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1、牛奶搅拌罐课程设计食品机械与设备课程设计 姓 名：曲凡蕊学 号：105010940037系 别：生物与化学工程学院专 业：食品科学与工程班 级： 2010010901指导教师：许彬目录前言1题目32.牛奶的工艺33.1初步选型33.1.1搅拌器33.1.2容器43.2容器参数确定43.2.1容器和封头尺寸43.2.2挡板尺寸53.3搅拌器类型53.3.1搅拌器参数53.3.3搅拌器桨叶厚的确定83.3.4轴参数的确定93.4其他配件的选择103.4.1机座103.4.2支座103.4.3联轴器103.4.4夹套113.4.5接管孔口113.4.6接管113.4.7法兰113.4.8填料密封11
2、4.计算结果概要125.参考文献12前言 混合是食品加工工艺过程中重要的单元操作之一。“混合”是使两种或两种以上不同组分的物质在外力作用下由不均匀状态达到相对均匀状态的过程。混合操作所采用的设备因物料状态不同而异。对于低黏度液体，采用的是液体搅拌与混合机械设备；对于粉料，所用的设备为混合器。介于两种状态之间的物料，既可用搅拌器，也可用混合器，应用最为广泛的为搅拌器。机械搅拌设备主要用于物料的混合、传热、传质和反应等过程。一般来讲，搅拌反应釜主要是由反应釜、搅拌装置、传动装置和轴封等组成。反应釜包括釜体和传热装置，它是提供反应空间和反应条件的部件，如蛇管、夹套和端盖工艺接管等。搅拌装置由搅拌器和
3、搅拌轴组成，靠搅拌轴传递动力，由搅拌器达到搅拌目的。传动装置包括电动机、减速机及机座、联轴器和底座等附件，它为搅拌器提供搅拌动力和相应的条件。轴封为反应釜搅拌轴之间的密封装置，以封住釜体内的流体不致泄露。由电机驱动，经减速机带动搅拌轴及安装在轴上的搅拌器搅拌反应釜的操作目的主要表现为：(1)使不互溶液体混合均匀，制备均匀混合液、乳化液，强化传质过程；(2)使气体在液体中充分分散，强化传质或化学反应；(3)制备均匀悬浮液，促使固体加速溶解、浸取或液-固化学反应；(4)强化传热，防止局部过热或过冷。2m3牛奶机械搅拌罐设计 摘 要：本设计介绍了小型搅拌器涉及的基本思路和基本理论，分析了搅拌器的基本
4、构造及其相关内容阐述了搅拌器的运动及其动力装置。通过对搅拌器的基本设备的描述和对其基本工作原理、作用和功能等相关文献的参考，对搅拌器的选型加以综述。关键词：牛奶；发酵罐；设计；1题目原料种类目的密度（kg/m3)粘度（cp）处理量（m3）牛奶调配1.311033522.牛奶的工艺工艺流程3.1初步选型3.1.1搅拌器根据物料的黏度选型黏度的国际单位为pas 1pas=1000cp，此物料的黏度 0.1pas 根据上图可知，因此该物料属于低粘度物料又牛奶调配是低粘度军饷液体混合，要求搅拌器的剪切作用和循环能力,可使用的搅拌器类型是推进式/旋涡式。初步确定选择涡轮式搅拌器3.1.2容器选用立式圆筒
5、形容器,标准椭圆形封头，整体夹套。3.2容器参数确定3.2.1容器和封头尺寸1、自定高径比，选H/D=1.2，装料系数1=0.8Vg=2 Vg=V/1V=2.5 （Vg公称体积（2m） 1装料系数 V全容积）VDiH/4 Di= =1.38m圆整到公称直径D=1400mm，封头取与圆筒体相同内径，封头直边高度h2=25mm当D=1400mm ，h2=25mm时，查过程设备机械基础附录6，得封头体积v=0.398m3 2、核算H/Di与H/Di=1.41/1.38=1.02，该值处于11.3之间，故合理，故也合理。容器及封头类型参数如下表：容器类型容器直径（m）容器内径（m)封头类型封头直边高度
6、(m）封头体积（m3)立式圆筒型1.380.025椭圆形0.0250.3983.2.2挡板尺寸挡板宽度： b1=0.1D=0.14m 挡板个数E1=43.3搅拌器类型搅拌桨为六直叶开启涡轮搅拌桨3.3.1搅拌器参数搅拌桨的直径dj=1/3Di 所以dj=0.47m叶片宽度b2=0.2dj=0.094m选转速n1=200r/min查HGT3796.1122005得桨叶的轮毂直径为90mm，轴孔直径为60mm3.3.2电机、减速器的参数=0.035pas n1=200r/min =1.31103kg/m3 dj=0.47mRe=31190.5 属于湍流根据下图得Np=4 N1=6.06kw此时应先
7、选择合适的减速机，再确定电机的型号。确定减速器为两级齿轮减速器 ，根据下表得减速器类型开式传动、铸齿减速器开式传动减速器单级圆柱齿轮减速器双级圆柱齿轮减速器行星齿轮减速器0.90.930.950.970.980.950.960.950.982=0.96减速器输出转速n2=250r/min则电机功率Na=（N+Nm)/2 =1.1N/0.96=6.9Kw注：N搅拌功率；Nm轴封处损失功率0.1N；查电机型号表，如下图确定电机型号为Y132S22过载系数k=2减速比为=11.6 属于所选减速器的减速比范围之内电机型号确定准确 所选减速机的一些参数名称减速比范围轴转速范围功率范围效率标准图号两级齿轮
8、减器5.63-11.6125-2500.6-300.96HG5-746-78减速器型号根据下图确定减速器型号为LC1253.3.3搅拌器桨叶厚的确定查表得=0.8cmNj=k3NdNmNj=13.79kw查表得 其中Z=6 n=200r/minM=1119.6kg.f.cm=112M.pa又弯=M/W=75由上述数据查下表选择桨叶选择材料 高合金钢ooCr17Ni14Mo2s为75确定的桨叶参数如下表桨叶类型桨叶直径桨叶宽度桨叶厚度轮毂直径轴孔直径桨叶材料六直叶开启涡轮搅拌桨500mm10mm8mm90mm60mm高合金钢ooCr17Ni14Mo23.3.4轴参数的确定由下表几种常用轴材料的k
9、与A值轴的材料A3、20A4、354540CrC调质1CrB退大2Cr调质k120200200300200400400520180240400500A14.3412.1412.210.610.69.649.648.8312.611.49.648.95变换系数1.361.151.161.011.010.920.920.841.191.080.920.85选定45号钢k=310则 N=N11.36=8.24HPd1=3.29cm max=TQ/Wp=302.6kd1选择3.9cm 即轴直径为3.9cm轴材料的选择查下表 B、C系数Go=8.1105kgf/cm2时系数011.522.5B12108
10、.57.77.26.8C0.730.620.520.470.440.42选0=0.5 则此时B=10 Go=8.1105kgf/cm2 轴材料可确定为45号钢轴直径d=3.9cm3.4其他配件的选择根据通用零部件的标准，确定以下零部件3.4.1机座根据电动机型号确定：机座为整体底座 型号为633353.4.2支座选用耳式支座3.4.3联轴器联轴器类型许用扭矩范围1Nm轴径范围mm最大转速范围r/min形式代号规格标准刚性夹壳联轴器8590030110380900TQ25200HG-213-653.4.4夹套Di50600mm7001800mm20003000mmD夹Di50Di100Di200
11、Di=1500 D夹=1600mm选择可拆式整体夹套 直径1600mm 高860mm3.4.5接管孔口孔口类型链接尺寸及标准入孔PN1.6DN400HG)45-1999压料口PN0.25DN40HG)45-1991压料套管PN0.25DN100HG)45-1991出料口PN0.25DN40HG)45-19913.4.6接管出料口接管453.5150压料管51315压料口108450入孔18015833.4.7法兰类型标准号名称数量材料可接椭圆形顶盖处法兰JB/T4701-2000PII1400-0.252Q2358螺母垫圈螺栓GB/76170-2000GB/795-2002GB/T5782-2
12、000螺母M20垫圈20螺栓M20953.4.8填料密封根据GB21537-1992 选择填料规格16164.计算结果概要类型数量材料电动机Y132S2-21减速器LC1251联轴器25-2002组合件法兰PN0.25DN402Q2358盖板PN2.5DN1001Q2358螺母N161Q235-A开启式涡轮搅拌器1高合金ooCr17Ni14Mo2接管3235110接管4535110夹套封头2Q235-A夹套筒体1Q235-A耳式支座A44Q235-A-F封头DN1400102Q235-A螺栓M20552Q235-B垫圈2052Q215-A螺母M2052Q235-B垫片1石棉橡胶板法兰2Q235-A5.参考文献1肖旭霖.食品加工机械与设备.中国轻工业出版社.1991年2化工设备结构图册.1992年3化工设备设计全书编辑委员会.搅拌设备设计M.上海：上海科学技术出版社.19934王凯，虞军.搅拌设备M.北京：化学工业出版社.1992年5陆振曦，陆守道.食品机械原理与设计M.北京：中国轻工业出版社.1995年6化工机械设计基础指导书（第二版）7国家医药管理局上海医药设计院编.化工工艺设计手册（下册）M.
