Реферат Автоклав для стерилизации консервов зеленый горошек
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Содержание:
Введение…………………………………………………………………..2
1. Описание существующих конструкций и проектируемой машины………………………………………………………………...3
2. Описание машинно-аппаратурной схемы……………………......6
3. Расчетная часть……………………………………………………13
3.1 Технологический расчет………………………………..... 13
3.2 Тепловой расчет…………………………………………... 16
3.3 Расчет расхода охлаждающей воды…………………….... 21
3.4 Конструктивный расчет……………………………………23
4. Монтаж, наладка и ремонт…………………………………….…..25
5. Охрана труда и техника безопасности…........................................ 28
6. Список используемой литературы……………………………… 34
Введение
Пищевая промышленность, в которую в качестве подотрасли входит консервная промышленность, является одной из важнейших отраслей страны.
Эффективность консервного производства при больших производительностях технологических линий, перерабатывающих сельскохозяйственное сырье, поточно-массовом характере процессов и жестких требованиях к качеству готовой продукции возможна лишь при условии четкой и слаженной работы всех звеньев производства, что выполнимо только на базе комплексной автоматизации производственных процессов. Создание автоматизированных систем управления консервными производствами требует применения различных технических средств автоматизации и вычислительной техники.
Для стерилизации консервов применяют аппараты периодического или непрерывного действия. К аппаратам периодического действия относятся открытые ванны и автоклавы. Автоклавы представляют собой закрытые аппараты. Они бывают двух типов — вертикальные и горизонтальные. Наибольшее распространение в консервной промышленности получили вертикальные автоклавы, так как в них можно стерилизовать все виды консервов в жестяной и стеклянной таре.
1.
Описание существующих конструкций и проектируемой машины.
| |
Автоклав
Б6-КАВ-2 состоит из корпуса 3, крышки 4, корзин 10, штуцера 9 для подключения регулятора, арматуры для соединения с магистралями пара, воды, воздуха и для спуска конденсата.
Сварной корпус автоклава состоит из цилиндрических обечаек толщиной 6 мм и днища толщиной 8 мм. На корпусе установлены манометр 8, термометр 7 и датчики регулятора. Внизу корпуса расположены паровой барботер 11 и сливной патрубок со стаканом.
Фланцы крышки и корпуса прижимаются один к другому с помощью быстродействующего зажима 2, состоящего из пятнадцати секторных захватов, укрепленных на кольце из пружинной полосовой стали, и рычажной системы для стягивания и разведения поясного зажима. На крышке имеются штуцера для предохранительного клапана 5 и пробно-спускного крана 6.
Крышка имеет уравновешивающее устройство 1, облегчающее открывание и закрывание ее.
Наполненные банками корзины устанавливаются в автоклаве одна на другую, после чего крышка закрывается. Сосуд заполняется водой, а через барботер подается пар. Воздушным компрессором создается и поддерживается в системе постоянное давление. По истечении времени, необходимого для стерилизации, пар и горячая вода постепенно вытесняются из аппарата поступающей холодной водой. После охлаждения корзины с банками выгружаются из аппарата.
Для отвода паров, образовавшихся при тепловой обработке продукта, а также для снятия давления внутри автоклава по окончании процесса служит патрубок с вентилем 4. Патрубок соединен с конденсатором смешения 3. Кость в котел загружают с помощью выемной корзины 6 вместимостью 0,4 м3. Жир сливается через шарнирно закрепленную трубу и патрубок 10, а шквара удаляется через центральную трубу 11 в днище.
| Показатель | Б6-КАВ-2 | Б6-КАВ-4 |
| Объем автоклава, л | 1570 | 2750 |
| Внутренний диаметр, мм | 1000 | 1000 |
| Рабочее избыточное давление в автоклаве, МПа | 0,35 | 0,35 |
| Число погружаемых корзин | 2 | 4 |
| Габариты, мм: | | |
| ширина | 1350 | 1350 |
| длина | 2200 | 2200 |
| высота: | | |
| с закрытой крышкой | 2750 | 4200 |
| с открытой крышкой | 3350 | 5000 |
| Масса, кг | 2370 | 3534 |
Консервы «Зеленый горошек» представляют собой приготовленные соответствующим образом свежие, быстрозамороженные или сушеные зерна зеленого горошка, фасованные в стеклянные или металлические банки, залитые раствором поваренной соли и сахара, герметически укупоренные и стерилизованные.
Консервы из зеленого горошка относятся к числу основных овощных натуральных консервов и составляют свыше 40 % их общей выработки. Они обладают высокими пищевыми и вкусовыми достоинствами и относятся к группе консервов повышенной биологической ценности по содержанию полноценного белка, углеводов, витаминов, минеральных веществ, незаменимых и легко усвояемых аминокислот. Их употребляют в пищу в виде самостоятельного продукта или в виде гарниров.
Сырьем для производства консервов являются зерна незрелого горошка мозговых сортов «Альфа», «Воронежский зеленый», «Ранний грибовский 11» и др. в молочной или технической стадии зрелости (в период максимального накопления сахара и витаминов и минимального количества крахмала).
Консервированный зеленый горошек выпускают трех товарных сортов: высшего, первого и столового. Их различают по внешнему виду, цвету, вкусу и запаху, консистенции зерен, состоянию рассола. Так, во всех сортах консервов зерна должны быть целыми, без примесей оболочек зерна и кормового гороха коричневого цвета. Для высшего сорта допускается наличие 3 % битых зерен по отношению к массе горошка, для первого сорта – 5 %, а также единичных обрывков стручков и створок, для столового – 7 %, а также единичных обрывков стручков и створок, зерен кормового гороха не более 4 шт. на каждые 500 г консервов.
По цвету для высшего и первого сортов зерна должны быть однородными, зелеными. Для столового сорта допускается неоднородность по цвету. Консистенция зерен для высшего сорта должна быть мягкая, однородная, для первого – мягкая, неоднородная, для столового – более плотная, неоднородная.
Рассол должен быть прозрачным, характерного цвета с зеленоватым или оливковым оттенком. Допускается для высшего сорта небольшой осадок, для первого – слабая мутность и небольшой крахмалистый осадок, для столового – мутность, крахмалистый осадок.
Особенности производства и потребления готовой продукции. Особенности переработки зеленого горошка обусловлены весьма ограниченными сроками хранения скошенной стручково-стебельной массы растений и очищенных зерен зеленого горошка. Продолжительность хранения стручково-стебельной массы с момента скашивания до получения зерен горошка (обмолота) не должна превышать 12 ч. Срок хранения горошка после обмолота до переработки не должен превышать 2 ч. Поэтому переработка зеленого горошка – единый технологический процесс, который может быть представлен в виде трех последовательно взаимодействующих этапов: скашивание и транспортирование зеленой массы, первичная переработка зеленого горошка, вторичная переработка для получения из него консервов.
Устаревшим является способ доставки на консервный завод целых стручков в ящиках с последующим обмолотом. Он связан с повышенными потерями и низким качеством сырья.
Современный способ предусматривает механизированную уборку и доставку стручково-стебельной массы на стационарный пункт первичной переработки зеленого горошка. Здесь производят обмолот, очистку и мойку зерна, а затем погрузку зерна в автоцистерны с водой или контейнеры типа «лодочка», либо в самосвалы для доставки зерна на предприятия вторичной переработки.
Более прогрессивным способом уборки и первичной переработки зеленого горошка является комбайновый метод, который в последние годы находит все большее применение. В основном используются самоходные комбайны. При движении по полю комбайн счесывает с растений бобы вместе с частями стеблей и листьями, масса транспортером направляется в молотильный барабан и обмолачивается, выделяя зерно, которое затем на системе очистительных устройств очищается от растительных примесей. Наличие высокопрочной нейлоновой сетки в грохоте барабана снижает повреждение зерна по сравнению с традиционными молотилками. Очищенное зерно поступает в бункер комбайна, после чего выгружается в самосвалы и направляется на дальнейшую переработку на предприятие.
Продление периода производства консервированного горошка обеспечивают за счет резервирования зеленого горошка. Удлинение сроков хранения дает возможность создать резерв для более равномерной его переработки. Для этого при первичной переработке применяются следующие
При резервировании горошка в охлажденном состоянии зерно после мойки и очистки подается в крупнотоннажные металлические резервуары вместимостью 5…15 т, куда поступает охлажденная до температуры 1…4 °С вода, горошек выдерживают в ней 4…5 мин, затем воду спускают и повторяют охлаждение новой порцией воды. Охлаждение проводят до температуры 6 °С, после чего воду сливают. Срок хранения зерна в резервуарах в неохлаждаемых помещениях: в цехах или на сырьевых площадках – до 24 ч, в охлаждаемых помещениях при температуре 0…2 °С – до 7 сут.
Кратковременное резервирование можно провести с использованием раствора гипохлорита натрия. Выдержку проводят в рабочем растворе гипохлорита натрия, содержащего 100…150 мг/дм3 активного хлора, при температуре не более 16 °С в соотношении зерна и раствора 2 : 1 в течение 10 мин. После удаления раствора зеленый горошек допускается хранить не более 16 ч.
При резервировании в замороженном состоянии зерно после мойки и очистки поступает на бланширование для инактивации ферментов при температуре воды 45…86 °С в зависимости от степени зрелости в течение 4 мин, затем охлаждается водой до 30…35 °С и подается в скороморозильный аппарат, где замораживается до минус 18 °С, фасуется в контейнеры и хранится в камерах с температурой минус 18 °С. Срок хранения при этом до 1 года. Если срок хранения горошка сокращен до 1 мес допускается замораживание без бланширования.
При резервировании горошка в сушеном виде ботву скашивают в валки в поле, оставляют ее для сушки в естественных условиях. Высушенное до 14 % влажности зерно обмолачивают зерновыми комбайнами с валка, очищают, фасуют в тканевые мешки и отправляют на хранение. Гарантийный срок хранения – 10 мес.
Основное консервирование зеленого горошка производят при его вторичной переработке путем тепловой стерилизации. Для этого горошек с рассолом фасуется в герметически укупориваемую тару и подвергается тепловой обработке. Под действием высокой температуры инактивируются ферменты консервируемого продукта; микроорганизмы, находящиеся внутри тары, погибают, находящиеся же извне благодаря герметичности тары не могут попасть внутрь в процессе хранения, поэтому законсервированный таким образом продукт может сохраняться в течение многих лет.
– получение зерна зеленого горошка;
– очистка и мойка зерна;
– бланширование зерна;
– охлаждение и инспекция качества зерна;
– приготовление рассола;
– фасование зерна горошка и рассола в банки;
– укупоривание (герметизация) банок, заполненных продуктом;
– стерилизация упакованного продукта;
– подготовка и упаковывание банок с готовым продуктом в транспортную тару.
Характеристика комплексов оборудования. Поточная линия производства консервированного зеленого горошка начинается с комплекса оборудования для первичной обработки горошка, включающего горохомолотилки, вибросито, моечно-сортировочную машину, лепесткоотделитель, сборники и систему конвейеров для транспортирования зеленой массы, зерна или отходов. Этот комплекс может входить как в состав линии, так и размещаться на полевом автономном пункте первичной переработки зеленого горошка. Во втором случае линия начинается с комплекса оборудования для приемки, очистки, мойки сырья, в состав которого входят приемный и смесительный баки, машины для очистки зерна горошка от растительных и минеральных примесей.
В состав линии входит также установка для приготовления рассола и машины для подготовки потребительской тары – консервных банок.
Ведущим является комплекс оборудования для получения банок с горошком заполненных рассолом. В состав комплекса входят водоотделитель, бланширователь, машина для мойки и охлаждения бланшированного горошка, сортировочная машина, инспекционный конвейер и машины для наполнения банок зеленым горошком и рассолом.
На рис. 4.1 показана обобщенная машинно-аппаратурная схема линии производства консервов «Зеленый горошек» (из свежего сырья) без разделения ее на полевой и заводской цикл, т.е. минуя этап транспортировки и резервирования сырья тем или иным способом.
Устройство и принцип действия линии. Необмолоченную ботву с помощью вилочного и других типов погрузчиков, подающих конвейеров и специальных приспособлений равномерно загружают во включенные горохомолотилки 1. Отходы после молотилок удаляются скребковым конвейером 2. Обмолоченное зерно зеленого горошка ленточным 3 и ковшовым 4 конвейерами передают на вибрационное сито 5, а затем в веялку 6. Здесь удаляются оставшиеся после обмолота в массе зерна легкие примеси.
Из веялки 6 через автоматические весы зерно поступает в флотационную моечно-сортировочную машину 7. В ней в потоке воды отделяются тяжелые и легкие примеси, после чего с помощью насоса 8 по трубопроводу 9 горошек через машину для отделения лепестков 10 загружают в сборник 11.
При отправке на консервирование горошек транспортируют слоем не более 60 см в крупнотоннажных контейнерах типа «лодочка» 12 вместимостью 3…4 т или в самосвалах. Соотношение зерен горошка и воды при транспортировке должно быть 2 : 1, температура воды в момент заполнения должны быть не более 16 °С. В целях снижения микробиальной обсемененность и сохранения качества рекомендуется добавлять в воду раствор гипохлорита натрия.
Для получения консервов зеленый горошек разгружается в приемный бункер 13, затем в смесительный бак 14 с водой, а оттуда смесь горошек-вода насосом 15 перекачивается в машину 16 для отделения зерна от листьев. Транспортирующая вода возвращается по трубопроводу в приемный бункер 13.
Далее зеленый горошек поступает в двухбарабанную моечную машину 17 для отделения крупных и мелких примесей. После этого во флотационной моечной машине 18 отделяются примеси, плотность которых больше или меньше плотности зерна. Затем горошек конвейером 19 подается на барабанную сортировочную машину 20, после чего зерно собирается в сборнике, откуда по гидрожелобу подается в смесительный бак 21. Смесь
Бланширование – кратковременное воздействие тепла на поверхностные слои продукта. Бланширование производится в горячей воде (температура 75…90 °С) в течение 2…5 мин для разрушения окислительных ферментов, что способствует лучшему сохранению цвета горошка, а также для удаления всех загрязнений, слизи, клейстеризованного крахмала, выделяющегося на оболочке зерен, а также частичек крахмала из разбитых зерен. Если этого не сделать, то прозрачный рассол, которым впоследствии заливают зеленый горошек в банке, при стерилизации помутнеет; с этой же целью бланшированный горошек промывают холодной или горячей водой.
Обработку горошка водой сначала проводят в моечно-охлаждающей машине 25, а затем обливают струйками воды в прутковом селекторе 26 и подают на инспекционный конвейер 27. На нем отбирают поврежденные битые зерна и посторонние примеси. Горошек должен быть распределен на ленте тонким ровным слоем. Скорость движения ленты конвейера 27 составляет 6…9 м/мин.
С целью снижения микробиальной обсемененности зеленого горошка после инспекции следует осуществлять душевое ополаскивание при помощи устройства 28, увеличив перфорацию ковшей конвейера 29 для обеспечения стока воды перед загрузкой в бункер наполнителя 30.
Фасование зеленого горошка производят в металлические или стеклянные банки вместимостью не более 1 дм3. По заказам торгующих организаций для реализации в сети общественного питания допускается фасование зеленого горошка в стеклянные или металлические банки вместимостью до 3 дм3. Порожние банки моют в машине 31, ополаскивают в машине 32 и подают в наполнительную машину для горошка 30.
Рассол готовят в устройстве 33, обычно по рецептуре, включающей 2,5…3 % соли и 2,5…3 % сахара. Фасование рассола в банки, заполненные порцией горошка, производят во второй наполнительной машине 34. Температура рассола при фасовании не менее 85 °С.
При наполнении банок надо придерживаться следующего соотношения составных частей: зеленого горошка 64…68 %, рассола 36…32 %. При фасовании горошка в крупную стеклянную тару необходимо строго контролировать степень наполнения с учетом того, чтобы не заполненная
При изготовлении консервов для общественного питания в крупной таре обязательно применение низина (низаплина). В этом случае в горячей подготовленный рассол (при температуре не ниже 80 °С) добавляют низин из расчета 150 г на 1 т готового продукта.
Во избежание закрахмаливания при производстве консервов столового сорта рекомендуется добавление в рассол хлористого кальция в количестве 0,07 %.
После фасования рассола банки укупоривают в машине 35 и загружают в пневмогидростатический стерилизатор непрерывного действия 36. В нем противоположно друг другу расположены две гидростатические системы, состоящие из шести последовательно соединенных камер – водяных ванн с высотой водяного столба 4 м каждая. Одна система служит для подогрева, другая – для охлаждения. Каждый четырехметровый водяной столб «подпирается» соответствующим давлением сжатого воздуха в смежной камере. Так, четырехметровый столб воды в первой камере, сообщающийся с атмосферой, поддерживается давлением 40 кПа в первом воздушном пространстве. Во второй камере воздушное давление приходится увеличить до 80 кПа, поскольку в этой камере следует компенсировать 8-метровый водяной столб и т.д. Таким образом, образуется система из шести водяных столбов общей высотой 24 м, эквивалентная давлению 240 кПа.
Разрыв во времени между укупоркой банок и их стерилизацией свыше 30 мин не допускается. При стерилизации консервов «Зеленый горошек» температурная обработка ведется в диапазонах 70 – 85 – 100 – 110 – 120 – 122 – 132 – 90 – 70 – 50 – 40 – 35 – 30 – 20 °С. По мере изменения температуры изменяется и наружное давление от 0,1 до 0,34 и от 0,34 до 0,1 МПа. Общее время прохождения банки через стерилизатор составляет 44 мин. Чтобы избежать разваривания зерен горошка, после стерилизации консервы охлаждают до 40…45 °С.
Из стерилизатора 36 банки поступают в машину 37 для мойки и сушки банок, линейную этикетировочную машину 38, а затем в машину 39 для укладки банок в ящики, отгружаемые на склад готовой продукции.
3.
3.1
Технологический расчет
Количество банок Z (штук), вмещаемых в одну сетку автоклава определим по формуле:
Где : dc – диаметр сетки автоклава dc =0.946 м
dб – наружный диаметр банки dб = 0.072 м
а – отношение высоты сетки к высоте банки:
hc – высота стенки hc= 0.7 м
hб – высота банки hб = 0.107 м
а = 6.50
а принимаем равным 6
Время заполнения одной сетки (если за 60 сек подается 68 банок ) определим по формуле:
Т = 60Z/n = 60*812/68 = 716 c. (4)
Продолжительность заполнения двух сеток по формуле:
Та = 2*Т
Т – время заполнения одной сетки Т = 716 с.
Та = 1432 с
Количество банок загружаемых в автоклав, исходя заданного количества сеток – 2 сетки определим по формуле:
Продолжительность полного цикла работы автоклава по формуле:
Т=Т1 +Т 2 +Т 3 +Т 4 +Т 5 ; (5)
Где Т1 – время загрузки примем за 550 с.
Т 2 – время повышения температуры и давления принимаем Т 2 =1450 с.
Т 3 – продолжительность стерилизации принимаем Т 3 =3000 с.
Т 4 – время уменьшения давления и охлаждения принимаем Т 4 = 1450 с.
Т 5 – время разгрузки примем Т 5 = 550 с.
Т = 550 + 1450 + 3000 + 1450 + 550 = 7000 с =116 мин.
Определяем производительность автоклава по формуле :
М = nб/T; (6)
где nб – количество банок, загружаемых в автоклав ; nб = 1624 банки.
Т – полный цикл работы ; Т = 7000 с.
М = 1624/7000 = 0.23 банки в секунду или 14 банок в минуту.
Уровень стерилизации определяем по формуле :
U = (Т1 + Т 2 + Т 3)/ t (7)
где Т 1 – продолжительность нагрева Т 1 = 1450 с.
Т 2 – продолжительность стерилизации Т 2 = 3000 с.
t – температура стерилизации t = 125 ۫ C
U =1450 + 3000+1450/125 = 47.2 c/ ۫ C
3.2
Тепло, расходуемое на нагрев автоклава
Q 1 = G1 C1 (tc - t1); (8)
где G1 – масса автоклава; G1 =2370 кг.
C1 – теплоемкость стали из табличных значений; C1 = 0.481 КДж/кг
t 1 – начальная температура автоклава; t 1= 35 ۫ C
t c – температура стерилизации; t c = 125;
Q1 = 2370 ∙ 0.481 ∙ (125-25) = 102597 кДж
Тепло, расходуемое на нагрев сеток, определим по формуле :
Q2 = G2 C2 (tc – t2) (9)
где G2 – масса сеток. Из технической характеристики берем массу одной сетки m = 50 кг.
t2 - начальная температура сетки; t2 = 25 ۫ C
Q2 = 100 ∙ 0.481 ∙ (125-25) = 4810 кДж. (10)
Тепло расходуемое на нагрев банок рассчитаем по формуле:
Q3 = G3 C3 (tc – t3) (11)
где G3 – масса банок (по известным значениям масса одной равна 0.05 кг)
G3 = 0.05 ∙ 1624 = 81.2 кг
t3 – начальная температура банок; приравниваем её к температуре продукта t3 = 60 ۫ C
Q3 = 81.2 ∙ 1.24 ∙ (125-60) = 6334 кДж.
Расход тепла на нагрев продукта в банках определим по формуле:
Q4 = G4 C4 (tc – t4) (12)
где C4 – теплоемкость продукта C4 = 3.4 кДж/(кг ∙ К)
G4 – масса продукта в банках, загружаемых в автоклав. В автоклав загружаются 1624 банки и в каждой находится 0.4 кг продукта.
G4 = 1624 ∙ 0.4 = 650 кг.
tc – температура продукта в конце подогрева tc = 125 ۫ C
Q4 = 650 ∙3.4 ∙ (125-60) = 150410 кДж.
Расход тепла на нагрев воды в автоклаве рассчитаем по формуле :
Q5 = G5 C5 (tc – t1); (13)
где G5 – масса воды в автоклаве; G5 = 1570 кг.
C5 = теплоёмкость воды; C5 = 4.18 кДж.
t1= температура воды в автоклаве; t1= бывает ниже конечной температуры продукта после охлаждения на 5 ۫ C
t1= 35 ۫ C
Q5 = 1570 ∙ 4.18 ∙ (125-35) = 590634 кДж
Q6= Fa T ao (tct - tв); (14)
где Fa – поверхность нагрева автоклава; Fa = 12 м²
T – продолжительность подогрева; T = 1450 с
tст – температура поверхности стенки автоклава с учетом изоляции ;
tст = 40 ۫ C
ao – суммарный коэффициент теплоотдачи; ao = 11 Вт/(м² К)
tв – температура воздуха в цехе; tв = 25 ۫ C
Q6 = 12 ∙ 1450 ∙ 11(40-25) = 2871 кДж.
Общий расход пара за цикл работы автоклава рассчитываем по формуле:
Q об = Q1 + Q2 + Q3 + Q4 + Q5 + Q6 (15)
Q об = 102597 + 4810+6334 +590634 +150410+ 2871 =857656 кДж
Расход пара за время первого этапа работы автоклава рассчитываем по формуле :
D1 = Q об / i - iк (16)
где i – удельная энтальпия; i = 2627 кДж / кг;
iк – удельная энтальпия конденсата при стерилизации консервов в воде; iк =502 кДж/кг
Q об –общий расход тепла
D1 = 857656/2627-502= 403 кг
Du = D1 / T2 ; (17)
где D1 – расход пара за время первого этапа работы автоклава D1 = 403 кг.
T2 = 0.416
Du =403/0/416 = 969 кг/ ч
Определим расход пара за второй период работы автоклава .
Тепло расходуемое только на компенсацию потерь в окружающую среду:
Q’7 = Fа T3 a’о (t’сm - tв) (18)
где Fа –поверхность нагрева автоклава; Fа = 12 м²;
T3 – продолжительность стерилизации; T3 = 3000 с;
a’о – суммарный коэффициент теплоотдачи; a’о =12.325 Вт/ (м² К)
t’сm - температура поверхности стенки автоклава с учетом изоляции t’сm= 62.5 ۫ C
tв –температура воздуха в цехе tв=25 ۫ C
Q’7 = 12 ∙ 3000 ∙ 12.325 ∙ (62.5 - 25) = 16638 кДж
Расход пара за второй период работы автоклава
D2= Q7 / i – iк (19)
где Q7 – тепло, расходуемое только на компенсацию потерь в окружающую среду
i – удельная энтальпия пара; i = 2627 кДж / кг
iк – удельная энтальпия конденсата при стерилизации консервов в воде
iк =502 кДж / кг
D2 =16638 /2627- 502 = 7.38 кг
Общий расход пара за цикл работы автоклава
D= D1 + D2; (20)
где D1 – расход пара за второй период работы автоклава;
D2 – расход пара за второй период работы автоклава ;
D= 403+ 7.83 = 410.83 кг.
3.3
Расход охлаждающей воды при охлаждении продукции до температуры
tк = 40 ۫ C определяем по формуле :
W = 2.303 (G’ C/Cв lg (tс-tо/tк-tо)+ G’’ Cпр /Cв lg (tс-tо/tк-tо )) (21)
где : G’- масса продукта в банках; G’ = 650 кг
C – теплоемкость продукта С = 3.56 кДж / (кг К)
Cв - теплоемкость воды; Cв = 418 кДж / (кг К)
tс – температура стерилизации ; tс = 125 ۫ C
tо – начальная температура охлаждающей воды tо = 18 ۫ C
G’’ – масса автоклава, банок, сеток и воды;
G’’= G1 + G2 + G3 + G5; (22)
где G1 - масса автоклава;
G2 – масса сеток;
G3 – масса банок;
G5 – масса воды;
G’’ = 2370 +100 +81.2 +1570 = 4121 кг.
Спр – приведенная теплоемкость ;
Спр = G1С1 + G2 C2 + G3 C3 + G5 C5 / G’’ (23)
C1 – теплоемкость автоклава;
C2 – теплоемкость сеток;
C3 – теплоемкость банок;
G’’ – масса автоклава , сеток , банок и воды;
G’’ = 4121 кг.
Спр =2370∙ 0.481 + 100 ∙ 4.81 +81.8 ∙ 1.24 + 1570 ∙ 4.18/ 4121 =
=1.9 кДж /(кг∙К)
t к – конечная температура автоклава, сеток и банок ; t к = 35 ۫ C;
W = 2.303 (650 3.56/4.18 ∙ lg ((125-18)/(40-18)) + 4121 ∙ 1.9 / 4.18 ∙ lg ((120 -18)/(35-18))) = 2876 кг;
Расход воды за единицу времени :
Wc = W / T4 (24)
где W – расход охлаждающей воды при охлаждении продукта; W = 2876 кг.
T4 – время уменьшения давления и охлаждения; T4= 1450 с.
Wc = 2876/1450 = 1.98 = 2 кг/с = 7200 кг/ч.
3.4
Диаметр патрубков для подачи пара рассчитываем по уравнению сплошности сред:
dn = √4D n / п V n g n; (25)
где Dn – расход пара;
п = 3.14;
Vn – скорость движения пара; Vn = 30 м/с
g n – плотность пара; g n = 2.125 кг/ м²
dn = √ 4∙ 410.83/3.14 ∙ 30∙ 2.125 = 2.8 = 3 см.
Диаметр патрубка для воды:
dв = √4 Dв/ п V в g в ; (26)
где Dв –расход воды; Dв = 3 см
п = 3.14
V в – скорость движения воды;
g в - плотность воды;
dв = √4∙ 7383/ 3.14 ∙2 ∙ 1000 = 2.2 принимаем равным 3см.
Толщину стенки корпуса автоклава определим по фомуле:
δ= (p Dв / 2.3 Vz ψ-p) +c; (27)
принимаем равным 5 мм.
Рабочая нагрузка на один болт автоклава.
P= p (п D²/ 4 Z) (28)
P = 0.35(3.14 ∙ 0.03 / 4 * 12) = 20.6 H
Внутренний диаметр резьбы болтов
d1= √4 P расл./п Vдоп. (30)
где P расл = 3.5 P (29)
P расл = 3.5∙20.6 = 72.1 H
Vдоп. – допускаемое напряжение на разрыв; Vдоп. = 88 Па;
d1= √4∙ 72.1/3.14 ∙18 = 22 см
Внутренний диаметр болтов d1= 22см.
4.
При монтаже автоклава и его систем необходимо выполнение следующих требований:
- монтаж и эксплуатацию автоклава и всех его систем производить в строгом соответствии с требованиями ГОСТ 24444-80, ОСТ 27-27-144-81, «Правилам устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением», «Правил устройства и безопасной эксплуатации трубопроводов пара и горячей воды», а так же требованиям, действующим в консервной промышленности.
-монтаж комплектующих изделий производить в соответствии с эксплуатационной документацией на эти изделия.
-ось автоклава должна быть вертикальной. Ось проверяется уровнем, устанавливаемым на базовую поверхность–фланец корпуса автоклава. Допустимое отклонение на диаметре фланца- 5мм. Вертикальность достигается установкой монтажных прокладок под опорами автоклава. Расстояние между осями двух соседних автоклавов должно быть не менее 2 м.
- автоклав должен быть надежно закреплен болтами либо шпильками к фундаменту.
- демонтированные с автоклава, для удобства упаковки и транспортирования, отдельные узлы, детали, арматура, и др. должны быть смонтированы согласно схем монтажа.
-монтаж коммуникаций должен исключать возможность, каких – либо повреждений при эксплуатации автоклава и проведении других видов работ и обеспечивать полный слив воды из автоклава и трубопроводов всех видов.
-собранный с арматурой и коммуникациями автоклав испытать пробным гидравлическим давлением 0.515 МПа (5,25 кгс/см²). Время выдержки под давлением 10 мин. На время испытания предохранительный клапан должен быть заменен на фланцевую заглушку.
- после окончания гидравлических испытаний, установить предохранительный клапан и проверить его срабатывание при подаче гидравлического давления 0,35 МПа (3.5 кгс/см²). При необходимости провести настройку предохранительного клапана.
Монтаж основных частей системы управления производят следующим образом:
Пульт управления для уменьшения запаздывания выходных сигналов и снижения расхода воздуха целесообразно размещать таким образом, что бы длинна импульсных линий от пульта управления до исполнительных устройств не превышала 15 м.
Исполнительные устройства и запорную арматуру монтируют в соответствии с видом стерилизации (паровая либо водяная)
Для защиты уплотнительных устройств «седло-клапан» исполнительных устройств необходимо перед ними устанавливать фильтры. Перед монтажом исполнительные устройства необходимо проверить на герметичность уплотнения «седло-клапан» под давлением 300 кПа, а так же отрегулировать таким образом, чтобы при указанном давлении начало трогания штока исполнительного устройства происходило при сигнале20-25 кПа, а полный ход штока – при сигнале 100-105 кПа.
Перед монтажом исполнительных устройств, следует продуть магистрали к автоклаву.
После подключения устройств системы, необходимо проверить герметичность импульсных линий обмыливанием мест соединений под давлением 0.154 МПа
После окончания и проверки монтажа устройства системы и автоклава, необходимо произвести подготовку к работе, проверку правильности функционирования и настройку системы в соответствии с технической документацией оборудования.
Произвести наладку термостатов, и установить необходимы температурный режим.
Внести на программный диск формулу стерилизации. Формула стерилизации в зависимости от вида среды и консервов вводится специальным приспособлением, входящим в комплект автоклава.
Перед началом работы автоклава необходимо провести его тщательный осмотр, и удалить посторонние предметы из мест обслуживания.
Необходимо проверить состояние запорной и регулирующей арматуры. Привести автоклав в исходное положение.
5.
На процессы мясоперерабатывающего производства допускаются лица не моложе 18 лет, имеющие профессиональную подготовку, прошедшие предварительную подготовку, прошедшие предварительные (при поступлении на работу), периодические и профилактические обследования и прививки в порядке, установленном Минздравом РФ, а также вводный и первичный инструктажи на рабочем месте.
Допуск к самостоятельной работе в качестве аппаратчика стерилизации консервов осуществляется начальником (мастером) цеха после освоения работающими безопасных приемов и методов труда под руководством опытного наставника в течение не менее 2-14 смен. Допуск к самостоятельной работе фиксируют датой и подписью в журнале регистрации инструктажа на рабочем месте.
К работам, при выполнении которых может возникнуть опасность поражения электрическим током, допускаются лица, получившие первую группу по электробезопасности.
Необходимо соблюдать правила внутреннего распорядка. Курить, принимать пищу следует в специально отведенных комнатах. Не допускается присутствие на рабочем месте посторонних лиц, распитие спиртных напитков, работа в состоянии алкагольного или наркотического опьянения. Работающий должен выполнять только ту работу, которая ему поручена, не перепоручать свою работу другим лицам.
При переводе на другую работу требовать от непосредственного руководителя соответствующего обучения безопасным приемам и методам работы.
Аппаратчик стерилизации консервов должен быть обеспечен спецодеждой, СИЗ согласно типовых норм бесплатной выдачи спецодежды и спецобуви.
-ботинки кожаные;
-нарукавники водонепроницаемые;
-фартук хлопчатобумажный;
-перчатки трикотажные;
Соблюдать правила внутреннего трудового распорядка.
Не допускай в действие машины и аппараты, устройство которых не знаешь и работа на которых тебе не поручена.
При обнаружении неисправности оборудования, инвентаря, инструмента, а также при травмировании работников прекратить работу и сообщить об этом начальнику цеха
При работе по стерилизации консервов возможно воздействие опасных и вредных производственных факторов:
-движущиеся и вращающиеся части оборудования ( приводы, электротельфер);
-разрушающиеся конструкции, автоклавы, стерилизаторы, работающие под давлением;
-повышенный уровень шума и вибрации;
-опасность поражения электротоком;
-повышенная температура поверхности оборудования;
-повышенная влажность воздуха рабочей зоны.
Соблюдать правила личной гигиены:
-соблюдать чистоту кожного покрова, одежды, обуви и других СИЗ;
-содержать в чистоте оборудование и шкаф для одежды;
-после каждого перерыва в работе, посещения туалета мыть руки теплой водой с мылом, затем дезинфицировать 0,2 % раствором хлорамина и снова промыть руки теплой водой;
-перед посещением туалета санодежду снимать, после посещения продезинфицировать обувь на дезинфицирующем коврике;
-по окончании работы принять душ.
При недомогании, поражении кожи в виде ранений, ожогов, гнойничков, шелушении обратиться в медпункт, небольшие повреждения обработать антисептическими растворами.
Лица, нарушившие требования настоящей инструкции, несут ответственность в порядке, установленном законодательством.
Требования безопасности перед началом работы
Правильно надеть полагающуюся по нормам чистую, исправную спецодежду, спецобувь. Спецодежда не должна иметь развивающихся концов, рукава и ворот должны быть завязаны.
Заправить волосы под головной убор.
Подготовить рабочий инвентарь, осмотреть рабочее место и проверить незагроможденность проходов.
Проверить достаточность освещения рабочей зоны, наличие и исправность подножной деревянной решетки, убедиться в ее устойчивости.
Проверить:
-наличие и исправность КИП ( манометров, термометров, предохранительного клапана);
-состояние запорной арматуры и уплотнительной прокладки;
-исправность барашковых гаек и болтов, крепящих крышку автоклава, конечного выключателя, ограничивающего ход винта на автоклавах, имеющих механизм открывания крышек;
-исправность загрузочных корзин, отсутствие в них и в самом автоклаве посторонних предметов, конденсата;
-наличие и прочность крепления ограждений площадок, лестниц и переходных мостиков, а также противовеса автоклава;
-наличие и целостность заземления.
Проверить работу на холостом ходу:
электротельфера и пускового устройства;
-исправность троса..
Не приступать к работе на плохо отрегулированной или неисправной машине, поставить об этом в известность мастера..
Требования безопасности во время работы
- Пуск оборудования производить сухими руками и в точном соответствии с инструкцией по эксплуатации.
- Загружать и выгружать корзины без рывков и без ударов об автоклав.
- Груз, поднимаемый электротельфером, не должен превышать его грузоподъемность и не должен располагаться далеко от вертикали подъема. Изменять направление движения электротельфера разрешается только после его полной остановки.
Опуская груженую корзину в автоклав производить центровку, держась за верхнюю часть корзины.
- Не стоять под поднятыми корзинами и не оставлять их на весу без присмотра.
- Крюк неработающего тельфера поднимать на максимальную высоту.
-. Не класть руки на край загрузочной горловины.
- Баращковые гайки заворачивать предназначенными для этого инструментами.
- Не класть на крышку автоклава и на их борта какие-либо предметы.
-Не превышать давления, указанного на манометре красной чертой. Манометр проверять не реже 1-го раза в смену- посадкой на ноль.
-Не касаться не защищенными руками горячих поверхностей оборудования и корзин при их выгрузке. Работать следует в рукавицах.
-Для спуска конденсата, пара из автоклава ( стерилизатора)применять устройство, исключающее возможность ожогов.
При открывании автоклава (стерилизатора) соблюдать следующую последовательность;
-закрыть паровой вентиль;
-открыть канализационный вентиль и продувочный кран;
-убедиться по манометру, что в автоклаве нет давления;
-ослабить барашковые гайки, после чего производить их сбрасывание по диогонали ( противоположные друг другу), последней сбрасывается гайка, расположенная против противовеса.
Требования безопасности в аварийных ситуациях
При обнаружении неполадок в работе оборудования (посторонний шум, гудение, вибрация, ощущение электротока при прикосновении к нетоковедущим металлическим частям, искрение) принять меры по остановке оборудования, отключив подачу электроэнергии, сообщить о случившемся начальнику цеха (мастеру).
Оборудование должно быть остановлено:
-повышения давления выше разрешенного;
-неисправности предохранительного клапана;
-обнаружения в основных элементах сосуда трещин, выпучин, значительного утонения стенок, пропусков или потения в сварочных швах, течи в болтовых соединениях, разрыва прокладок;
-при возникновении пожара, непосредственно угрожающего оборудованию, находящемуся под давлением;
-неисправности манометра;
-неисправности и не полном количестве крепежных деталей на фланцах и крышках;
-неисправной трубопроводной арматуре;
-любой неисправности предохранительных устройств.
О каждой аварийной ситуации необходимо сообщать начальнику цеха и не допускать к работе до устранения неполадок.
При ранении рук, ног, туловища необходимо вскрыть в аптечке индивидуальный пакет, в соответствии с наставлением, напечатанном на его обертке. При наложении повязки нельзя касаться руками той ее части, которая должна быть наложена непосредственно на рану. При необходимости вызвать скорую медицинскую помощь.
При отправлении аммиаком пострадавший должен быть вынесен на свежий воздух или в чистое теплое помещение, прополоскать носоглотку 2-х % раствором соды. Вызвать скорую медицинскую помощь.
Отключить подачу пара в автоклав ( стерилизатор) и на магистрали.
Поднять крюки неработающего электротельфера на максимальную высоту.
Промывка и очистка автоклава внутри разрешается при температуре воздуха не выше 40 ° С и при наличии дежурного около автоклава. Штурвал зафиксировать замком и вывесить плакат «Не включать. Работают люди»
Обойти свой участок, проверить чистоту и порядок.
Привести в порядок средства защиты и спецодежду повесить в отдельный шкафчик.
Вымыть лицо, руки теплой водой с мылом, принять душ.
6.
Список используемой литературы.
