалку, а затем в центрифуги. Полученный сахар растворяется, и сок поступает в линию производства.

    Белый сахар, выгружаемый из центрифуг 34, имеет температуру 70 °С и влажность 0,5 % при пробеливании паром или влажность 1,5 % при пробеливании водой. Он попадает на виброконвейер 35 и транспортируется в сушильно-охладительную установку 36.

    После сушки сахар-песок поступает на весовой ленточный конвейер 37 и  далее на вибросито 38. Комочки сахара отделяются, растворяются и возвращаются в продуктовый цех.

Товарный сахар-песок  поступает в силосные башни 39 (склады длительного хранения). 
 
 
 

  3.Для получения гранул сухим способом наибольшее распространение получили вальцовые прессы с кольцевой матрицей. К ним относятся: для гранулирования травяной муки – ОГМ-0,8А, ОГМ-0,8Б, ОГМ-1,5А, ОПК-2А; для гранулирования комбикормов – ДГ-1 и ОГК-3. На оборудовании типа ОПК можно выполнять брикетирование травяной резки и кормовых соломистых смесей.

  В оборудовании ОГМ травяная   мука   из   сушильных агрегатов   поступает   через   заборник   1 (рис. 1) в циклон 2 и из него – в расходный бункер 4. Циклон 3 служит для улавливания пыли, уносимой с потоком воздуха из циклона 2. Чтобы мука равномерно поступала на гранулирование, и в бункере не образовывались своды, в нем установлена планетарная мешалка, приводимая в действие от вала шнекового дозатора 5, который регулирует количество муки, поступающей на гранулирование, путем изменения частоты вращения, так как он приводится в действие от автономного электродвигателя через клиноременный вариатор. При выходе из дозатора мука увлажняется водой, поступающей через систему ввода воды в распылитель 6. Вместе с водой   могут   вводиться   антиоксиданты   и   связующие   вещества. Равномерность увлажнения и однородность смешивания обеспечивает быстроходный лопастной кондиционер-смеситель 7, который также имеет автономный привод от электродвигателя.

  Из  смесителя кондиционированная травяная мука самотеком поступает в приемник пресса 8, откуда направляющими лопатками подводится на внутреннюю поверхность матрицы. Выдавленные прессующими вальцами из рабочих отверстий матрицы монолиты спрессованного материала встречаются с неподвижными ножами и обламываются, образуя гранулы. Выходящие из пресса гранулы имеют высокую температуру (75...85 °С) и непрочны. Они поступают по лотку в норию 9, которая поднимает их и направляет в охладительную колонку 11. Просасываемый через колонку вентилятором циклона 10 воздух охлаждает гранулы, которые попадают на сортировальное сито 12 и с него – в отборник 13, откуда направляются на затаривание в мешки или транспортируются к месту хранения россыпью. Часть муки может не сгранулироваться (до 5 - 7 %). Часть горячих гранул может рассыпаться в крошку. Эта мелочь проходит под сито, через отборник 14 воздухом транспортируется в циклон 10 и направляется на повторное гранулирование.  

Рис. 1. Схема технологического процесса работы оборудования типа ОГМ: 1 – заборник муки; 2, 3 и 10 – циклоны; 4 – бункер; 5 – дозатор;        6 –  распылитель воды; 7 – кондиционер-смеситель, 8 – пресс; 9 – нория,      11 – охладительная колонка, 12 – сортировальное сито; 13 – отборник гранул; 14 – отборник крошки и негранулированного корма  

    Основная  часть в комплекте оборудования типа ОГМ – гранулятор, который состоит из шнекового дозатора 5, лопастного смесителя 7, пресса 8,редуктора привода дозатора. Основа гранулятора – пресс (рис. 2), состоящий из редуктора и узла прессовании с вертикальной кольцевой матрицей и двумя пассивными вальцами.

  Электродвигатель  через эластичную муфту соединен с валом-шестерней 1. В постоянном зацеплении с валом-шестерней находится зубчатое колесо 5, жестко закрепленное шпонкой и гайкой 4 на полом главном валу 6. К фланцу главного вала сегментами 7 прикреплена матрица 8, которая зафиксирована шпонками от проворачивания.

    К наружному торцу вращающейся  матрицы прикреплен конический приемник 10, образующий вместе с ее внутренней полостью камеру прессования. Внутри главного вала размещена  ось 2, на одном ее конце установлены две плиты, между которыми на эксцентричных осях смонтированы прессующие вальцы 9. Зазор между рабочими поверхностями вальцов и матрицы, равный 0,3 - 0,5 мм, регулируют с помощью специальных рычагов и болтов на передней плите вальцов. На другом конце оси 2 на шлицах посажен фланец с лыской, который через срезной штифт 3 жестко соединен со стаканом заднего роликового подшипника.

Рис. 2. Схема пресса-гранулятора типа ОГМ: 1 – вал-шестерня; 2 – ось; 3 – срезной штифт; 4 – гайка; 5 – зубчатое колесо; 6 – главный вал ;  7 – крепежный сегмент; 8 – матрица; 9 – прессующие вальцы; 10 – приемник муки 

    При обычной нагрузке срезной штифт  удерживает ось от вращения, и прессующие вальцы вращаются лишь вокруг своих неподвижных осей. Если пресс окажется чрезмерно перегруженным гранулируемой массой, или в зазор между вальцами и матрицей попадет посторонний предмет, то валец заклинится, и вращающий момент от матрицы будет передаваться на ось 2, а через нее – на срезной штифт 3. После срезания штифта фланец начнет поворачиваться и имеющейся на нем лыской нажмет на толкатель конечного выключателя, который отсоединит от сети все электродвигатели и остановит пресс, предохраняя его от поломки.

    Рабочие органы пресса (комплект матриц и вальцов) считаются дорогостоящими, поэтому  в процессе эксплуатации необходимо обеспечить за ними надлежащий уход.

  Срок  службы матрицы и вальцов будет  на 15 - 20% больше, а производительность пресса и качество гранул более высокими, если для кондиционирования травяной муки использовать сухой пар под давлением 0,2 - 0,3 МПа.

    4.Основным рабочим органом обоечных машин является вращающийся бичевой ротор, находящийся в неподвижном сетчатом цилиндре. Между бичами и цилиндром устанавливают определенный зазор. Зерно под действием центробежных сил вращающегося бичевого ротора отбрасывается к сетчатому цилиндру и подвергается многократному механическому воздействию со стороны бичей в результате ударов, трения о ситовую поверхность и между зерновками. В результате пыль, песок, частицы плодовых оболочек, зародыша и бородки отделяются от зерна и проходят через отверстия сита. В зависимости от вида обоечной машины зерно и продукты шелушения объединяются или выводятся раздельно.

    Окружную  скорость бичевого ротора следует выбирать в зависимости от обрабатываемой культуры. Например, для ржи, обладающей более вязкой структурой, чем пшеница, скорость должна быть 15... 18 м/с, для мягкой пшеницы — 13... 15 м/с, для твердой, более хрупкой пшеницы — 10... 11 м/с. При уменьшении рабочего зазора интенсивность воздействия увеличивается, так как возрастает сила удара и взаимного трения. Удельная нагрузка зависит от особенностей обрабатываемой культуры, режима работы обоечной машины, типа бичевого ротора и от материала сетчатого цилиндра.

    Горизонтальная  обоечная машина РЗ-БГО-6 (рис.) состоит из приемного устройства, корпуса 1, бичевого ротора, сетчатого цилиндра, привода, выпускных устройств и станины.

Рис. Горизонтальная обоечная машина РЗ-БГО-6

    Приемное  устройство состоит из патрубка 2, подающего  зерно в магнитный аппарат 3. Последний снабжен грузовым клапаном. Приемное устройство установлено со стороны привода машины. Блок магнитов расположен в лотке, который можно легко снять и удалить металломагнитные примеси.

    Корпус 1 сварен из листового материала  и установлен на станине.

    С одной его стороны сделана  плотно прилегающая дверка с запорными  ручками. В корпусе предусмотрены  отверстия для приемного устройства, аспирационного патрубка 5 и выпуска  прохода. Бичевой ротор 6 состоит  из пустотелого вала, с торцов которого приварены полуоси, установленные  в шарикоподшипниках. На консольной части полуоси расположен приводной  шкив.