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: 108
Скачиваний: 0
|
|
|
Т а б л и ц а |
III—2 |
|
|
Температура, |
°С |
|
Культура |
теплоносителя |
семян |
||
|
по (27] |
по [69] |
по [271 |
по [69] |
Подсолнечник............................. |
220—800 |
160—350 |
50—65 |
40—60 |
||
Лен ........................................... |
140—150 |
140—150 |
50—60 |
До 80 |
||
Конопля |
180—190 |
180—190 |
40—50 |
— |
||
60 |
||||||
Соя ........................................... |
50 |
100—110 |
25 |
|||
Клещевина . ............................. |
120 |
До |
100 |
50 |
— |
|
45—60 |
||||||
Горчица ....................................... |
80 |
|
120 |
40 |
||
Как видно из таблицы, температура теплоносителя для под |
||||||
солнечника колеблется от 220 до 800° С. |
Такой |
большой диа |
||||
пазон объясняется различным временем |
контакта его |
с семе |
нем. При температуре теплоносителя 800°С время контакта составляет несколько секунд. При длительном контакте теплоно сителя с семенем температуру первого необходимо снижать до
200° С и даже 160° С.
При сушке сои температура теплоносителя составляет всего 50° С; при такой низкой температуре в неизменном состоянии сохраняются белки, содержащиеся в соевых семенах.
Все сушилки для семян работают по нормальному сушиль ному процессу, и слой материала в них непрерывно перемеща ется от места загрузки к выходу.
Сушка в подвижном слое имеет следующие достоинства:
1) семена при движении подвергаются всестороннему воз действию теплоносителя, что создает более равномерную сушку;
2)при движении семян слой их разрыхляется и сопротивле ние прохождению теплоносителя уменьшается;
3)при движении семена не слеживаются, и это предотвраща ет неравномерность сушки и загорание семян.
Расчет сушилки состоит из двух частей: расчета потребного тепла и расчета времени сушки, т. е. расчета статики и кинетики процесса сушки.
Статика процесса сушки маслосемян не отличается от ста тики любого процесса сушки, и расчет ее также выполняется при помощи I—d-диаграммы. При этом расчете определяют коли чество потребного тепла для сушки и количество потребного су шильного агента. По этим данным могут быть подобраны вен тиляторы и калориферы при применении нагретого воздуха или потребное количество дымовых газов.
Время сушки маслосемян устанавливают из опыта.
Не останавливаясь на известном расчете статики сушильного процесса, отметим некоторые особенности этого расчета.
При расчете сушилки нужно знать теплоемкость, которую
32
можно вычислить по эмпирической формуле, полученной на осно ве опытов Ф.Т. Гоголева [3]:
|
|
Ссем = 0,01 (100 — ш) (сс + 1,67/) + |
41,86ffii, |
(III—1) |
|||
где |
сс — удельная теплоемкость абсолютно сухих семян при 0°С, |
Дж/(кг-К); |
|||||
|
w— влажность семян, %; |
|
|
|
|
|
|
|
( — температура, при которой определяется теплоемкость, °С. |
|
|||||
|
Удельная теплоемкость абсолютно сухих семян при 0°С мо |
||||||
жет быть принята [в Дж /(кг-К )] равной |
|
|
|||||
|
Подсолнечник . . . . |
1490 |
К о н о п л я .......................... |
|
1520 |
||
|
Л е н .................................. |
|
1630 |
К лещ евина...................... |
1815 |
||
|
Для других культур теплоемкость может быть вычислена на |
||||||
основе закона |
аддитивности в зависимости от их состава: |
||||||
|
|
Cittii + С2 (а + b) + cKk |
|
(III—2) |
|||
|
|
^сем — |
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где |
Cj, — удельная теплоемкость масла; |
Cj = 2090 |
Дж/(кг-К); |
|
|||
|
mL— содержание масла в семени, %; |
|
|
|
|||
|
с2 — удельная теплоемкость азотистых и экстрактивных веществ; сг= |
||||||
|
= |
1420 Дж/(кг-К); |
|
|
|
|
|
|
(а-f-6) — содержание азотистых и экстрактивных веществ, %; |
|
|||||
|
ск ~ удельная теплоемкость |
клетчатки; ск = |
1340 Дж/(кг-К); |
||||
|
k — содержание клетчатки, %• |
|
|
|
|||
|
Сопротивление (в Па*) слоя семян прохождению воздуха оп |
||||||
ределяется по формуле |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
Ap = |
9,8lAhvn, |
|
(III—3) |
|
где |
h — высота слоя семян, м; |
|
|
|
|
||
|
и— скорость воздуха |
по полной площади сечения, м/с; |
|
||||
|
А и п — эмпирические коэффициенты [3]; |
|
|
||||
|
|
Культура |
|
п |
А |
|
|
|
|
Подсолнечник . |
. . |
1,46 |
0,53 |
|
|
|
|
Л е н ............................. |
|
|
1,18 |
2,00 |
|
|
|
Конопля .................... |
|
|
1,50 |
0,85 |
|
|
|
С о я ............................. |
|
. . . |
1,60 |
0,27 |
|
|
|
Клещевина . . |
1,65 |
0,30 |
|
||
|
|
Хлопок ........................ |
|
. |
1,50 |
0,57 |
|
|
Эмпирическая формула (III—3) |
пригодна для определения |
|||||
сопротивления слоя семян высотой до 2 м. |
|
|
|||||
|
Если температура семян ниже 0° С, то условно считают, что |
50% влаги в них находится в виде льда; в этом случае следует
принять во |
внимание скрытую |
теплоту плавления льда— |
|
334,8 кДж/кг. |
|
||
Сушилки для маслосемян должны обеспечивать: , |
|||
1) |
равномерный нагрев семян, |
поступающих в сушильную ка |
|
меру, и равномерность сушки; |
|
||
2) |
не допускать повышения температуры сушильного агента |
||
1 |
П а=1 |
Н/м2. |
|
3—362 |
|
|
33 |
сверх определенного предела, определяемого видом семян и по жарной безопасностью;
3) равномерное перемещение семян по всему сечению су- ,-шилки;
4)минимальный расход тепла на испарение влаги;
5)небольшую толщину слоя семян;
6)максимально возможное использование сушильного про
странства; 7) регулирование температуры и количества подаваемого су
шильного агента, а также времени пребывания семян в камере; 8) простота устройства и обслуживания сушилки.
Для сушки маслосемян раньше широко применяли шахтные сушилки разных типов, которые в настоящее время заменяются более совершенными сушилками.
Основными недостатками сушилок шахтного типа являются: неравномерность сушки, что объясняется плохой работой выпуск ных устройств и действием сил трения семян о стенки шахты; возможность загорания семян в сушилке из-за застоя и залега ния семян; большое сопротивление сушильной камеры; значи тельные габариты сушилки; большая стоимость сушилки.
Различаются сушилки: пневматические, барабанные и сушил ки для сушки в кипящем слое.
Рассмотрим наиболее характерные современные сушилки, ко торые находят применение в производстве растительных масел.
ПНЕВМАТИЧЕСКАЯ СУШИЛКА ЛАУМП
В этой сушилке материал высушивается во взвешенном со стоянии. Сушилка (рис. III—1) представляет собой металличес кую трубу 1 диаметром 350 мм и высотой 18 000 мм, которая ус тановлена на кирпичном цоколе 2. Верхний конец трубы соеди нен с бункером-сепаратором 5. Для компенсации термических линейных удлинений на трубе установлен чечевицеобразный компенсатор. Бункер-сепаратор соединен со всасывающим от верстием вентилятора.
Цоколь кладут из обычного кирпича, но внутри он выложен огнеупорным кирпичом. В цоколе укреплен шнековый пита тель 3 для подачи семян в сушилку. Внутренняя часть цо коля при помощи газохода соединена со специальной топкой, в которой получаются дымовые газы с высокой температурой
(порядка 1000° С).
Количество газов, поступающее в цоколь, может регулиро ваться специальным шибером. Температура газов регулируется смесительным клапаном, при помощи которого в газы подается холодный наружный воздух. В нижней части цоколя имеется патрубок с клапаном-мигалкой 4 для отвода выпадающих тяже лых примесей.
34
Работа сушилки протекает следующим образом. Семена по течке поступают в шнек-гштатель 3, который передает их внутрь цоколя. Дымовые газы вентилятором из тонки засасываются в цоколь с большой скоростью. Быстро движущиеся газы подхва
тывают |
семена и уносят их вверх по |
|
|||||
трубе со скоростью до 35 м/с. |
Смесь |
|
|||||
газов и семян из трубы попадает в |
|
||||||
бункер-сепаратор 5; здесь сечение, че |
|
||||||
рез которое |
проходит смесь, |
увеличи |
|
||||
вается |
и скорость |
газов поэтому сни |
|
||||
жается. В результате семена оседают |
|
||||||
в бункере, откуда они выводятся при |
|
||||||
помощи клапана-мигалки 6. |
Отрабо |
|
|||||
тавшие дымовые газы из бункера-се |
|
||||||
паратора 5 отсасываются вентилято |
|
||||||
ром и выбрасываются в циклон. |
|
|
|||||
В зоне |
сушки |
семена находятся |
|
||||
2—3 с; этого времени достаточно, что |
|
||||||
бы удалить до 5% влаги из семян. Во |
|
||||||
время пребывания в зоне сушки влага |
|
||||||
удаляется |
преимущественно |
из |
лузги |
|
|||
семян, так как за это время влага из |
|
||||||
ядра не успевает диффундировать в |
|
||||||
лузгу. |
В результате |
такого |
способа |
|
|||
сушки |
получаются |
|
семена |
с |
сухой |
Рис. III—1. Схема пневма |
|
оболочкой и влажным ядром. |
|
|
|||||
подсол |
тической сушилки ЛАУМП. |
||||||
Влажность ядра |
и лузги |
|
нечных семян, подвергающихся сушке в пневматической сушил ке, изменяется в пределах, указанных в табл. III—3 [15].
|
|
|
|
Т а б л и ц а III—3 |
|
Момент измерения |
|
|
|
Влажность, % |
|
|
семян |
ядра |
лузги |
||
|
|
||||
До суш ки.................................. |
10,40 |
6,55 |
12,78 |
||
После суш ки............................. |
6,55 |
5,53 |
8,55 |
||
Из приведенных данных видно, что влага в основном уда |
|||||
ляется из лузги (ее |
влажность |
снизилась на 4,23%); из ядра |
|||
удаляется небольшое |
количество |
влаги |
(влажность |
его снизи |
|
лась на 1,02%). |
|
|
|
|
|
Семена, высушенные в пневматической сушилке, могут дол |
|||||
го храниться, так как за |
время хранения влага_ядра |
переходит |
в лузгу, но общая влажность семени не изменится. Особенно хорошо сушить в такой сушилке подсолнечные семена перед поступлением их в производство. Имеющееся соотношение влаж
3* |
35' |
ности лузги и ядра, обеспечиваемое при сушке семян в пневма тической сушилке, дает хорошие результаты при обрушивании. Вызвано это тем, что сухая лузга легко подвергается раскалыва нию в рушильных машинах, в то время как влажное ядро не разбивается и поэтому не образуется масличной пыли.
Выходящие из сушилки отработавшие дымовые газы имеют высокую температуру (200°С). Следовательно, в этой сушилке тепло используется недостаточно, и она имеет относительно низкий к. п. д. Семена, выходящие из сушилки, имеют темпера туру 70—90° С, поэтому их необходимо охлаждать принудитель но. В противном случае при естественном остывании на семенах будет конденсироваться водяной пар, содержащийся в воздухе, и увеличится их влажность. Кроме того, при искусственном охлаж дении семян удается снять дополнительно 0,5—1,0% влаги без
Рис. III 2. Охладительная камера с поперечно расположенными зонтами.
36
подвода тепла, только за счет увеличения влагоемкости охлаж дающего воздуха.
Для охлаждения семена пропускают через специальные ох ладительные камеры, в которых они подвергаются продуванию наружным холодным воздухом. Охладительная камера с попе речно расположенными зонтами, получившая наибольшее рас пространение, показана на рис. III—2. Эта камера представляет собой прямоугольную металлическую коробку 1, поперек кото рой в шахматном порядке расположены зонты; один ряд зонтов 2 соединен с диффузором 3, а другой ряд 4 — с атмосферой. Се мена подаются сверху и проходят вниз, двигаясь между зонта ми. Наружный холодный воздух, нагнетаемый вентилятором в диффузор, поступает в те зонты, концы которых открыты в диф фузор. Воздух поступает под зонт, выходит из-под него, прони зывает спускающиеся семена и поступает под зонт вышеле жащего ряда, концы которого выведены в атмосферу. По этим зонтам воздух выводится в атмосферу.
Для регулирования выпуска охлажденных семян из камер и поддержания в них уровня семян в нижней части камеры уста новлено автоматически действующее выпускное устройство 5. Оно представляет собой раму с планками, которая совершает воз вратно-поступательное движение. Планки рамы периодически от крывают и перекрывают выпускные отверстия камеры, и таким образом регулируется количество выпускаемых семян.
Пневматическая сушилка ЛАУМП имеет следующие достоин ства: короткий срок сушки при максимально возможной темпе ратуре; равномерность сушки благодаря обмыванию газом каждого семени; малая занимаемая площадь; простота устрой ства; невысокая стоимость (примерно в 3 раза меньше стоимости
шахтной сушилки); большая |
напряженность объема сушилки |
по испаренной влаге — до 260 |
кг/(м3-ч) [15]. |
Пневматическая сушилка ЛАУМП имеет следующие недо статки: невозможность использования дымовых газов, отходящих из котельной, из-за их низкой температуры; повышенный расход электроэнергии по сравнению с шахтными сушилками; низкий термический к. п.д.; большие габариты по высоте и повышен ная металлоемкость; невозможность высушивания за один про ход высоковлажных семян из-за малого съема влаги в сушилке.
Техническая характеристика пневматической сушилки ЛАУМП
Сушилка
Производительность по семенам, т/сут |
215—240 |
Уменьшение влажности семян, % . • |
3—4 |
Размеры трубы, мм: |
350X18 000 |
диаметрХвысота |