Курсовая работа: Гомогенизатор молока

∆t = град, (2.8)

где N ‑ потребная мощность, Вт;

V _сек – объемная производительность гомогенизатора, м³ /ceк;

ρ – плотность продукта, кг/м³ ;

і массовая теплоемкость продукта, Дж/(кг∙ град).

Высокое давление гомогенизации является причиной того, что клапанные гомогенизаторы поглощают много электроэнергии и отличаются большой металлоемкостью. Чтобы уменьшить расход энергии и облегчить конструкцию, за рубежом созданы гомогенизаторы «низкого» давления. Режим их работы позволяет получить эффект гомогенизации, достаточный при выработке цельного гомогенизированного молока.

Пружина гомогенизирующей головки должна быть достаточно жесткой, чтобы обеспечить необходимое давление гомогенизации, зависящее от усилия Р , с которым пружина действует на клапан. Связь между этим усилием, параметрами пружины и возникающим в пружине наибольшим касательным напряжением τ_макс выражается формулой

τ_макс = Н/м² , (2.9)

где Р – усилие, действующее на пружину, Н;

D – средний диаметр витков пружины, м;

d – диаметр проволоки, м;

k – поправочный коэффициент.

Поправочный коэффициент зависит от индекса пружины

С = . (2.10)

Приближенно

k = . (2.11)

Пружина должна удовлетворять условию τ_макс ≤ [τ]_. Допускаемое напряжение на кручение [τ], которое зависит от механических свойств материала, колеблется в широких пределах (300 – 600 МН/м² ).

При расчете задаются индексом пружины С_п = 4–5. Это дает возможность на основании формулы (3.9) определить диаметр проволоки d :

d = . (2.12)

По формуле (3.10) рассчитывают средний диаметр витков пружины.

Количество витков пружины гомогенизатора п = 4 – 6. Усилие затяжки Р определяют по формуле

Р = f ∙∆p , (2.13)

где f – площадь сечения канала перед клапаном, м² ;

∆р – рабочее давление гомогенизации, Н/м² [15].

2.2 Расчет гидродинамических параметров потока жидкости и технических характеристик гомогенизатора

Для расчета процесса гомогенизации возьмем сливки 25% жирности, т. к. при производстве сметаны гомогенизация исходного сырья имеет наиболее важное значение. Сливки 25% жирности гомогенизируют при температуре 70⁰ С и давлении гомогенизации ∆р = 10 МПа.

Пусть производительность гомогенизатора составляет 1200 л/ч.

Плотность сливок 25%-ной жирности при температуре 70⁰ С ρ = 978 кг/м³ [3].

Массовая теплоемкость сливок 25%-ной жирности при температуре 70⁰ С С = 3432,6 Дж/ (кг∙град).