制糖工藝的設(shè)備衡算計(jì)算過(guò)程案例目錄TOC\o"1-3"\h\u22138制糖工藝的設(shè)備衡算計(jì)算過(guò)程案例 1233161.1設(shè)備選型的原則與依據(jù) 1211871.2助晶機(jī)的選型及計(jì)算 2172651.1.1助晶管理 2290941.1.2助晶過(guò)程中設(shè)備的選型及計(jì)算 240901.3助晶機(jī)設(shè)備su建模設(shè)計(jì) 4320181.3.1采用sketchup作助晶機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)的目的及意義 4216941.3.2助晶機(jī)建模制作的一般步驟 4依據(jù)在物料衡算中選定的工藝流程及計(jì)算出的結(jié)果，進(jìn)行助晶機(jī)的設(shè)備衡算，并通過(guò)計(jì)算相關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)選擇合適型號(hào)的設(shè)備、內(nèi)容積和數(shù)量，保證設(shè)計(jì)穩(wěn)妥可靠、符合糖廠生產(chǎn)需求，在不浪費(fèi)資源的同時(shí)能獲得相同的收益。衡算的助晶機(jī)設(shè)備以現(xiàn)有國(guó)家通用產(chǎn)品和制糖專業(yè)設(shè)備系列產(chǎn)品為參考對(duì)象，利用公式、查定數(shù)據(jù)、經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并參考國(guó)內(nèi)外同類型糖廠實(shí)際生產(chǎn)中的具體使用情況作相應(yīng)調(diào)整、核算、選用。1.1設(shè)備選型的原則與依據(jù)一、選型原則：(一)要符合生產(chǎn)工藝的要求，保質(zhì)保量。(二)在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，應(yīng)盡量做到技術(shù)成熟、穩(wěn)定并有其先進(jìn)之處。(三)在滿足工藝任務(wù)需求的基礎(chǔ)上，盡量選擇能最大程度節(jié)能的設(shè)備。(四)便于安裝、操作及維護(hù)保養(yǎng)并能減少其維修費(fèi)用。二、選型依據(jù)：(一)主要根據(jù)物料、熱力兩大衡算中計(jì)算得的物料量進(jìn)行設(shè)備計(jì)算。(二)計(jì)算時(shí)要預(yù)留有足夠的富余量，使設(shè)備能適應(yīng)日常生產(chǎn)及特殊情況下處理量的變化。(三)進(jìn)行設(shè)備容量及臺(tái)數(shù)計(jì)算時(shí)，首先應(yīng)從滿足生產(chǎn)的需求出發(fā)，使其更靈活、更穩(wěn)定和更適應(yīng)，然后再考慮投資經(jīng)費(fèi)的多少[7]。1.2助晶機(jī)的選型及計(jì)算1.1.1助晶管理助晶這一過(guò)程實(shí)際是利用了降低糖膏溫度從而降低溶解度的原理，使較粘稠的糖膏能夠順利析出晶體。主要是用于結(jié)晶工段的丙糖膏。在糖廠的實(shí)際生產(chǎn)中，糖膏分蜜之前的助晶對(duì)于降低糖分損失有著極大影響。其助晶質(zhì)量好壞將直接影響到桔水的錘度及純度，即影響分蜜時(shí)跑糖多少的關(guān)鍵[7-9]。與之匹配的降溫速度及降溫方式，適宜的加水量、助晶時(shí)長(zhǎng)，最佳助晶末期溫度的選擇，充分的攪拌等都是助晶過(guò)程的CCP關(guān)鍵控制點(diǎn)。降溫速度：已知降低糖膏溶解度，能提高糖膏過(guò)飽和系數(shù)，析出蔗糖晶體或使原有晶?！伴L(zhǎng)大”。而糖膏的溶解度主要通過(guò)降溫把控，當(dāng)降溫速度超過(guò)助晶實(shí)際需求，就會(huì)起偽晶；但降溫速度遠(yuǎn)慢于助晶的需要時(shí)，晶粒析出速度也會(huì)減慢，增加助晶時(shí)長(zhǎng)，提高生產(chǎn)成本。故而，降溫速度需符合結(jié)晶速度的需要。糖廠有關(guān)降溫速度的經(jīng)驗(yàn)數(shù)值為0.8-1.5h/℃。加水量：助晶期間需要加入適宜的水量，對(duì)糖膏的過(guò)飽和系數(shù)進(jìn)行調(diào)控，避免出現(xiàn)飽和度過(guò)高差，產(chǎn)生多余細(xì)小晶粒。具體加水量根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)時(shí)的母液過(guò)飽和度計(jì)算可得[7-8]。助晶時(shí)間：一般而言，助晶時(shí)間越長(zhǎng)越有利于糖分回收，晶粒從母液中析出的蔗糖分也就越多。但同時(shí)要配合上使用的設(shè)備性能、糖膏具體純度以及自動(dòng)化生產(chǎn)需要。故據(jù)糖廠經(jīng)驗(yàn)數(shù)值顯示，丙糖膏助晶20-24h較符合需求[9]。降溫方式：與助晶機(jī)工作原理、即冷卻介質(zhì)（使用冷水與糖膏換熱降溫或利用空氣自然降溫）有關(guān)，有水冷式與氣冷式之分。充分?jǐn)嚢瑁号c助晶機(jī)結(jié)構(gòu)相關(guān)。1.1.2助晶過(guò)程中設(shè)備的選型及計(jì)算由上述可得，依據(jù)冷卻介質(zhì)可分為水冷式及氣冷式；也可依照形狀分立式及臥式；以及一般情況下的分類：間歇式及連續(xù)式（連續(xù)式大多采用水冷式降溫）[7]。良好的助晶機(jī)應(yīng)具備以下條件：其容積應(yīng)與結(jié)晶罐相適應(yīng)；具有符合生產(chǎn)需求的冷卻面積；內(nèi)設(shè)攪拌裝置，提高助晶效果，以防產(chǎn)生偽晶或沉晶；有升溫裝置，可在糖膏較粘稠不易流動(dòng)時(shí)降低黏度；有手動(dòng)裝置，避免停電而產(chǎn)生的一切不良情況。水冷式即通過(guò)冷水作換熱介質(zhì)傳熱控制助晶溫度，傳熱效能較佳，需要助晶時(shí)間較短。但在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)冷卻管的密封性能要求高，冷卻管容易滲漏，也不利于維修更換，同時(shí)還易產(chǎn)偽晶[10-13]。而傳統(tǒng)的氣冷式助晶機(jī)在傳熱效果上不及水冷式，但內(nèi)帶螺旋式攪拌器，可防止出現(xiàn)沉晶現(xiàn)象，助晶質(zhì)量更佳，利于后續(xù)分蜜[7-11]。故此處選擇使用氣冷式助晶機(jī)。但又因其傳熱不良的特點(diǎn)，在本設(shè)計(jì)中，還要結(jié)合立式助晶機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，升級(jí)氣冷式助晶機(jī)。在機(jī)內(nèi)自左而右安裝冷卻元件，糖膏與冷卻介質(zhì)成逆流流動(dòng)，內(nèi)部攪拌裝置與冷卻元件距離相近，既可充分混勻糖膏又可清潔冷卻元件，而從提高設(shè)備的傳熱性能。表4-9計(jì)算基礎(chǔ)數(shù)據(jù)項(xiàng)目糖膏量%C比重t/m3助晶時(shí)間h助晶容積m3甲糖膏21.351.52250乙糖膏3.851.53650丙糖膏3.761.551850臺(tái)數(shù)：式中G0——每小時(shí)榨蔗量，t/hg——各種糖膏，%Ct——助晶總時(shí)間，hK——波動(dòng)系數(shù)，甲糖膏1.0，乙糖膏1.25，丙糖膏1.5γ——糖膏容積重度，t/m3V——助晶機(jī)有效容積，m3甲糖膏助晶機(jī)N=12000×21.35%×3×1.0/(24×1.52×50)=1.34(臺(tái))取3臺(tái)乙糖膏助晶機(jī)N=12000×3.85%×6×1.25/(24×1.53×50)=1.57(臺(tái))取2臺(tái)丙糖膏助晶機(jī)N=12000×3.76%×20×1.5/(24×1.55×50)=5.46(臺(tái))取6臺(tái)選用TZL50助晶機(jī)3臺(tái)；選用TZL50助晶機(jī)2臺(tái)；選用TSL50連續(xù)助晶機(jī)6臺(tái)。1.3助晶機(jī)設(shè)備su建模設(shè)計(jì)1.3.1采用sketchup作助晶機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)的目的及意義由于科技的日益發(fā)展以及人們變化的需求，三維建模技術(shù)在建筑、景觀建模、教育教學(xué)等多個(gè)領(lǐng)域中已普遍被采用[13-14]。而在目前的制糖行業(yè)領(lǐng)域，又或者說(shuō)是機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域中，還處于廣泛使用CAD作為建模設(shè)計(jì)軟件的狀態(tài)，甚少有人采用sketch

up制作三維建模[13]。與CAD相較，sketch

up作為新式建模軟件，其功能更為強(qiáng)大，操作界面簡(jiǎn)潔、操控鍵更少，對(duì)于使用者而言更易掌握，對(duì)于被設(shè)計(jì)對(duì)象而言更為生動(dòng)立體。使用sketch

up作為制糖設(shè)備的三維建模設(shè)計(jì)軟件，能夠大大提高出圖的效率和建模成品的質(zhì)量，使用狀態(tài)遠(yuǎn)優(yōu)于CAD[14-15]。結(jié)合以上兩點(diǎn)可知，采用sketch

up作助晶機(jī)設(shè)備三維建模設(shè)計(jì)軟件，對(duì)于本次助晶機(jī)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新及提高設(shè)備建模圖的質(zhì)量具有極重要的意義。因此在本次設(shè)計(jì)中將采用sketch

up作助晶機(jī)的設(shè)備三維建模設(shè)計(jì)。1.3.2助晶機(jī)建模制作的一般步驟首先參考現(xiàn)有文獻(xiàn)資料中的助晶機(jī)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，腦海中先勾勒出助晶機(jī)的各個(gè)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)部分，有個(gè)大致的形狀。再根據(jù)前面計(jì)算所得的尺寸數(shù)據(jù)，開(kāi)始進(jìn)行建模設(shè)計(jì)。打開(kāi)直線工具，畫(huà)出中軸線。根據(jù)剖面圖繪制攪拌軸（先選定軸的尺寸，再使用推拉工具，不斷重復(fù)，畫(huà)出軸型）。根據(jù)頂視圖及剖面圖的尺寸使用直線工具畫(huà)出機(jī)體的形狀，并畫(huà)出外面筒的形狀。根據(jù)頂視圖及原定基礎(chǔ)圖繪制支撐機(jī)體的基礎(chǔ)，使用推拉工具，拉出基礎(chǔ)的長(zhǎng)度。攪拌漿的繪制：先繪制軸上的葉片（不與軸接觸的部分）繪制好其平面圖后，使用推拉工具，使葉片推拉成一定厚度，再加上線條連接的葉片，由此繪制好攪拌槳的部分，并根據(jù)剖面圖確定攪拌槳的位置。兩個(gè)側(cè)面的工字鋼部分，先確定工字鋼的側(cè)面樣式再使用推拉工具進(jìn)行繪制。根據(jù)剖面圖填料裝置的截面，使用跟隨工具繪制8個(gè)螺釘，先繪制好一個(gè)螺釘后確定陣列的圓心，使用旋轉(zhuǎn)工具，按住Ctrl，確定好45°角，再輸入7x，螺釘完全陣列入料。確定好進(jìn)料的截面，后再使用路徑跟隨工具繪制好進(jìn)料。繪制軸承座：根據(jù)軸層座部分的截面，使用路徑跟隨工具繪制軸層座主題部分。對(duì)于軸層座外形的細(xì)節(jié)部分，先繪制好一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的長(zhǎng)方體，確定陣列的圓心，使用旋轉(zhuǎn)工具，按住Ctrl，確定好15°角，再輸入23x，從而對(duì)軸層座凸出部分進(jìn)行陣列。軸層座支撐部分繪制：先繪制出兩個(gè)圓柱體，一個(gè)豎向，一個(gè)橫向，選中橫向圓柱右邊的圓進(jìn)行縮放，使圓柱體成為一個(gè)圓臺(tái)，再對(duì)豎向的圓柱和橫向的圓臺(tái)進(jìn)行模型交錯(cuò)，刪除其中重疊的多余部分，得到軸層座支撐部分。繪制左側(cè)蝸輪蝸桿減速裝置：根據(jù)