Основні розрахункові залежності. Продуктивність Q, кг/с уніфікованих мийних машин визначається про­дуктивністю робочого транспортера:

Продуктивність Q, кг/с уніфікованих мийних машин визначається про­дуктивністю робочого транспортера:

Q=b∙ h_c ∙ _c ∙ p_c ∙ v_c, (2.1)

де b - ширина робочої частини транспортера, м (визначається ши­риною інспекційного транспортера, яка складає 0, 6-0, 9 м);

h_с - висота шару сировини, м (табл.2.1);

- коефіцієнт використання транспортера ( _с=0, 6-0, 7);

р_с - насипна густина сировини, кг/м³ (табл.2.1);

v - швидкість транспортера, м/с.

Час відмокання сировини τ, с визначається корисним об'ємом ванни W_n, м³:

τ =

Насипна густина плодів і овочів

Корисний об'єм ванни W визначається площею дзеркала води у ванні F_з, м². При звичайній призматичній формі ванни:

W =

де Н - глибина найбільш зануреної частини і несучої частини транс­портера (H = (0, 5-5-0, 7 м).

Площа дзеркала води у ванні машини F, м²:

F₃=A ∙ B,

де А- довжина дзеркала води у ванні, м;

В - відстань між боковими стінками ванни, м (В= b+0, 1).

Кількість повітря і необхідний напір, під яким він повинен подаватися в барботер, визначається розмірами дзеркала води у ванні і глибиною занурення отворів виходу повітря із барботера. Практикою експлуатації мийних машин установлена наступна норма: 1, 5 м³ повітря у хвилину на 1 м² площі дзеркала води, тобто:

Нагнітач повітря для мийної машини вибирають по витратах повітря W_n і необхідному тиску Р_п. Оскільки довжину повітропроводу до барбо­тера і швидкість повітря в повітропроводі можна не враховувати, то тоді Р_п, Па:

де ρ _п - густина повітря, кг/м³ (ρ = 0, 00129 кг/м³,);

v_n - швидкість повітря в повітропроводі, м/с (v_n рекомендується не більше 10 м/с);

х - коефіцієнт місцевого опору (в розрахунку = 0, 30-0, 45);

р_р— густина води, кг/м³ (р_в=1000 кг/м³,);

h_p- глибина занурення в воду отворів барботера, м (h_p =Н_м+0, 1);

g - прискорення вільного падіння, м/с².

Потужність двигуна для приводу нагнітача повітря N_n, кВт,

де W_n - витрати повітря, м³/с;

Р_п - необхідний тиск, Па (Р=0, 15-0, 2 МПа);

η _п- ККД нагнітача (η =0, 6+0, 8).

Потужність, необхідну для приводу відцентрового насосу, що подає рідину до струминних пристроїв N, кВт визначають за формулою, ана­логічною формулі (2.7):

де Q_p - витрати рідини, м³/с;

Р - тиск рідини біля насоса, Па; Рp = 0, 2-0, 3 МПа;

𝜼 _n - ККД насоса (𝜼 _n=0, 70-0, 85).

Витрати рідини Qp, м³/с:

де µ - коефіцієнт витрати (для циліндричної насадки µ=0, 82; для конічної, що сходиться µ=0, 48, вид насадки вибирають само­стійно);

d - діаметр отворів барботера, м (вибирають рівним 0, 75; 1, 25; 1, 50 мм в залежності від виду перероблюваної сировини, менше значення вибирають для дрібних плодів і овочів);

п - кількість однакових отворів барботера (в розрахунку

прий­маємо п =50-60);

Р_и - напір рідини біля вихідних отворів, Па, в розрахунку прийма­ють Р = 0, 2...0, 3 МПа);

р_р - густина миючої рідини, кг/м³ (р_р = 1000 кг/м³).

Напір рідини біля насоса:

де Р_п - втрати напору від місцевих і шляхових опорів, Па.

Втрати напору:

де υ _р - швидкість рідини в трубопроводі, м/с (рекомендується не більше 2 м/с);

ξ - коефіцієнт місцевого опору (вибирається за довідником, в розрахунку приймається ξ =0, 85);

λ _р- коефіцієнт опору тертя по довжині трубопроводу;

l_т - довжина трубопроводу, м;

d_m - діаметр трубопроводу, м.

Коефіцієнт опору тертя по довжині трубопроводу визначається за наступними формулами:

при

при

Re - число Рейнольдса

µ_р- кінематична в'язкість миючої рідини

(µ_р =l, 01 -10⁶ м²/с)

Потужність N_тр, кВт, для приводу основного транспортера:

де А - зусилля транспортера, Н;

υ _ш- швидкість транспортера, м/с;

ή - ККД передаточних механізмів (ή =0, 61...0, 78).

Тягове зусилля визначають методом обходу по контуру з врахуван­ням максимального завантаження. Орієнтовно тягове зусилля

А_т, Н-м, можна визначити за формулою:

А_т=(0, 125qL+50+0, 125qL)g,

де q - маса корисного навантаження на 1 м транспортера, кг

(q=8...12 кг);

q - маса 1 м транспортера без навантаження, кг (q =4, 4...5, 1 кг);

L_ч- довжина навантаженої частини транспортера, м (L=0, 65 L);

L - довжина транспортера, м;

g=9, 81 м/с² - прискорення вільного падіння.

Приклад розрахунку

Приклад. Розрахувати уніфіковану мийну машину, якщо задано: швидкість транспортеру v =0, 14 м/с, довжина дзеркала води у ванні А=1, 94 м; діаметр трубопроводу d_m=0, 38 м; довжина трубопроводу l=8 м; довжина транспортеру L=3, 8 м і вид оброблюваної сировини - морква.

Розв'язання: Визначаємо продуктивність уніфікованої машини за про­дуктивністю робочого транспортера:

Q=b∙ h_c ∙ _c ∙ p_c ∙ v_c, = 0, 7 ∙ 0, 05 ∙ 0, 6 ∙ 570 ∙ 0, 141 = 1, 69 кг/с

Площа дзеркала води у ванні машини:

F=A*В=1, 94-0, 8=1, 55 м².

Корисний об'єм ванни при призматичній формі:

Кількість повітря визначається розмірами дзеркала води у ванні:

Необхідний напір визначається глибиною занурення отворів баробо-тера, а тиск визначається за формулою:

Потужність двигуна для приводу нагнітача повітря визначається за формулою:

Витрата рідини для барботера визначається за формулою:

Потужність двигуна для приводу відцентрового насоса визначається за аналогічною формулою, як і для повітря:

Потужність двигуна для приводу основного транспортера:

Зусилля транспортера орієнтовно визначається за формулою

Література

1.Технологическое оборудование пищевых производств / Б. М. Аза­ров, X. Аурих, С. Дичев и др. Под ред. Б. М. Азарова.- М.: Агропромиз-дат, 1988. -463с.

2.Остриков А. М., Парфенопуло М. Г., Шевцов А. А. Практикум по курсу «Технологическое оборудование»/ Воронеж, гос. технол. акад. -Воронеж, 1999.-424с.

Розрахунок барабанної мийної машини

Миття в барабанних мийних машинах відбувається при обертанні барабана шляхом інтенсивного перемішування сировини і за рахунок ударів падаючої сировини об поверхню води. Ефективність процесу миття визначається відношенням сил, що діють на сировину, яка знаходиться в барабані.

При малих обертах барабана сировина розташовується в його нижній частині. При збільшенні обертів висота підйому сировини збільшується. Із збільшенням кута підйому ефективність процесу миття підвищується завдяки кращому перемішуванню і більшій висоті падіння сировини. Але при значному збільшенні обертів барабана може настати такий момент, коли відцентрована сила перебільшить силу тяжіння і сировина під час всього оберту буде придавлена до стінки барабана, тобто порушиться процес миття.

Барабан може бути циліндричним, конічним, горизонтальним або на­хиленим. Безперервно діючі машини виготовляються з нахиленим або горизонтальним барабаном. Сировина в них переміщається або за раху­нок нахилу барабана, або за допомогою шнеків і лопатей, приварених всередині барабана.

Барабанна мийна машина (рис. 2.3) призначена для миття плодів і овочів (коренеплодів, груш, яблук та ін.). Вона складається з каркаса (11) і закріпленої на ньому ванни (12), яка розділена перегородками на дві части­ни. В кожній частині ванни знаходяться барабани (2) і (3), однакові за діаметром і довжиною. За барабаном (3) розміщений барабан (4).

Всі три барабани закріплені на одному валі (7). Перші два призначені для відмочування і відокремлення забруднень. На поверхні цих бара­банів є щілини, через які проходять забруднення і осідають на дні ванни. Забруднення видаляються з машини через люк (10). Третій барабан слу­жить для чистового ополіскування водою, яка подається через душо­вий пристрій, а його поверхня перфорована. Машина приводиться в рух від мотора-редуктора (5) через ланцюгову передачу (6).

Рис. 2.3. Барабанна мийна машина: 1 - прийомний лоток; 2-4 - барабан; 5 - двигун-редуктор; 6 – ланцюгова передача; 7 - вал; 8 - запірний магнітний вентиль; 9 - вивантажувальний лоток; 10 - люк; 11 - каркас; 12 - ванна

Вода в душовий пристрій подається через запірний магнітний вен­тиль (8), зблокований з приводним електродвигуном. Сировина в маши­ну подається через лоток (1) і з нього надходить в барабан (2), а потім лопатями перекидається в барабан (3), а з нього спеціальним ковшем у барабан (4). Вимита сировина вивантажується з машини через лоток.