Расчет и подбор оборудования

Все технологическое оборудование должно быть расположено соответствии с требованиями технологического потока и обеспечить кратчайше продуктовые коммуникации. При подборе и расчете технологического оборудования определяющим является длительность технологических режимов.

При подборе оборудования руководствуются последними достижениями науки и техники, используя в проектах прогрессивное, высокопроизводительное оборудование. Оборудование должно пройти промышленное испытание.

Расчет оборудования выполняется на основании данных продуктов расчета.

Таблица 11 Техническая характеристика воздушно - ситового сепаратора

Таблица 12 Техническая характеристика электромагнитного сепаратора

Таблица 13 Техническая характеристика триера – сортировочной машины

1.4.1 Бункер для зерна

Предназначен для приема подработанного зерна принимается на суточный запас.

Уполн. = , (6)

где Vполез. – объем очищенного зерна, м³;

F – коэффициент заполнения (0,9).

Для ячменя: Уполн. = = 0,22 м³;

Для проса: Уполн. = = 0,09 м³.

Геометрические размеры бункера определяются из формулы геометрического объема:

Уполн. = π× ×(Н+ l/3h), (7)

где H – высота цилиндрической части, м;

h - высота конического днища, м.

Принимается Н = Д, h = 0,5Д

Объем полный 0,9Д, м³.

Д = √ , (8)

Для ячменя: Д = √0.22 / 0,9 = 0,5 м;

H = Д= 0,5 м;

h—0,5× 0,5 = 0,25 м.

Для проса: Д -√ 0,09 / 0,9= 0,32 м;

Н - Д= 0,32 м;

h = 0,5× 0,32= 0,16 м.

Таблица 14 Техническая характеристика

1.4.2 Нория

Предназначепа для подачи зерна из бункера на весы. Часовая потребность в зерне составляет 120,4 кг ячменя и 50,4 кг просо.

Производительность нории определяется по формуле:

Q = 3,6× Vк/а×υ×у×φ, (9)

где Vк /а - потребительная емкость рабочего штучного органа, л/м;

υ – скорость движения ленты, м/с (2,0);

у – насыпная плотность материала, кг/м (700);

φ – коэффициент заполнения ковша (0,8).

Действительная производительность нории составит:

Qд= 3,6 × 2,0×3,31 × 700×0,8 = 13345,92 кг/час = 13,34592 т/ч.

Мощность на валу электродвигателя определяется по формуле:

N = Qд×Н/367×у, (10)

где Н - высота подъема груза, м;

у – КПД нории (0,5).

N = 13,34592 × 20 / (367×0,5) = 1,4546 квт

Для завода, производственной мощностью 2000 дал спирта в сутки принимается типовая нория.

Таблица 15 Техническая характеристика нории

1.4.3 Весы

Для взвешивания зерна устанавливается автоматические порционные весы Д-20 с откидным дном ковша.

Таблица 16 Техническая характеристика порционных автоматических весов

1.4.4 Бункер подвесовой

Таблица 17 Техническая характеристика бункера подвесового

1.4.5 Конвейер винтовой

Предназначен для подачи зерна в замочные чаны.

Таблица 18 Техническая характеристика конвейера винтового

1.4.6 Замочный чан

Объем чана определяется из расчета суточной потребности завода в солоде. При определении объема необходимо учитывать, что объем зерна во время замачивания увеличивается на 40 - 50 % по сравнению с первоначальным. Чан загружается не полностью, коэффициент неполноты принимается 1,1 – 1,15.

Полный объем чана определяется по формуле:

V = Q×К1×К2/у, (11)

где Q – количество замачиваемого зерна, кг:

К1 – коэффициент, учитывающий увеличение зерна в объеме (1,4 - 1,5);

К2 – коэффициент неполноты (1,1-1,15):

у – насыпная плотность, кг/м (ячменя – 700, просо – 750).

Для ячменя: V = 3710× 1,45× 1,13/700 = 8,7 м.

Для проса: V = 1492 ×1,45 × 1,13 /750 = 3,26 м.

Геометрические размеры чана определяются из уравнения геометрического объема:

V=π×Д/4×(Н+ 1/Зп). (12)

где Д - диаметр чана, м;

H – высота цилиндрической части, м (0,5Д);

h – высота конического днища, м (0,5Д)

При Н = h = 0,5Д, V = 0,523ДЗ

Д = √ V / 0,523 м,

Для ячменя: Д = √10 / 0,523 = √19,12 =2.67 м

H = h = 0,5×2,67 = 1,34 м.

Для просо: Д = √5 / 0,523 = √9.56 = 2,12 м

H = h = 0.5×2,12 = 1,06 м.

Количество чанов:

N = T/24+1, (13)

N = 20 / 24 + 1 = 2 шт (для ячменя).

Для просо 1 чан.

Таблица 19 Техническая характеристика замочного чана

1.4.7 Расход воды и сжатого воздуха на замачивание

Во время замачивания воду меняют три раза.

Расход воды на мойку (1,2 – 2,0 м/т)

1.5×2,9 = 4,35 м;

1,5×1,21= 1,815 м;

1.0×3×2,9 = 8,7 м;

1,0×3×1,21 = 3,63 м.

Общий расход воды: 18.5 м.

Каждый час в течение 5 минут производится продувка воздухом. Зерно три раза перекачивается. При подборе компрессора необходимо учесть, что при одновременной работе нескольких чанов возможно совпадение сухой продувки и перекачивание зерна, то есть максимальный расход воздуха по опытным нормам составит:

VB=(0,45+0, 15)×(2,9+1,21) = 2,47 м.

Сухая продувка 0,3 — 0,4 м/мин

Перекачивание 0,15-2 м/мин

Давление воздуха 0,3 МПа

1.4.8 Солодовня передвижная грядка

Площадь грядки определяется по формуле:

F = 1,25×(1,4×G×n/y×h), (14)

где G - количество воздушно - сухого зерна из расчета суточной потребности завода в солоде, т;

у - насыпная плотность зерна, т/м³:

h - высота слоя в грядке, м;

n – число суток солодоращення;

1,25 – коэффициент, учитывающий запас площиди ни уста попку ворошителя;

1,4 – коэффициент, учитывающий увеличение зерна в объеме.

Для проса: F = 1,25 × (1,4 × 1,5× 5 / 0,7 × 0,27) = 69 м².

F = b × L, (15)

где b – ширина грядки, м;

L – длина грядки, м.

Принимается b × L = 1:10, L = 106 м.

Ширина грядки может быть: 2,5 – 4,5 м.

Две грядки площадью 103,5 м.

Для ячменя: b = 3,5 м, L = 103,5 / 3,5 = 30 м.

Для проса: b = 3,0 м, L = 80 / 3,0 = 27 м.

Таблица 20 Техническая характеристика солодовни

1.4.9 Ворошитель ковшовый

Таблица 21 Техническая характеристика ворошителя ковшового

1.4.10 Тепловой баланс солодовни

Таблица 22 Параметры воздуха

i =1,005×t+1,88×t×x+2500×x (16)

где t – температура воздуха, °C

х - влагосодержание, кг/кг.

При определении влагосодержания воздуха заданных параметров, влагосодержание воздуха, насыщенного водяным паром, надо принять по таблице 11 и умножить на относительную влажность воздуха в долях единицы:

х1= 0,01319× 0,6 = 0,008;

х2 = 0,0089 × 0,98 = 0,0088;

хЗ= 0,01159×0,85=0,001.

1.4.11 Приход тепла

Тепло, вносимое с замоченным зерном:

Q l = Gз×Cз×t, (17)

где Gз - количество замоченного зерна, кг;

Сз – теплоемкость зерна, кДж/кг;

t - температура замоченного зерна, °C (ячмень = 15°C, просо = 25 - 30°C).

Сз = Со × (100-W/100) + Св × (W/100), (18)

где Со - удельная теплоемкость сухих веществ зерна, кДж/кг (ячменя, просо 1,42);

Св — теплоемкость воды, кДж/кг (4,19);

W – влажность замоченного зерна, % (ячмень 40%, просо 38%).

Сяч= 1,42 × (100 - 40 /100) + 4,19 × (40 /100) × 2,53 кДж/кг;

Спр-1,42 × (100 -38/ 100) н 4,19× (38/ 100) = 2,47 кДж/кг;

Qяч=3310 × 2,53 × 15 = 125614,5 кДж;

Qпр = 1420 × 2,47 × 30 = 105222 кДж.

Тепло, выделяемое при проращивании:

Q 2 =17982×б, (19)

где 17982 - количество тепла, выделяемого при проращивании на каждый кг потерь сухих веществ, кДж;

б - потери сухих веществ при проращивании, кг.

Q 2 яч= 17982 × 226,3 = 4067528,4 кДж;

Q 2 пр = 17982 × 88 = 1582416 кДж.

Тепло, вносимое с аппаратом солодовни:

Q3 = Ga×Ca×t, (20)

где Ga – масса нагреваемых при солодоращении частей аппарата, кг;

Ca – удельная теплоемкость материала солодовни, кДж/кг;

t – температура аппарата, равная температуре замачиваемого зерна, °C.

QH = i1×L, (21)

где L - количество кондиционированного воздуха, кг;

t - теплосодержание кондиционированного воздуха. кДж/кг.

QH яч = 33,26×Lяч, кДж;

QH пр = 33,26×Lпр, кДж.

1.4.12 Расход тепла

Температура и влажность зеленого солода при выгрузке принимается соответственно:

ячменного 14°C, 44%,

просяного 26°C, 41%

Ссол. яч = 1,42 × (100 - 44/100) × 4,19 × (44/100) 2,04 кДж/кг;

Ссол. пр= 1,42 × (100-41/100) ×4,19 × (41/100) 2,56 кДж/кг.

Q5яч=2890×2,64 ×14= 106814,4 кДж;

Q5пр = 1209,8 × 2,56×26 = 80524,288 кДж.

Тепло, отводимое с отработавшим вогду \ом:

Q6 = i2×L, (22)

где i2 - теплосодержание отработанного воздуха, кДж/кг.

Q6 яч = 41,38×Lяч, кДж;

Q6 пр = 41,38 × Lпр, кДж.

Температура аппарата принимается равной температуре солода при выгрузке его. Так как теплосодержание аппарата при загрузке мало отличается от теплосодержания его при выгрузке Q7, то при расчете этими величинами можно пренебречь.

Потери тепла в окружающую среду:

Q8= a×F×t×T/n, (23)

где а – коэффициент теплоотдачи с открытой поверхности грядки, кДж/м (33,52);

F - поверхность солода в грядке, м;

t - разность температур солода и воздуха в помещении солодовни, °C

(40 °C);

т - продолжительность солодоращения, ч;

n - число суток солодоращения (ячмень – 9, просо – 5).

Q8 ячмень = 33,52 × (207 × 4 × 216/9) = 666109 кДж;

Q8 просо = 33,52 × (80 4 × 120/5)= 257434 кДж.

Уравнение теплового баланса:

Ql + Q2 + Q3 + Q4 = Q5 + Q6 + Q7 + Q8

Q3 и Q7 – ими можно пренебречь.

Из уравнения теплового баланса определяется расход воздуха:

L=Ql + Q2-Q5-Q8/(i2-i1),

Lячмень=125614,5+4067528,4-106814,4-666109/41,38-33,26=421209,3кг

Lпросо=105222+1582416-80524,288 -257434 /41,38-33,26=166216,7 кг

Приняв плотность кондиционированного воздуха 1,23кг/м определяется объем расходуемого воздуха всего периода солодоращения:

V = L/p, (25)

где р – плотность воздуха, кг/м.

V ячм =421209,3 /1,23 = 342446,6 м;

V пр= 166216,7 /1,23 = 135135,5 м.

При непрерывном проветривании (первые 12 часов солод не продувается) среднечасовой расход воздуха составит на одну секцию:

Vч.ячм = 342446,6 / (8,5 × 24) = 1678.7 м/ч.

Vч.пр = 135135,5 / (4,5 ×24) = 12513 м/ч.

Во время проращивания зерна тепло выделяется неравномерно, поэтому при расчетах рекомендуется определять максимальное количество воздуха путем умножения средней величины на коэффициент неравномерности, который для групповой камеры принимается 1,1. Таким образом, максимальный часовой расход воздуха составит:

Vmax ячм. = 1678,7 ×1,1 = 1846,6 м/ ч;

Vmax пр. = 12513 × 1,1 = 1376,4 м/ч.

При одновременной работе всей грядки часовой расход воздуха составит:

Vч. ячм. = 1846,6 × 9 = 16619,4 м/ч;

Vч. пр. = 1376,4 ×5 = 6882 м/ч.

Суммарный расход 16619,4 + 6882 = 23501,4 м/ч.

Масса воздуха:

Lв ячм = 16691,4 × 1,23 = 20530,4 кг/ч:

Lв пр = 6882 × 1,23 = 8464,9 кг/ч.

Суммарно это составит:

20530,4 + 8464,9 = 28995,3 кг/ч.

1.4.13 Расчет камеры кондиционирования

Vч = 3600×F × υ (26)

где F – площадь поперечного сечения камеры, м;

υ – скорость движения воздуха в камере, м/с (3,0).

F = Vч / (3600 × υ), (27)

F = 23501,4/3600 ×3 = 2,2 м.

Приняв ширину камеры b = 2м, длина ее составит: L = 2,2/ 2= 1,1 м.

Камера состоит из двух отделений, поэтому полная длина составит

2×1.1 =2.2 м;

L:b=2:1.

1.4.14 Расчет воздушных каналов

Скорость движения воздуха в канале принимается 7м/с

F= 23501,4/(3600× 7)=0,94 м.

Ширина канала принимается равной ширине камеры. Тогда высота канала составит:

h = 0,94 /2 = 0,47 м.

Расход воды на охлаждение воздуха в летнее время определяется по фор муле;

W= Lc ×(i0 - i1)/CB× t, (28)

где Св - теплоемкость воды, кДж/кг (4,19);

t - разность температур воздуха, °C (3,0).

W ×28995.3 × (38,36 -33,26) / 4,19×3 = 11764,2 кг/ч.

Так как расход воды на увлажнение воздуха меньше, чем на охлаждение, то подбор форсунок ведется по расходу воды на охлаждение воздуха. Принимаются форсунки Григорьева – Поляка, имеющие производительность 200л/ м при давлении в трубопроводе 0,3 МПа.

Количество форсунок: 11764,2/200 = 59 шт.

С учетом засорения количество форсунок увеличивается на 25%.

59× 1,25= 74 шт.

1.4.15 Гидротранспортер

Предназначен для подачи солода с грядки в мерник зеленого солода. Пропускная способность гидротранспортера определяется по формуле:

Q = 3600×f×ν×P×z/(m+l), (29)

ν - скорость движения потока, м/с (0,6);

Р - объемная масса смеси, т/м (1,0);

m - коэффициент расхода воды (5 - 10);

z - число часов работы транспортера в сутки (2).

f= (5,2 + 2,6) × (7 + 1) / 3600 × 0,6 × 1,0×2 = 0,014 м.

Площадь полного сечения желоба: F = f/0,75 F = 0,014 /0,75 × 0,019 м.

Минимальная ширина желоба принимается 180 мм, тогда высота желоба будет равна:

Н = 0,019/0,18 = 0,11м.

Таблица 23 Техническая характеристика гидротранспортера

1.4.14 Сборник солода

Предназначен для приема, перемешивания и частичной дезинфекции солода с водой. Объем сборника определяем по формуле:

Vn= Vч×t/60×4, (30)

где Vч - часовой объем смеси солода и воды, м:

t - время пребывания смеси в сборнике, мин (5 - 10).

В сборник подается смесь солода и воды, плотностью 1,0 т м.

Vч=(5,2+2,6)+(5,2+2,6) ×7/4×2=54,6 м/ч.

Vn= 54,6×7/60×0,9 = 7,08 м.

Геометрические размеры сборника:

Принимается Н = 1,5Д, h = 0,3Д

V=π×Д /4×(1.5Д×1/ 3×0,3×Д)=1,2×Д,

Д=√V/1,2= А1В

Д=√7,08/1,2 = 2,2 м.

Н=1,5× 2,2 = 3,3 м.

h = 0,3× 2.2 = 0.66 м.

Принимается типовой сборник.

1.4.15 Разделительное сито

Предназначено для отделения солода от воды.

Таблица 25 Техническая характеристика разделительного сита

1.4.16 Дробилка

Для измельчения солода установим дисковую дробилку ДДК -100. Количество дробилок определяется по формуле:

n = Gсут×K/q× т +1, (31)

где Gсут - суточное количество солода, подлежащего измельчению, т;

К – коэффициент неравномерности (1,5);

q - производительность дробилки, т/ч;

т - количество часов работы дробилки в сутки, ч.

n = [(5,2 + 2,6) × 1,5 /4 × 2,5] + 1=2 шт.

Таблица 26 Техническая характеристика дробилки

1.4.19 Сборник солодового молока

V= 1,5 × 30/0,85× 60= 0,88 м.

Геометрические размеры:

Принимается: Н = 1,2Д, h = 0,ЗД

V = π×Д/4×(1,2× Д+1/3×0,3× Д) = 0,95×Д

Принимается типовой сборник объемом 2,4 м.

Д =√V / 0,95,

Д=√ 2,4 /0,95= 1,36 м;

Н=1,2× 1,36= 1,63 м; h = 0,3× 1,36 = 0,41 м.

Таблица 27 Техническая характеристика сборника для солодового молока

1.4.20 Насос центробежный

Предназначен для подачи зеленого солода на разделительное сито и для подачи солодового молока в основное производство.

Расчет и подбор насоса любого вида производится одинаково. Насос подбирается по производительности и напору.

Qд=(V×60)/т, (32)

где Q – действительная производительность насоса, м/ч;

V — объем перекачиваемой жидкости, м;

т — продолжительность перекачивания, мин.

Qд = (7,08×60)/20=21,24 м/ч.

Таблица 28 Техническая характеристика центробежного насоса

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: