Реконструкция линии по производству карамели с модернизацией карамелеварочного котла

Содержание

Введение

Глава 1. Обзор современных объектов аналогичного назначения

1.1. Обзор существующих конструкций

1.2. Патентный обзор

Глава 2. Описание разработанного объекта

2.1. Назначение и область применения

2.2. Описание конструкции и принципа работы

Глава 3. Расчёты, подтверждающие работоспособность разработанного объекта

3.1. Технологический расчёт

3.2. Кинематические расчёты

3.3. Энергетические и теплотехнические расчёты

3.4. Расчеты на прочность и надежность

Глава 4. Монтаж, эксплуатация и ремонт

Заключение

Список использованной литературы

КУРСОВАЯ РАБОТА

Тема: Реконструкция линии по производству карамели с модернизацией карамелеварочного котла

ВВЕДЕНИЕ

Кондитерская промышленность России является одной из стратегически важных отраслей пищевого производства, обеспечивая население широким ассортиментом сахаристых изделий. Карамель занимает особое место в структуре кондитерского рынка благодаря доступности, разнообразию вкусовых характеристик и длительному сроку хранения. Однако значительная часть отечественных производств эксплуатирует морально и физически устаревшее оборудование, что негативно влияет на качество продукции, энергоэффективность технологических процессов и конкурентоспособность предприятий. Актуальность настоящей работы обусловлена необходимостью технического перевооружения карамельных цехов с целью повышения производительности, улучшения органолептических и физико-химических показателей готовой продукции, снижения удельных энергозатрат и обеспечения соответствия требованиям технических регламентов Таможенного союза.

Степень разработанности проблемы в российской научно-технической литературе достаточно высока. Вопросами модернизации карамелеварочного оборудования занимались специалисты МГУПП, ВНИИКП, КубГТУ, разработавшие ряд конструктивных решений, направленных на интенсификацию теплообмена и автоматизацию процессов. Вместе с тем, комплексные подходы к реконструкции технологических линий с учетом современных требований энергосбережения и санитарной безопасности требуют дальнейшего изучения и практической апробации.

Цель курсовой работы: разработка технического решения по реконструкции линии производства карамели с модернизацией карамелеварочного котла.

Задачи курсовой работы:

• провести анализ существующих конструкций карамелеварочного оборудования и патентных разработок;
• разработать конструкцию модернизированного карамелеварочного котла;
• выполнить технологические, кинематические, энергетические и прочностные расчеты;
• определить требования к монтажу, эксплуатации и ремонту разработанного объекта;
• обосновать технико-экономическую целесообразность предложенных решений.

Объект исследования: технологическая линия производства карамели кондитерского цеха.

Предмет исследования: конструктивные и технологические параметры карамелеварочного котла.

Методологическая база: теоретические основы процессов тепломассопереноса, технологии кондитерских изделий, нормативная база (ТР ТС 021/2011, ТР ТС 022/2011, ГОСТ 6477-2019, СанПиН 2.3.2.1078-01), методы технологических и инженерных расчетов.

Научная новизна: предложена усовершенствованная конструкция карамелеварочного котла с оптимизированной системой теплообмена.

Теоретическая и практическая значимость: результаты работы могут быть использованы при реконструкции кондитерских производств для повышения эффективности технологических процессов.

Структура работы: курсовая работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка использованной литературы.

ГЛАВА 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ОБЪЕКТОВ АНАЛОГИЧНОГО НАЗНАЧЕНИЯ

1.1. Обзор существующих конструкций

Производство карамели представляет собой многостадийный технологический процесс, ключевым этапом которого является уваривание сахаро-паточного сиропа до содержания сухих веществ 96-98%. Карамелеварочные котлы, применяемые на отечественных предприятиях, классифицируются по принципу действия на периодические и непрерывные, по способу нагрева на огневые, паровые и электрические. Наиболее распространенными в российской кондитерской промышленности остаются вакуум-аппараты периодического действия с паровым обогревом, обеспечивающие уваривание сиропа при пониженном давлении, что позволяет снизить температуру процесса и предотвратить карамелизацию и инверсию сахарозы [1, c. 45].

Классическая конструкция периодического карамелеварочного котла включает цилиндрический корпус с паровой рубашкой, змеевиковым нагревателем или комбинированной системой обогрева, вакуум-камеру, конденсатор, вакуум-насос, загрузочные и разгрузочные устройства. Рабочий объем котлов варьируется от 150 до 500 литров, производительность составляет от 200 до 800 кг карамельной массы в час. Материал изготовления корпуса и контактирующих с продуктом поверхностей – нержавеющая сталь марок 12Х18Н10Т или аналогичных, соответствующих требованиям санитарных норм для пищевого оборудования [2, c. 78].

Непрерывные карамелеварочные аппараты, получившие распространение на крупных автоматизированных производствах, обеспечивают более высокую производительность и стабильность качественных показателей карамельной массы. К данному типу относятся пленочные аппараты с падающей пленкой, змеевиковые варочные колонки, пластинчатые теплообменники-испарители. Принцип их работы основан на интенсивном тепломассообмене при движении тонкого слоя сиропа по нагреваемой поверхности в условиях пониженного давления. Время уваривания сокращается до 2-5 минут против 15-25 минут в периодических котлах, что минимизирует термическую деструкцию углеводов и улучшает органолептические свойства готовой карамели [3, c. 112].

Современные тенденции в конструировании карамелеварочного оборудования связаны с внедрением систем автоматического управления технологическими параметрами, применением энергосберегающих технологий, совершенствованием гидродинамики потоков и теплообменных процессов. Особое внимание уделяется обеспечению санитарно-гигиенических требований, исключению застойных зон, облегчению санитарной обработки оборудования. Отечественные производители технологического оборудования предлагают модернизированные варочные установки с микропроцессорными системами управления, позволяющими программировать режимы уваривания, контролировать температуру, давление, концентрацию сухих веществ в автоматическом режиме [4, c. 89].

Анализ эксплуатируемого на российских кондитерских фабриках оборудования показывает, что значительная часть карамелеварочных котлов имеет срок службы более 20 лет, характеризуется высокими удельными энергозатрат

…