Оборудование и автоматизация перерабатывающих производств. Сепаратор-сливкоотделитель ОСН-С

Содержание 

Введение                                                                                                                               4

1. Обзор литературных источников и анализ устройств и работы сепараторов-сливкоотделителей                                                                                                         6
2. Сепаратор-сливкоотделитель осн-с                                                                  18

2.1. Описание конструкции и принципа работы, техническая характеристика сепаратора-сливкоотделителя                                                                              18

2.2. Функциональное назначение сепаратора-сливкоотделителя в технологи-ческой схеме производства                                                                                   23

3. Расчетная часть                                                                                                      26
4. Сведения об эксплуатации и ремонте сепаратора-сливкоотделителя              31
5. Вопросы охраны труда и техники безопасности                                                35

Заключение                                                                                                                         36

Список  используемой литературы                                                                                   37 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Введение

      На  протяжении большей части истории  человечества единственным источником молока служили молочные железы женщины. Затем, когда человек одомашнил  других животных, для удовлетворения своих потребностей в существенных питательных веществах он стал использовать молоко других млекопитающих. Практически  все молоко, потребляемое в России в натуральном виде - это коровье  молоко. Питательная ценность молока иллюстрируется тем фактом, что ежедневное потребление примерно одного литра  молока удовлетворяет всю суточную потребность взрослого человека в жире, кальции, фосфоре и других питательных веществах.

      Качество  молока в значительной степени зависит  от условий его получения первичной  обработки и переработки. Переработка молочного сырья осуществляется с помощью соответствующих технологических процессов с применением соответ-ствующего технологического оборудования. Специалисты должны хорошо знать эти процессы и четко представлять принцип действия технологического оборудования.

      Цель  данного курсового проекта - изучить конструкции и рабочий процесс машин и аппаратов по первичной обработке и переработке молока, в частности сепаратор-сливкоотделитель, научиться эксплуатировать и обслуживать это технологическое оборудование.

      В соответствии с заданной целью в  работе рассмотрены следующие задачи:

1. Изучение литературных источников и анализ устройств и работы сепараторов-сливкоотделителей
2. Рассмотрение конструкции и принципа работы, изучение технической характеристики аппарата
3. Анализ функционального назначения сепаратора-сливкоотделителя в технологической схеме производства
4. Приобретение практических навыков расчета производительности и получаемого количества сливок и обезжиренного молока и мощности электродвигателя на привод барабана-сливкоотделителя
5. Изучение правил эксплуатации и ремонта аппарата
6. Рассмотрение вопросов охраны труда и техники безопасности

      Пищевая и перерабатывающая промышленность России — это часть агропромышленного  комплекса страны (АПК). До 1991 года в  АПК производилось 97 % всего потребляемого  в стране продовольствия, а население  тратило почти 3/4 своих доходов  на приобретение продуктов питания. Затем производство отечественных  продуктов питания начало резко  снижаться, ухудшилось использование  производственных мощностей, отечественная  продовольственная продукция уступила на рынке место импортной. В целом, доля импортного продовольствия в некоторые  годы достигала 60 %, что создавало  угрозу продовольственной безопасности страны.

      В настоящее время пищевая и  перерабатывающая промышленность страны (пищевкусовая, мясная, молочная, рыбная, мукомольно-крупяная и комбикормовая) по-прежнему представляет собой одну из стратегических отраслей экономики, которая призвана обеспечить население  России необходимыми по количеству и  качеству продуктами питания. Она насчитывает 30 отраслей с более чем 60 подотраслями и видами производства и объединяет более 25 тысяч предприятий различных форм собственности и мощности общей численностью работающих около 1,5 млн. человек. Доля пищевой и перерабатывающей промышленности в общем промышленном производстве России составляет около 11-12 процентов. В отраслевой структуре промышленного производства она занимает 4-е место после топливной промышленности (20 процентов), металлургии, машиностроения и металлообработки (по 19 процентов). 
 
 
 
 
 
 
 
 

1. Обзор литературных источников и анализ устройств  и работы сепараторов-сливкоотделителей

      Промышленность в последнее время была одной из наиболее быстроразвивающихся и динамичных в Российской Федерации. В настоящее время пищевая промышленность России объединяет около 30 отраслей с более чем 60 подотраслями и видами производства и свыше 25 тысяч предприятий с общей численностью занятых 1,5 миллиона человек.

      Особенностью  таких подотраслей пищевой промышленности, как хлебопекарная, мукомольно-крупяная, кондитерская и макаронная, является концентрация производственных мощностей  на крупных предприятиях и наличие  большого количества малых предприятий  различных форм собственности.

      Объемы  производства пищевых продуктов  в России неизменно растут. При  этом темпы роста к 2008 году значительно  замедлились. В 2008 году по отношению  к 2007 году, объемы выпуска пищевых  продуктов выросли на 1,1% (в 2007г. к 2006г. на 6,1%). Естественно, значительным фактором, повлиявшим на снижение темпов роста пищевой промышленности, является мировой кризис, оказавший воздействие  на все отрасли экономики.

      Одной из черт российской пищевой промышленности является формирование вертикально  интегрированных корпораций. Кондитерская, масложировая, молочная, мясоперерабатывающая отрасли пищевой промышленности представлены различными крупными холдингами.

      По  долгосрочной программе социального  развития 2020-2030 гг., в пищевую отрасль  планируется инвестировать в  соответствии с инерционным вариантом  более чем 900 млрд. руб., из них 55% будет  направлено на технологическую модернизацию отрасли. Инновационный вариант предполагает инвестиции в размере 1150 млрд. руб.

      Пищевая отрасль Воронежской области занимает доминирующие позиции в структуре обрабатывающих производств. В 2007 году на нее приходилось 34% всей отгруженной продукции. По итогам деятельности в 2005-2007 годах прирост производства в отрасли составил 5,5%. Правда, в 2007 году объем выпуска продуктов питания сократился по сравнению с предыдущим годом на 1,2%. Тем не менее, предприятиям области удалось удержать положительные тенденции в таких важных позициях, как производство мяса, сахара-песка, растительного масла.

      В среднесрочной перспективе развитие пищевой промышленности Воронежской  области связано с углублением  переработки продукции местного аграрного сектора. За счет этого  возможно снизить зависимость от импорта отдельных видов сельскохозяйственного  сырья. Пока же только 79,6% сахарного  песка в Воронежской области  было произведено из свеклы. Завод "Лискисахар" активно импортирует бразильский  тростниковый сахар-сырец для дальнейшей переработки. Острогожский завод по производству солода помимо отечественного сырья использует в производстве уругвайский яровой пивоваренный ячмень. В настоящее время инвестиционная активность компаний региона связана  с укреплением собственной сырьевой базы. Большая часть планируемых  проектов направлена на создание вертикально  интегрированных агропромышленных компаний полного цикла. До 2015 года в области будет осуществлена реконструкция и расширение части  уже действующих производств, а  также созданы новые. Общие затраты  оцениваются в 71,7 млрд. рублей. Реализация крупных проектов способна существенно  изменить расстановку сил в таких  сегментах, как производство молочной продукции, мясопереработка и выпуск растительных масел.

      Особенность молочного производства, впрочем, как  и других подотраслей пищевой  промышленности, заключается в привязанности  производителей к местам производства сырья и недолгих сроках хранения готовой продукции. Поэтому производство в основном носит местный и  региональный характер. Возможность  выхода со своей продукцией на рынки  соседних регионов имеют только производители, наладившие выпуск пастеризованной  продукции с длительным сроком хранения.

      Производство  молочных продуктов в РФ находится  в стадии стагнации, что, в первую очередь, обусловлено недостатком  сырья. Одновременно, наметилась тенденция  к созданию крупных агропромышленных объединений и холдингов, которые  способны создавать собственную  базу по производству молока, снижать  издержки производства и предлагать продукцию по более конкурентоспособным ценам.

      Применение  сепараторов оказало существенное влияние на развитие молочного дела. Именно они позволили резко повысить производительность труда при переработке молока. Первый сепаратор был изобретен инженером Г. Лавалем (Швеция) в 1879 г. До 1882 г. в России сепараторов почти не было, а с 1886 г. они начали так быстро распространяться, что вытеснили окончательно старый способ получения сливок — отстаиванием. Оба способа основаны на разнице между плотностью жира, которая в среднем равна 0,93, и плазмы молока, плотность которой не ниже 1,032. В. И. Ленин по этому поводу писал: «Главное преобразование состояло в том, что «исконное» отстаивание сливок заменено отделением сливок посредством центробежных машин (сепараторов)»

      Современные технология и техника, применяемые  на всех предприятиях молочной промышленности, базируются на результатах многолетних трудов С.В.Паращука, М.М.Казанского, П.Ф.Дьяченко, Д.А.Граникова, Г.В.Твердохлеб, М.И.Селиванова, И.И.Болдырева, А.П.Белоусова, Г.А.Кука, Н.Н.Липатова, В.Д.Суркова, Н.В.Барановского, Н.Я.Лукьянова и других.

      Более подробно о сепараторах изложено в книге Золотина Ю.П. «Оборудование предприятий молочной промышленности», описываются устройст-во, работа и основные расчеты оборудования для механической и тепловой обработки молока и молочных продуктов, оборудование, применяемое для выработки отдельных видов молочных продуктов, а также машины, предназна-ченные для подготовки продуктов к реализации. Кратко излагаются основные правила   безопасной   эксплуатации технологического оборудования.

      В книге Ведишева С.М. «Технологии и механизация первичной обработки и переработки молока» приведены расчеты: фильтров, оросительных и пластинчатых охладителей молока, сепараторов-сливкоотделителей, технологические расчеты оборудования для производства сыров, а также линий первичной обработки и переработки молока.

      Основы  теории и расчет сепараторов разработали  советские ученые Г.А.Кук, Г.И. Бремер, Н.Я. Лукьянов и др.

      Физическая  сущность процесса сепарирования молока, так же как и любого центрифугального разделения жидкостных систем, основана на осаждении дисперсной фазы под действием центробежной силы. Дисперсную фазу молока составляет плазма, а дисперсной является молочный жир в виде мельчайших шариков (диаметр 0,01…0,1 мм). Поэтому к движению дисперсных частиц в молоке применим с допущениями закон Стокса. Как известно, закон Стокса определяет силу сопротивления, которую испытывает твердый шарик при медленном движении в неограниченной вязкой жидкости. Он выражается формулой:

      W = 6πμrv,                                                                   (1)

где: μ  – коэффициент вязкости жидкости, н·с/м2;

      r – радиус шарика, м;

      v – скорость движения шарика м/с. 

      Молоко, как известно, представляет смесь  жира плотностью 877...961 кг/м3 и плазмы (белки, вода, минеральные вещества) плотностью 1006...1036 кг/м3. Такую дисперсную смесь, включающую также посторонние твердые включения различной плотности, можно разделить двумя способами:

1. отстоем в поле земного тяготения: более тяжелые составляющие с течением времени осядут, более легкие всплывут;
2. сепарированием на механических центрифугах в поле центробежных сил: более тяжелые составляющие смеси перемещаются к периферии вращающегося ротора, более легкие — вытесняются ими к центру.

      Для отделения механических включений применяются различные фильтры, через которые под давлением пропускается молоко.

      Способ  естественного отстоя малопроизводителен. При этом нет четкой границы разделения компонентов смеси. Разделение в поле центробежных сил интенсифицирует процесс. При этом появляется возможность регулирования качества разделения путем изменения силового поля. В связи с этим механическое разделение молока получило преимущественное применение при его обработке.

      По  технологическому назначению различают  сепараторы-сливкоотделители, сепараторы-молокоочистители, сепараторы-нормализаторы, сепараторы для высокожирных сливок, сепараторы для обезвоживания творожного сгустка и др.