Файл: Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 104
Скачиваний: 0
меняется в зависимости от влажности семян, что видно из сле дующих данных для высокомасличного подсолнечника:
Влажность семян, |
% ■ • |
6,07 |
6,58 |
10,13 |
12,98 |
15,78 |
19,07 |
|
|
|
Г |
|
|
|
|
Объем одного |
семени, |
0,091 |
0,089 |
0,094 |
0,095 |
0,102 |
0,103 |
см3 ............................. |
|||||||
Средний объем одного |
семени |
ГСр = 0,096 см3. |
|
|
|
||
Для семян других культур нет таких подробных данных, но, |
|||||||
по данным Ф. Т. Гоголева [3], средний размер |
одного |
семени |
льна составляет 0,00358 см3, конопли 0,0175, соли 0,0941 и клеще вины 0,289 см3.
При аэродинамических и гидравлических расчетах семена представляют в виде шарообразных частиц, имеющих эквивалент ный диаметр, вычисляемый из объема одного семени. Такая условность упрощает аэродинамические расчеты, но в то же вре мя вносит некоторую погрешность в получаемые результаты изза несоответствия гидродинамической обстановки обтекания шарообразной частицы и частицы неправильной формы.
Для уменьшения получаемых погрешностей в расчет вводит ся так называемый коэффициент формы, который учитывает от клонение частицы неправильной формы от формы шара.
В настоящее время нет общепринятого определения понятия коэффициента формы, и поэтому различные авторы определяют величину этого коэффициента по всевозможным формулам. Для высокомасличного подсолнечника его можно принять равным 1,34 [75], для сои 0,92 [78]. Для других культур коэффициент формы не установлен.
ВЛАЖНОСТЬ СЕМЯН
Влажность семян имеет очень большое значение как при хранении, так и при переработке. Кроме того, влажность семян оказывает значительное влияние на их физико-механические свойства (коэффициент трения, порозность, механическую проч ность и др.).
Влажность семян, определяемая в лаборатории, не дает ис тинной картины распределения ее между отдельными семенами.
Лабораторный анализ показывает лишь |
некоторую среднюю |
|
влажность взятой пробы. |
|
|
Исследования |
В. М. Копейковского, |
Г. И. Гарбузовой |
и М. Н. Игольченко [4] показывают, что в зерновой смеси отдель ные семена имеют влажность, значительно отличающуюся от средней влажности смеси. Например, при влажности семенной массы 6,2% влажность отдельных семян была в таких пределах:
22
Влажность |
отдельных |
4—5 |
5—6 |
6—7 |
7—8 8—9 |
9—10 |
10—11 |
||
семян, % |
|
||||||||
Количество |
семян |
дан |
5 |
19 |
25 |
33 |
14 |
2 |
2 |
ной влажности, |
% • • |
||||||||
Из этих данных видно, |
что в семенной |
массе влажность от |
|||||||
дельных |
семян |
колеблется в широких пределах — от 4 до 11%. |
Так как влажность семян оказывает влияние на их физико механические свойства, становится ясным, почему эти свойства колеблются иногда в широких пределах.
Приведенное различие влажности семян имеет место при лю бой влажности семенной смеси, но при меньшей средней влаж ности семенной смеси влажность отдельных семян отличается от средней влажности на меньшую величину, что наглядно видно из исследований М. И. Игольченко (табл. II—3) [5].
|
|
|
|
Т а б л и ц а II— 3 |
|
|
Средняя влажность семенной смеси, % |
|
|||
|
2, 33 |
|
5,52 |
|
8,43 |
Влажность |
Количество |
Влажность |
Количество |
Влажность |
Количество |
отдельных |
семян данной |
отдельных |
семян данной |
отдельных |
семян данной |
семян, % |
влажности, % |
семян, % |
влажности, % |
семян, % |
влажности, % |
До 2 |
12 |
До 4 |
10 |
До 7 |
12 |
2—3 |
68 |
4—5 |
46 |
7—8 |
22 |
3—4 |
16 |
5—6 |
28 |
8—9 |
26 |
Более 4 |
4 |
6 - 7 |
14 |
9—10 |
24 |
|
|
Более 7 |
2 |
Более 10 |
12 |
Разновлажность семенной смеси создает определенные труд ности как при хранении, так и при переработке семян. Распре деление влаги в отдельном семени, между его частями также неравномерно. Так, согласно исследованию В. М. Копейковского и М. И. Игольченко [6], в лузге подсолнечных семян содержится
влаги больше, |
чем в ядре: от 2,24 (при 20° С) до 2,67 раза (при |
40° С). Таким |
образом, влажность лузги всегда выше влажнос |
ти ядра. |
|
КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ
Различают два вида трения: трение скольжения и трение качения. Как известно, силы трения F пропорциональны нор мальному давлению N :
F = fN, |
(II—4) |
где f — коэффициент трения скольжения или качения.
23
При малых скоростях силы трения не зависят от относитель ной скорости движения соприкасающихся тел. Кроме того, раз личают трение в покое и трение в движении, причем первое зна
чительно больше второго.
Практический интерес представляет коэффициент трения в движении, и в дальнейшем, говоря о коэффициенте трения, бу дем иметь в виду коэффициент трения в движении. При мате матических расчетах коэффициент трения часто заменяют тан
генсом угла трения, поэтому |
|
|
f = tgcp. |
. |
(II—5) |
Если рассматривается трение семян одного о другое, то го ворят о коэффициенте внутреннего трения /о, который равен тан
генсу угла естественного откоса: |
(И—6) |
/о = tg 0. |
Коэффициент трения является величиной переменной, зави сящей от многих факторов. Важнейшими из них являются: вид культуры, качество и род трущихся поверхностей, влажность семян.
Коэффициенты трения для масличных семян изменяются от 1,0 до 0,25 по стальной поверхности и от 1,43 до 0,3 по деревян ной поверхности. Данных об изменении коэффициента грения в зависимости от различных факторов нет, но подмечено, что при увеличении влажности семян растет и коэффициент трения.
На коэффициент трения |
оказывает |
также влияние и характер |
|||||||
трущейся поверхности: чем лучше обработана |
поверхность, тем |
||||||||
v |
|
ниже коэффициент трения. Некото |
|||||||
|
|
рые приближенные данные о коэф |
|||||||
|
|
фициентах |
трения |
|
маслосемян |
и |
|||
|
|
продуктов их переработки приведе |
|||||||
|
|
ны в литературе [И , 12]. |
|
|
|||||
|
|
В табл. |
II—4 приведены значе |
||||||
|
|
ния коэффициентов трения. |
|
||||||
|
|
Если |
семена |
имеют |
шаровую |
||||
|
|
или округлую форму, то может |
|||||||
|
|
иметь место |
трение |
качения (рис. |
|||||
Рис. II—5. Угол опрокидыва |
II—5). Для этого |
случая |
академик |
||||||
ния шарообразной частицы. |
В. П. Горячкин, рассматривая угол |
||||||||
дывания и обозначает р. |
ОСО', называет его углом опроки |
||||||||
Точка О' в этом случае |
является точ |
||||||||
кой приложения силы реакции N. |
|
|
|
|
|
|
|||
Рассматриваемая |
частичка |
будет находиться в равновесии, |
|||||||
если |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Pr cos р < |
Qr sin р, |
|
|
|
(II—7) |
|||
где левая и правая |
части этого |
неравенства — моменты сил |
G |
и Р относительно приложения силы реакции в точке О'. Из не равенства (II—7) можем написать
24
|
|
|
|
Т а б л и ц а II— 4 |
|
Продукт |
Угол |
Коэффициент внешнего трения |
|
|
естественного |
по дереву |
по стали |
|
|
|
откоса, ° |
||
Семена |
27—34 |
0,364—0,577 |
|
|
подсолнечника ................... |
0,315—0,488 |
|||
льна .................................. |
29,5 |
0,306—0,661 |
0,249—0,354 |
|
клещевины . . . . . . |
34—46 |
0,364—0,445 |
0,286—0,377 |
|
хлопка .................................. |
— |
1,07—0,75 |
0,87—0,62 |
|
Рушанка |
41—43,5 |
0,542 |
0,425 |
|
подсолнечная ................... |
||||
конопляная ........................ |
42 |
0,787 |
0,554 |
|
клещевинная ................... |
43 |
0,624 |
0,510 |
|
хлопковая ........................ |
— |
— |
0,780 |
|
Ядро |
|
42 |
0,477 |
0,384 |
подсолнечное .................... |
||||
хлопковое ........................ |
— |
— |
0,680 |
|
|
|
|
|
|
Шелуха |
46 |
0,674 |
0,466 |
|
подсолнечная .................... |
||||
хлопковая ........................ |
— |
1,43—1,11 |
1,00—0,81 |
|
Мятка |
|
|
|
|
хлопковая из шелушеных |
|
0,87—0,84 |
0,81—0,73 |
|
семян .................................. |
_ |
|||
подсолнечная .................... |
46 |
0,48 |
0,503 |
|
Мезга |
хлопковая.................... |
— |
1,00—0,93 |
0,93—0,84 |
|
|
|
|
|
Мука |
хлопковая ........................ |
|
0,78—0,92 |
0,70—0,81 |
|
Р |
Gr siп ц |
|
(II—8) |
|
- G tg р . |
|||
|
|
ГCOS |Д |
|
|
Сила трения |
|
|
|
|
|
|
F = G tg Р |
|
(II—9) |
Полученное уравнение аналогично уравнению для случая трения скольжения. Угол опрокидывания невелик и колеблется в пределах 5—18°, что было найдено опытным путем.
ОБЪЕМНАЯ МАССА И ПЛОТНОСТЬ СЕМЯН
Различают плотность и объемную массу сыпучего продукта, ибо в определенном объеме сыпучий материал может размещать ся неодинаково плотно. Это зависит от того, как располагаются частицы одна относительно другой. Если частицы имеют шаро образную форму, то при наиболее плотной их укладке (когда они укладываются по вершинам ромбоэдра с углом между реб рами 60°) объем частиц составляет 0,785 занятого ими объема. При наименее плотной укладке (по вершинам куба) объем час тиц составит лишь 0,524 объема, занятого ими.
25
Отсюда совершенно очевидно, что объемная масса не может иметь постоянного значения: она изменяется в зависимости от таких факторов, как высота засыпки материала в емкость, раз меры емкости и семян. Все эти факторы оказывают влияние на величину объемной массы, так как от них зависит плотность ук
ладки семян в массе.
Отношение объемной массы материала в наиболее разрыхлен ном состоянии к объемной массе материала при наиболее плот ной укладке частиц называется коэффициентом разрыхления. Для шарообразных частиц коэффициент разрыхления
Если нельзя точно определить коэффициент разрыхления, то его принимают в пределах 0,67—0,8 .
Ниже приведены средние значения объемной массы (в кг/м3) некоторых масличных культур:
Подсолнечник............................................ |
400—440 |
|
Л е н ................................................................... |
|
656-682 |
Клещевина ................................................. |
450—550 |
|
Хлопок |
(опушенность 3 % ) .......................... |
515 |
С о я ............................................................... |
|
720-760 |
А рахи с................................................................. |
240 |
|
Рушанка подсолнечная.................................... |
328 |
|
Лузга |
подсолнечная.................................. |
86—145 |
Мятка |
клещевинная...................................... |
515—560 |
Мезга |
полуобезжиренная........................ |
745—840 |
При расчете Оборудования чаще всего пользуются объемной массой продуктов, однако иногда приходится оперировать плот ностью.
Плотность высокомасличных сортов подсолнечника составляет 680—700 кг/м3 и не изменяется при изменении влажности семян
[2, 13].
Плотность хлопковых семян изменяется в зависимости от сорта: плотность низкосортных семян меньше плотности высоко сортных. Кроме того, при увеличении влажности хлопковых се
мян плотность их снижается. |
Опушенность хлопковых семян |
||||||
практически на плотность влияния не оказывает. |
[14]. |
||||||
Плотность |
хлопковых семян приведена |
в |
табл. II—5 |
||||
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
II—5 |
|
Влажность семян, |
% |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
|
Плотность, кг/м3 |
I сорт |
1071 |
1063 |
1056 |
1048 |
1041 |
|
II сорт |
953 |
943 |
932 |
920 |
908 |
||
|
26