Технология производства мармелада

 

Принцип работы и расчет

 

Корпус машины цилиндрической формы, оснащен темперирующей рубашкой. (рис. 5) Представляет собой комбинированную лопастную мешалку с планетарным движением вертикальной лопастной и рамной мешалки.

 

Рис. 5. Смесительная машина: 1 – вал мешалки; 2 – водяная рубашка; 3 – рабочая камера; 4 – лопасть мешалки; 5 – термометр; 6 – подвижная шестерня; 7 - неподвижная шестерня; 8 – водило; 9 – труба; 10 – рамка мешалки; 11 – приводный вал; 12 – приводный электродвигатель; 13 – червячный редуктор; 14 – станина; 15 – крышка; 16 – выгрузочный патрубок.

 

Смеситель состоит из цилиндрической рабочей камеры с плоским днищем, наружные поверхности камеры защищены водяной рубашкой. Емкость установлена на станине, в которой находится приводной электродвигатель и червячный редуктор, на его фланце закреплена труба, а в ней размещен приводной вал мешалки. На нем закреплена неподвижная шестерня и водило, соединенное с рамкой мешалки. На противоположном конце водила закреплена опора вала пропеллерной мешалки и приводная шестерня. Сверху емкость закрыта крышкой, через откидную ее половину загружают компоненты смеси. К рубашке подключены вода и пар. Температура воды в рубашке регулируется термометром. Разгрузка смеси осуществляется через патрубок с заслонкой. Комбинированный тип мешалки выбран, учитывая, что мармеладная масса имеет среднюю вязкость.

Рассчитаем мощность перемешивающего устройства.

Т. к. мешалка комбинированная, то рассчитываем потребную мощность для каждой составной части.

 

Рис. 6. расчетная схема мешалки с вертикальными лопастями.

 

1. Мощность лопастной мешалки

Выделим на горизонтальной лопасти (рис. 6) бесконечно малую элементарную площадку df на расстоянии х от оси вращения. Величина этой площадки

 

 

где h – высота лопасти, м.

При вращении лопасти элементарная площадка df приводит в движении в 1 с элементарный объем жидкости, м3/с,

 

,

 

где - окружная скорость элементарной площадки, м/с; - коэффициент, учитывающий увеличение площади сечения струи жидкости по отношению к величине элементарного объема жидкости dv в движение, может быть подсчитана как кинетическая энергия

 

 

где - удельная сила тяжести (плотность) жидкости, кг/м3

g – ускорение с свободного падения, м/с3

Подставляя сюда вместо dv его значение, получим

 

 

Окружная скорость элементарной площадки

 

,

 

где n – частота вращения вала, мешалки, об/с.

Подставляя значения ω и df, имеем

 

 

для мешалок с вертикальными лопастями x изменяется в пределах от rB до rН. Интегрируя в этих пределах уравнение и подставляя необходимые значения, получим потребную пусковую мощность, Вт, для мешалок с z парами вертикальных лопастей.

 

 (1)

 

Чистота вращения лопастной мешалки n = 6с-1 [10]. Диаметры и высоту мешалки выбираем конструктивно. Т. к. мешалка имеет две вертикальные пары z = 2.

 

dH = 0,22 мм, dв = 0,134 м, ψ = 1,1 [10].

 

Плотность желейной массы ρ = 1100 кг/м3 [1], h = 0,1 м.

 

2. Мощность рамной мешалки Nрам

Рамную мешалку рассмотрим как разновидность лопастной, состоящей из трех горизонтальных лопастей:

Мощность для горизонтальных лопастей вычисляем по формуле (1), учитывая что для одной лопасти dн = 0,489 м, h = 0,04 м (размеры выбираем конструктивно), частота рамной мешалки nр = 1 с-1.

 

Конструктивные размеры второй лопасти dH = 0,089 м, dв = 0,045 м, h = 0,04 м

Конструктивные размеры третьей лопасти dH = 0,425 м, dв = 0,045 м, h = 0,044 м.

Таким образом, мощность рамной мешалки Nр, Вт

 

 

3. Мощность, расходуемая на трения в сальнике для уплотнений

 

,

 

где f – коэффициент трения, f = 0,2 [10]; d - диаметр вала, см d = 2,8 см (конструктивно), l – длина набивки, см l = 2,5 (конструктивно), p = 0,1 Мпа (т. к. давление насоса рн = 0,1 Мпа), n – частота вращения вала, с-1

 

 

4. Потребная мощность двигателя Nдв, Вт

 

,

 

где - КПД привода, = 0,8 [10].

 

 

Выбираем асинхронный электродвигатель общего назначения по ГОСТ 28330-89 типа 90LB6/700, для которого здв = 1,1 кВт, n = 700 мин-1.

Производительность мешалок периодического действия (в кг/с) определяется по формуле

 

, (2)

 

где масса загруженного продукта, кг;

время загрузки, с;

время обработки, с;

время разгрузки, с.

Частота вращения мешалок (в ) определяется по формуле

 

 (3)

 

где с — коэффициент;

разность плотностей смешиваемых частиц и среды, кг/м3

 

,

 

плотность твердых частиц ;

плотность жидкости ;

диаметр твердых частиц, м;

внутренний диаметр мешалки, м;

плотность смеси, кг/м3;

диаметр лопасти мешалки, м.

Значение коэффициента и показателей степеней и в уравнении приведены в табл. 2.

 

Таблица 2

Тип мешалки
Лопастная	46,4	0	1
Пропеллерная	20,6	1	2
Турбинная закрытая	14,7	1	2

 

 

Заключение

В данной работе приведены расчеты выбранного варочного котла, в результате которых можно судить о достоинствах и недостатках данного аппарата. Так же работа содержит подробное описание принципа работы и спецификацию двигателя котла. Общие описания, указанные в работе, позволяют судить о правильности выбора именно этого аппарата.

 

 

Список литературы

 

1. Скобельская З. Г., Горячева Г. Н. Технология производства сахарных кондитерских изделий: Учеб. для нач. проф. образования.- М.: ИРПО; ПрофОбрИздат, 2002. – 416с.
2. Герасимова И. В., Новикова Н. М., Карушева Н. В. Основы кондитерского производства: Учеб. для нач. проф. образования. - М.: «Колос», 1996. – 224с.
3. Драгилев А. И., Сезанаев Я. М. Оборудование для производства сахарных кондитерских изделий: Учеб. для нач. проф. образования.- М.: ИРПО; Изд. Центр «Академия», 2000. - 272с.

1