t2 =2k*Ft(tc –t1) + 2МСt1/2МС + kFt, К (1.1)

где k - коефициент теплопередачи. Вт/(м2*К); t - продолжительность пребывания продукта в резервуаре, ч; М - количество продукта, кг; С - теплоемкость продукту, Дж/(кг*К); t1, t2 - соответственно начальная и ко-нечная температура продукта, К; tc - температура окружающей среды, К; F - площадь поверхности резервуара, м2.

Расчет сепараторов

Для выделения из молока молочного жира используют явление естественного отстоя, когда в спокойно стоящем сосуде с молоком жировые шарики всплывают к поверхности сосуда, образуя слой сливок.

Скорость всплытия, м/с

(2.1)

где g –ускорение свободного падения, м/с2; τ – фактор разделения, с.

Значение τ определяется по формуле:

(2.2)

где ρп , ρж – плотности плазмы и жира, кг/м3; r – радиус жирового шарика, м; ηп – вязкость, Па⋅с.

Медленный процесс отстоя резко убыстряется в молочных сепарато-рах. Определим производительность сепаратора-сливкоотделителя по Г.И. Бремеру. Схема движения молока в межтарелочном пространстве показана на рис. 6

Разделяемый поток молока, состоящий из частиц плазмы плотностью ρп и жировых шариков плотностью ρж, направляется во вращающийся барабан сепаратора, где возникает поле действия центробежных сил и происходит отстойное центрифугирование. При этом на каждую взвешен-ную частицу действует центробежная сила Fц, отбрасывающая частицу от центра к периферии со скоростью vc, равной скорости осаждения (отстоя).

Рис. 6. Движение молока в межтарелочном пространстве барабана сепаратора: а – выделение жирового шарика; б – токи обрата и сливок; в – план скоростей.

Для оценки эффективности отстоя в центробежных устройствах срав-ним центробежную силу Fц с силой тяжести P , действующих в поле грави-тации при естественном отстое по соотношению Fц/ P= m ω 2R/ mg= ω 2R/ g. Откуда

(2.3)

где τ = ω2 R g – фактор разделения, показывающий во сколько раз дей-ствие центробежной силы превосходит силу тяжести (чем больше фактор разделения, тем выше разделяющая способность сепаратора); R– радиус барабана, м.

Формула для расчета производительности Vt (м/с) сепаратора:

(2.4)

где ηс – КПД сепаратора (ηс = 0,5…0,7).

Пусковая мощность сепаратора:

(2.5)

где η = 0,8 .0,85 – КПД сепаратора.

Мощность холостого хода:

(2.6)

Мощность рабочего хода сепаратора:

(2.7)

где Nc – мощность, потребная для преодоления гидравлических сопро-тивлений в барабане и сообщение кинетической энергии выбрасываемой жидкости, кВт.

Оборудование для гомогенизации.

Эффективность гомогенизаци в зависимости от давления (от 30 до 200*105 Па) определяют по формуле:

d = 3,8/√∆p (3.1)

где d – диаметр жирового шарика в молоке после гомогенизации, мкм; ∆p – перепад давления, Мпа.

Продуктивность гомогенизатора определяют по формул, м3 /с,

М=πd2/4*SnZφ, (3.2)

где d- диаметр плунжера насоса, м; S - ход плунжера, м; n – скорость вращения коленчатого вала, об/с; Z – количество плунжеров; φ – объемный коефициент полезного действия (для молока (φ= 0,85).

Мощность, необходимую для работы гомогенизатора определяют по формуле, Вт:

N=МР0/ή, (3.3)

где Р0 - давление перед клапаном гомогенизатора. Па; ή-механический коефициент полезного действия гомогенизатора (ή= 0,75).

Повышение температуры продукта:

Δt = Nή/MρC, (3.4)

где р – плотность продукта, кг/м3; С - массовая теплоемкость продукта, Дж/(кг*К).

5.Правила эксплуатации

Эксплуатация автоцистерн и техника безопасности

Перед наполнением цистерны продуктом ее секции, шланги и сливные патрубки обязательно подвергают санитарной обработке, используя чистые корешковые и волосяные щетки, а также хлопчатобумажную ткань. Запре-щается чистить рабочую поверхность секций металлическими щетками, песком и другим абразивным материалом.

Систематически следует проверять исправность обратного клапана, устраняющего попадание паров бензина в секции цистерны, и не реже 1 раза в десять дней – предохранительного клапана, предупреждающего обра-зование вакуума в рабочих секциях свыше 340 мм рт. ст.

Для предотвращения продольного смещения цистерны необходимо через каждые 1000 км пробега проверять затяжку гаек, поясов и хомутов, крепление продольных брусьев к лонжеронам шасси автомобиля, не до-пускать резкого торможения, особенно при частично заполненных секциях.

После наполнения цистерны молоком следует тщательно проверять затяжку крышек люка, перекрытие пробковых кранов воздухопроводов и клапанных кранов молокопроводов, установку заглушек на выпускных штуцерах и наличие пломб. Необходимо периодически контролировать чистку сетки, установленной в штуцере коллектора двигателя автомобиля, при загрязнении промывать ее в бензине или керосине; строго следить за чистотой ящиков для шланга и арматуры.

Эксплуатация насосов и техника безопасности.

Полученные с завода-изготовителя насосы необходимо разобрать и осмотреть, убедиться в исправности деталей и отсутствии посторонних предметов. Детали насоса очищают от смазки, консервации и моют горячей водой и щелочноым раствором в соответствии с инструкцией по мойке молочного оборудования. Затем насосы собирают и присоединяют к трубопроводу. При монтаже тщательно проверяют сносность валов электродвигателя и рабочего колеса или ротора. Это особенно важно для насосов неконсольно-моноблочного типа, имеющих общую плиту с приводом. Необходимо правильно установить резиновое уплотнительное кольцо в паз корпуса.

Крышки к корпусу следует прижимать равномерно по окружности, не допуская перекоса. В противном случае нарушается работа насоса.

Электродвигатель присоединяют к электросети за выведенные концы обмотки статора в зависимости от напряжения по схеме, указанной на табличке (треугольник или звезда). При неправильном направлении вращения следует поменять местами две присоединительные фазы сети.

Вращать насос вхолостую свыше 3-4 мин не рекомендуется, так как его трущиеся части смазываются только перекачиваемым продуктом. Нарушение этого правила может привести к перегреву уплотнительного устройства и даже выходу его из строя.

Всасывающая труба должна быть короткой, прямой и герметичной. Нагнетательный и всасывающий трубопроводы должны свободно без перекосов присоединяться к патрубкам насосов.