Курсовая работа (т): Сушильна установка для виробництва сухого знежиреного молока

Сушильна установка для виробництва сухого знежиреного молока

Вступ

Харчова промисловість входить до продуктивних комплексів АПК. Її сировинна база досить поширена в Україні. Ще більш широкі межі розміщення споживачів продукції цієї галузі. Саме через це розміщення харчової промисловості має таку особливість, що виділяє її серед інших галузей, - її підприємства розміщуються повсюдно: скрізь, де є населений пункт, існує те чи інше виробництво харчової продукції. Проте розміщення окремих галузей цього виробництва має свої особливості залежно від ступеня впливу на них сировинного чи споживчого фактора. У відповідності з цим виділяються три групи галузей харчової промисловості:

. Група галузей, що переробляє нетранспортабельну (або малотранспортабельну) сировину при високих нормах її витрат й обмежених строках зберігання і виробляє транспортабельну продукцію, здатну до зберігання. Ці галузі орієнтуються на джерела відповідної сировини. До складу цієї групи галузей входять цукрова, спиртова, крохмале-патокова, консервна, маслоробна, олійножирова.

. До другої групи належать галузі, що переробляють транспортабельну сировину і випускають малотранспортабельну продукцію, або продукцію з обмеженими строками її зберігання. Такі галузі розміщуються в районах споживання готової продукції. Це - хлібопекарська, кондитерська, пивоварна, макаронна, молочна, безалкогольних напоїв.

. Третю групу становлять галузі, що можуть бути розміщені як в районах зосередження сировини, так і в районах споживання готової продукції (м'ясна, борошномельна). До цієї групи входять і ті галузі, в яких стадії технологічного процесу можуть бути територіально відокремленими. Зокрема, в районах виробництва сировини здійснюються первинні стадії переробки сировини, а в районах споживання - стадії, що завершують процес переробки напівфабрикатів (тютюнова, виноробна).

Харчова промисловість має складну структуру. До її складу входить більше 20 галузей. Провідними галузями харчової промисловості України є цукрова, м'ясна, молочна, олійножирова, плодоовочеконсервна, кондитерська, спиртова, виноробна, соляна.

До складу молокопереробної промисловості входять маслоробна, сироварна, молочноконсервна галузі, а також виробництво продуктів з незбираного молока. Молокопереробна промисловість є складовою частиною молокопродуктового комплексу АПК. Розміщення галузі залежить від наявності сировини і масового споживача. В районах споживання розміщують підприємства, що випускають продукцію з незбираного молока. Па сировину орієнтуються маслоробні, сироварні та молочноконсервні заводи. В Україні працює близько 500 підприємств молокопереробної промисловості. Маслоробні підприємства діють майже в усіх обласних і районних центрах.

В останні роки в нашій країні і за кордоном з розвитком молочної промисловості спостерігається тенденція збільшення випуску сухого молока і різних сухих молочних продуктів. Особливо перспективне виробництво сухого знежиреного молока і швидко розчинного молока. Виробництво сухого молока є одним з раціональних шляхів створення резервів молока в країні, оскільки ці продукти відрізняються високою транспортувальною здатністю та тривалим терміном зберігання. Цими властивостями визначається велике народно - господарське значення сухих молочних продуктів. Безперервне збільшення випуску і розширення асортименту сухих молочних продуктів супроводжується постійним покращенням самої сушки.

На сьогодні є тенденція до створення високопродуктивних сушильних установок, одночасно з компактністю цих установок, за рахунок проведення деяких процесів в одному апараті.

На підприємствах молочної промисловості, де здійснюється сушка молочних продуктів розпиленням, разом з відпрацьованим повітрям виноситься в атмосферу готовий висушений продукт у вигляді порошка.

На Роменському молочному комбінаті ці втрати складають 0,5 - 0,8 % від всього випускає мого сухого продукту. При цьому:

1.       завод несе фінансові витрати;

2.      втрачається значна кількість молока, як цінного сільськогосподарського продукту;

.        повітря на виході має температуру 85 - 96 ^оС, але використання його для обігрівання неможливе, тому що через вміст пилу буде забруднюватися обладнання;

.        пил, що попадає в атмосферу, осідає на місцевості, тим самим забруднює оточуюче середовище.

Тому доцільно створити установку для очищення повітря від молочного пилу (що не вловлюється циклоном).

Таку установку ми розробляємо в даному дипломному проекті. Цією установкою може служити - газопромивач скрубер Вентурі, що працює на принципі вологої очистки газу.

В порівнянні з іншими скруберами вологої очистки - скрубер Вентурі має ряд переваг:

·        недорогий;

·        не має обертаючих деталей;

·        не складний в обслуговуванні;

·        відносно малогабаритний.

1.     
Технологічна частина

Сировина і її коротка характеристика.

Сировиною для виробництва сухого знежиреного молока є незбиране молоко. Середній хімічний склад коров’ячого молока, що надходить до молококомбінату, наступний:

вода 88,13 %, сухий молочний залишок 11,87 %, в тому числі жири 3,54 %, молочний цукор (лактоза) 4,46 %, мінеральні речовини 0,7 %, гази 5…8 %.

Сире молоко, при здачі на підприємство має температуру не вище 10 ^оС. Воно повинно бути натуральним, білого або жовтуватого кольору, без осаду, не повинно містити інгибуючих та нейтралізуючих речовин (антибіотиків, аміака, соди). Також воно повинно бути без сторонніх присмаків та запахів.

Молоко, яке призначене для СЗМ, повинно відповідати вимогам вищого або першого сортів, кислотність повинна бути в межах 16.-.18 ^оТ, ступінь чистоти по еталону, не нижче І-ї групи.

1.1    Технологічна схема проекту

Прямотокові розпилювальні установки отримали в останній час велике поширення в молочній промисловості нашої країни та за кордоном.

Сушильна установка (рис 1) складається з вертикальної сушильної башти, яка оснащена конічним днищем, циклонів та допоміжних пристроїв. Внутрішній діаметр циліндричної частини сушильної башти 5,5 м, висота 3 м, при загальній її висоті 7,55 м. Внутрішня поверхня сушильної башти зроблена з нержавіючої сталі.

Теплоізоляція виконана з мінеральної вати, зверху вона покрита листовим алюмінієм.

В центрі верхньої частини сушильної башти змонтовані повітрерозподілювачі 3 і дисковий розпилювач 2. Частота обертання розпилювача200…300с¹.

Рис 1 Загальний вигляд сушильної установки

Повітря, що подається на сушку, нагрівається в калорифері 12 при тиску пари 11^.10⁵ Па. Витрата пари на сушку складає 1460 кг/год. Повітря подається нагнітаючим вентилятором 11 високого тиску, продуктивністю 14200 м³/год.

Після проходження калорифера повітря нагрівається до температури 180 - 200^оС і подається в корінь факела розпилу. При цьому в повітрерозподілювачі потік повітря закручується в напрямку, протилежному напрямку руху частинок розпилювального продукту.

Після втрати частинок продукту високої початкової швидкості, вони разом з потоком повітря рухаються по низькохідній спіралеподібній траєкторії із температурою 85 - 96 ^оС.

Відпрацьоване повітря з найбільш малими фракціями молочного порошку через спеціальний патрубок виводиться з сушильної камери в батарею циклонів 7 для очищення. Із циклонів повітря вентиляторами 4 подаються у два скрубера вологої очистки повітря 15 для вологої очистки. Змочувальною рідиною для скруберів є знежирене молоко, яке з бака 18 насосом 14 через трьохходовий кран 13 подається в зрошувальний пристрій скрубера.

Висушений молочний порошок по конічному днищу сушильної башти висипається у віброкоток 9, з якого подається в пневмотранспортну лінію 8.

Пневмотранспортування сухого молочного порошка здійснюється повітрям, яке збирається в цеху допоміжним вентилятором 5.

Перед пневмотранспортною лінією повітря очищується у фільтрах 10 зі змінним елементом з крепселона.

В процесі транспортування молочний порошок охолоджується до температури, яка на 10 - 15^оС більша за температуру засмоктувального повітря. В пневмотранспортну лінію потрапляє також молочний порошок з батареї циклонів. Молочний порошок надходить по пневмотранспортній лінії в розвантажуючий циклон із якого подається в бункер-накопичувач 6. У зв’язку з недостатньою очисткою повітря з розвантажую чого циклона повертається в повітрехід, по якому відпрацьоване повітря з сушильної башти подається в батарею циклонів.

За допомогою шлюзового затвору, що встановлений під бункером накопичувачем, готовий продукт вивантажується з установки, після цього відбувається фасування в крафт-мішки.

1.2    Обґрунтування в потребі сировини

Основною сировинною базою для Роменського молочного комбінату є такі регіони: Роменський, Недригайлівський, Гадяцький (Полтавської області), Талалаївський (Чернігівської області), Конотопський, Лохвицький, Лебединський.

Дані прийомки молока по районах, одиниці виміру, тони:

Роменський           за 2004 - 32593            за 2005 - 36594

Талалаївський        за 2004 - 3868              за 2005 - 6470

Лохвицький            за 2004 - 1386              за 2005 - 1180

Інші райони            за 2004 - 5484               за 2005 - 180

Всієї сировини      за 2004 - 53286            за 2005 - 57848

Таблиця 3 Потреба у сировині на рік для сухого знежиреного молока

1.3    Обґрунтування проектної потужності

В сушильній установці, що працює на Роменському молочному комбінаті існують деякі недоліки, що стимулюють виробництво:

·   Незадовільний контроль вологості готового продукту;

·        Значні викиди в атмосферу разом з відпрацьованим повітрям готового (висушеного) продукту у вигляді порошку. На комбінаті проводилися дослідження втрат сухого молока і було встановлено, що вини складають біля 1% від всієї кількості продукції СЗМ, при цьому комбінат несе значні фінансові втрати

Пропонується:

встановити для очищення відпрацьованого повітря, що виходить із сушильної установки додатковий пиловловлювач, а саме турбулентний газопромивач - скрубер Вентурі принцип дії якого основаной на вологій очистки газу.

В порівнянні з іншими скруберами вологої очистки повітря скрубер Вентурі має декілька переваг:

v  Недорогий (може бути виготовлений на підприємстві);

v  Не має обертаючих, швидкозношувальних частин;

v  Простий в обслуговуванні;

v  Надійний у роботі.

Недоліки:

v  Відносно високий гідравлічний опір.

Використання скрубера дає економію продукції. Досягається практично повне очищення відпрацьованого повітря до 99,9%. При виготовленні 1 тони СЗМ економиться приблизно 6кг продукту, за рік економія становить 12000кг.

Потужність на діючому устаткуванні при виготовленні за зміну 4т сухого продукту і змінності роботи 500 в рік.

Проектна потужність збільшиться за рахунок зменшення втрат (6кг за 1 тону).

Забезпечення матеріалами, електроенергією, поливом та водою.

Водопостачання заводу здійснюється за допомогою водозаборів для Роменського водонасосного горизонта.

Потреба заводу у воді становить 2957 м³/добу. Максимальна годинна втрата 144.

Стічні води після попереднього очищення поступають до міської очисної споруди.

Джерелом постачання пару є котельня з трьома котлами ДКВР-10-13. Паливо - газ та резервне - мазут.

Електропостачання відбувається з Роменської підстанції 110/35/10кВ з напругою 35кВт. Для розподілення електроенергії між споживачами передбачена понижуюча трансформаторна станція 35/10кВт (2 трансформатора по 4000кВт, типу ТМ-4000/35).

Схема холодопостачання комбінату є компресорна, що розміщена в головному виробничому корпусі, в якій розміщено 9 компресорів з сумарною холодопродуктивністю 2160,0 тис ккал/год.

Допоміжні матеріали поступають згідно договорів. В таблиці 4 наведені основні витрати енергоресурсів на 1 тону СЗМ.

Витрати миючого розчину, холодної води в цеху сушки:

§  Витрати миючого розчину, м³/год                                      1

Витрати холодної води, м³/год

§  Миття обладнання                                                               7,5

§  Охолодження насосів  39

Витрати гарячої води, м³/год

§  На обладнання, трубопроводи                                           5

§  На нагрівання молока в пастеризаційній установці 7,8

Таблиця 4 Потреба в енергетичних ресурсах

2.      Будова і робота проектованої машини

Вихідні дані:

Продуктивність сушки по випареній волозі                         1000кг/год

Температура гарячого повітря, що поступає в сушильну камеру      190^оС

Температура повітря, що виходить з сушильної камери      90^оС

Початкова вологість знежиреного молока                             55%

Кінцева вологість сухого знежиреного молока                      5%

Кількість теплоти, затраченої на сушіння знаходимо по кількості теплоти Q, необхідної для нагрівання повітря в калорифері:

,

де І_о, І₁ - ентальпія повітря до калорифера і на виході з нього, Дж/кг;_В - кількість повітря для сушки, кг