Антипов С.Т. и др. Машины и аппараты пищевых производств. Книга 2. Том 2

Подождите немного. Документ загружается.

Глава 17 Аппараты для сушки

пищевых сред

111

пространство между цилиндрами служит емкостью для зерна, в которой происходит

их охлаждение. К верхней части внутреннего цилиндра присоединен всасывающий

патрубок вентилятора б, который отводит отработавший воздух.

Рис.

17.8 Зерносушилка СЗСБ-8

Зерно через загрузочную камеру 10 поступает в сушильный барабан 2, где ло-

патки барабана и крестовины подхватывают зерно и поднимают его вверх, откуда

оно ссыпается вниз. При каждом таком ссыпании под действием воздушного напора

и подпора загрузки зерно перемещается вдоль барабана.

Агент сушки, выходя из топки / и проходя через барабан 2, омывает ссыпаю-

щийся с пола материал, высушивает его и отводится вентилятором 7. Зерносушилка

работает под разряжением во избежание утечки агента сушки через неплотности.

Сочленение вращающегося барабана с загрузочной и разгрузочной камерами осу-

ществляется через скользящие лабиринтовые уплотнения. Регулирование пропуск-

ной способности зерносушилки осуществляется с пульта управления 8.

Техническая характеристика барабанной зерносушилки СЗСБ-8

Производительность по пшенице при снижении

влажности с 20 до 14 %, т/ч 8

Производительность по испаренной влаге, кг/ч 560

Установленная мощность, кВт 28,2

Расход условного топлива, кг/ч 95

Испарительная способность сушилки, кг/ч 560

Удельное количество теплоты на испарение влаги, кДж/кг 4975

Габаритные размеры, мм 10 260x7070x8300

Масса, кг 8300

112

Часть

II Машины и

аппараты-преобразователи

пищевых

сред

Шнековая контактная сушилка

К7-ФКЕ-7

для шквары (рис. 17.9) состоит из

трех последовательно соединенных секций 7, установленных на раме 12 Секция

имеет U-образный корпус с паровой рубашкой 5, патрубками 11 для подачи пара

крышкой с загрузочной горловиной 1 и коллектором 6 для отвода влажного воздуха.

Внутри корпуса вращается полый вал-труба 4, на поверхности которой приварен

шнек 3. К концам трубы приваривают цапфы, которые устанавливают в подшипни-

ках качения. Подшипники крепят в стаканах боковых стенок корпуса. На передних

цапфах шнека устанавливают ведомые звездочки 17 цепной передачи. Ведущую

звездочку устанавливают на выходном валу редуктора 75, соединенного клиноре-

менной передачей 14 с электродвигателем 13 мощностью 5,5 кВт. Наружный диа-

метр шнека 302 мм, высота витка 28 мм, шаг витка 65 мм, частота вращения 0,09 с"'.

Через вторую цапфу по патрубку 8 во внутреннюю полость трубы 4 подается пар, а

через патрубки 2 и 9 отводится конденсат, а через патрубок 10 выгружается про-

дукт. Вводы патрубков герметизированы сальниковыми уплотнениями.

15 14 13 6120

Рис. 17.9

Шнековая

контактная сушилка

К7-ФКЕ-7

для

шквары

Вследствие сушки в тонком слое (30 мм) и развитой поверхности теплопереда-

чи продолжительность процесса составляет 40 мин, а производительность аппарата

(по сырью) - до 500 кг/ч. Влажность высушенного продукта 10 %. При давлении

пара в рубашке до 0,4 МПа температура сухого продукта при выходе из третьей

секции равна 105 °С, что обеспечивает ее стерилизацию.

Инженерные расчеты. Уравнение, связывающее основные параметры работы

аппарата с вращающимся барабаном, имеет вид

где П - объемная производительность барабана, м

/с; п - частота вращения бараба-

на, са - угол наклона барабана, рад; \|/ - угол наклона слоя к оси барабана, рад;

р - угол естественного откоса сыпучего продукта, рад; R - внутренний радиус бара-

бана, м; г - радиус, касающийся слоя материала, м.

П = )гил(а +

\\1

cos р)/

Глава

Аппараты для сушки ] \ 3

пищевых сред

Рабочий объем барабана

(м

) рассчитывают по формуле

=W/A,

где W - производительность по испаренной влаги, кг/ч; А - напряжение объема ба-

рабана по испаренной влаге, кг/(м

-ч);

=(тс/фД.,

где D

- диаметр барабана, м; /

- длина барабана, м.

Продолжительность пребывания сыпучего продукта т (ч) в аппарате с вращаю-

щимся барабаном

т = 2

4Р„(и

-И

)/{л[200-(

,-и

)]},

где

£,

- коэффициент заполнения барабана продуктом; р„ - насыпная плотность про-

дукта, кг/м .

Объем продукта, находящегося в барабане,

V„

(м

)

Г„=тП/(2р

где П - производительность барабанной сушилки по готовому продукту, кг/ч.

В общем случае время пребывания сыпучего продукта в барабане х (с)

= К„/Я,

тогда коэффициент заполнения барабана продуктом \ рассчитывается как

VJV

Частота вращения барабана и (с

) при заданном угле наклона барабана а равна

/(zD

tga),

где к - эмпирический коэффициент.

Мощность N (кВт) электродвигателя барабана

0,078£

pA",

где к

- коэффициент, зависящий от вида насадки и степени заполнения барабана.

Ни в коем случае не принижая значение

индивидуального труда ученого, нужно помнить,

что в современную эпоху главное -

коллективное творчество.

ПЕТРОВ

БОРИС

НИКОЛАЕВИЧ

(1913-1980),

ученый

области

автоматического

управления,

академик

АН

СССР

17.5 КОНВЕЙЕРНЫЕ СУШИЛКИ

Конвейерные сушилки представляют собой конвейерные камеры, внутри кото-

рых расположены конвейеры и снабжены вентиляционным оборудованием. Сушка

продукта в них осуществляется чистым, нагретым в паровых или огневых калори-

114

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

ферах воздухом, температура которого зависит от вида высушиваемого продукта и

влажности.

Имеются одноярусные и многоярусные конвейерные сушилки, в которых мате-

риал перемешивается, пересыпаясь с одной ленты на другую. К конвейерным су-

шилкам относятся Г4-КСК-90 (для сушки картофеля и овощей), СКО-90 (для сушки

овощей и фруктов), СПК-4Г и ЛС-2А (для сушки короткорезаных и длинных мака-

ронных изделий), ЧСП (для сушки скрученного чайного листа) и др.

Конвейерная ленточная сушилка Г4-КСК-90 (рис. 17.10) имеет сварной ме-

таллический корпус 3, внутри которого расположены пять ленточных транспорте-

ров,

один над другим.

Продукт, загружаемый транспортером 2 на верхнюю ленту, последовательно

перемещается с одной ленты на другую сверху вниз и выходит с нижней ленты со

стороньГ, противоположной месту загрузки продукта в сушилку. На транспортере

установлен раскладчик 1 скребкового типа, который приводится в движение от ав-

тономной приводной станции 12. Для подогрева воздуха между лентами транспор-

теров установлены подогреватели, каждый из которых снабжен собственным подво-

дом пара и отводом конденсата. Воздух поступает под нижнюю ленту, а затем по-

следовательно проходит через подогреватели и все вышерасположенные ленты.

Влажный воздух удаляется через вытяжные камеры 4 с помощью осевых вентилято-

ров 6 через воздуховоды 9. Вытяжные камеры снабжены клапанами 7 для регулиро-

вания отвода сушильного агента.

1 J

• •

-4

-¥-

•

-,-

1 1

137000

Рис.

17.10 Конвейерная ленточная сушилка Г4-КСК-90

Для перемешивания продукта с целью равномерной сушки и предотвращения

слипания в начале верхнего ленточного конвейера установлен ворошитель-

разравниватель, приводимый в движение от автономного привода 5. Для привода

ленточных конвейеров сушильной камеры служат две станции 10: одна приводит в

движение первый, третий и пятый, другая - второй и четвертый конвейеры. Для

удобства обслуживания сушилка комплектуется лестницей 8, а также предусмотрен

щит управления 11.

Достоинствами сушилки являются удобство выгрузки сухого продукта, а также

возможность изменять режим сушки в зависимости от условий работы.

Глава 17 Аппараты для сушки

пищевых сред

115

Техническая характеристика конвейерной ленточной

сушилки Г4-КСК-90

Производительность

по

сухому

картофелю,

кг/с 0,046

Производительность

ЛЬ

испаренной

влаге,

кг/ч

670

Площадь рабочей

поверхности

лент,

Ширина

ленты,

мм

2000

Число конвейеров

Скорость

ленты

конвейера, м/мин 0,1...0,6

Общая площадь

поверхности воздухоподогревателей, м

1465

Давление

пара в

воздухоподогревателях,

МПа

0,3...0,8

Общий

расход

пара,

кг/ч

2400

Удельный

расход электроэнергии

на 1

кг

испаренной

влаги,

кВт-ч 0,015

Мощность электродвигателей,

кВт

14,66

Подача

отсасывающего вентилятора, м

/ч 55 000

Габаритные

размеры,

мм 13

700x3260x4900

Масса,

кг 19

450

Конвейерная сушилка ЧСП-1М (рис. 17.11) состоит из сушильной камеры 3 с

загрузочным элеватором 4, смесительной камеры 7, вентилятора 2 с приводом, раз-

равнивателя 5 и выносных транспортеров. Работает по принципу противотока.

Сушильная камера закрыта со всех сторон, изготовлена из чугунных плит и па-

нелей из листовой стали. В нижней части ее предусмотрен подвал для подачи возду-

ха. В сушильной камере в четыре ряда установлены пластинчатые конвейеры с оп-

рокидывающимися пластинами, в результате обе ветви каждого конвейера исполь-

зуются в качестве рабочих поверхностей. Камера снабжена шлюзовым затвором 6

для выгрузки высушенного продукта. Движение конвейеров и механизмов сушиль-

ной камеры - от главного привода.

Техническая характеристика сушилки ЧСП-1М

Производительность, кг/ч:

по

сухому

чаю

100...

120

по

зеленому листу 240...280

Количество испаренной

влаги,

кг/ч

150 ,

Число

рабочих

ветвей

конвейеров 4

Продолжительность

сушки,

мин

Температура поступающего воздуха,

°С

80...90

Влажность материала,

начальная 60...62

конечная 3...4

Температура отработавшего воздуха,

°С

50...60

Скорость

воздуха

при

прохождении через

слой

чая,

м/с 0,5...0,6

Общая

полезная

площадь

конвейеров, м

Шаг конвейерной

цепи,

мм

Габаритные

размеры,

мм 12

645x4000x4210

Масса

(без

кирпичной

кладки),

кг

22 850

Глава

Аппараты для сушки

пищевых сред

117

Загрузочный элеватор крепится к сушильной камере, на нем смонтировано раз-

равнивающее устройство с индивидуальным электроприводом.

Теплообменник 7 представляет собой камеру, собранную из чугунных плит. В

передней и задней плитах соосно расположены гнезда, в которые вмонтированы ка-

лориферные трубы. С целью лучшего теплообмена в них вставлены спирали из лис-

тового железа. Боковые плиты (левая и правая) имеют двустворчатые двери из лис-

тового материала. К задней плите прикреплен воздухосборник. Топка и камера до-

горания обмурованы огнеупорным кирпичом. Для подачи и распыления топлива

(мазута) топка снабжена форсункой и вентилятором высокого давления.

Воздух в калориферных трубках нагревается до необходимой температуры и

подается вентилятором высокого давления.

Конвейерная тоннельная сушилка ЛС-2А (рис. 17.12) состоит из сушильного тон-

неля 3 с лотком 1 и комплектом осевых вентиляторов 2, двух цепных конвейеров 9 для

перемещения продукта, транспортера 4, возврата пустых кассет, вентиляционных систем

для подачи воздуха в сушильный тоннель 12 и выброса отработавшего воздуха 11.

Сушильный тоннель 3 представляет собой сборный металлический каркас, внут-

ри которого установлено 12 шкафов, в каждом из которых смонтировано по два осе-

вых вентилятора 6 и 8, а также калориферы 7. Они установлены так, что направление

движения воздуха в рядом стоящих шкафах противоположно. Этим достигается изме-

нение направления обдувки воздухом макарон при перемещении. С обеих сторон

шкафов, через весь тоннель, проходят два цепных конвейера. Со стороны загрузки

сушилки конвейеры выходят за пределы тоннеля на 1300 мм, со стороны выгрузки к

цепным транспортерам подходят роликовые конвейеры 5, которые служат накопите-

лями готовой продукции, в то время, когда упаковка макарон не производится.

Привод 10 правого и левого цепного конвейеров осуществляется от электродви-

гателей через клиноременный вариатор и три червячных редуктора. Ленточный

транспортер возврата расположен в двух горизонтальных и одной наклонной плоско-

стях. Привод ленточного транспортера возврата 4 осуществляется от электродвигате-

ля через клиноременную передачу и червячный редуктор. Теплый воздух в количестве

7000 м

/ч подается в сушильную камеру центробежным вентилятором через калори-

фер.

Отсос отработавшего воздуха из верхней зоны сушилки осуществляется центро-

бежным вентилятором, установленным в конце тоннеля. Необходимым условием ра-

боты сушилки является некоторое избыточное давление воздуха внутри сушильного

тоннеля, при этом не допускается приток воздуха через створки дверей и другие зазо-

ры,

так как это ухудшает качество изделий. Сушильный тоннель разделен на две зо-

ны:

первая со стороны входа в тоннель - зона предварительной сушки, здесь распо-

ложены два шкафа; вторая - зона окончательной сушки, здесь 10 шкафов. Зоны сушки

разделены перегородками, имеют створки для прохода стопы кассет.

В обеих зонах сушильного тоннеля автоматически поддерживается необходи-

мая температура (35...41 °С) и относительная влажность воздуха (55...75 %) путем

включения и выключения панели калорифера и количества поступающего пара с

помощью электромагнитного вентиля. При производительности сушилки 375 кг/ч

расход теплоты на сушку изделий составляет 209340 кДж/ч.

Рис.

17.12 Конвейерная сушилка ЛС-2А

Глава 17 Аппараты для сушки

пищевых сред

119

Техническая характеристика сушилки

ЛС-2А

Производительность, кг/ч 375

Число сушильных шкафов 12

Число осевых вентиляторов ЦАГИ № 7 24

Число цепных конвейеров 2

Размеры цепного конвейера, мм:

длина 21 060

ширина 500

Скорость цепного конвейера, м/ч 500

Максимальное количество кассет на конвейере:

по длине 32

по ширине 2

по высоте 22

Максимальное число кассет в сушилке 2816

Установленная мощность электродвигателей, кВт 39,04

Габаритные размеры сушилки, мм 28 060x4355x3775

Масса, кг 8200

Инженерные расчеты. Конвейерные ленточные (многоярусные) сушилки рас-

считывают при помощи /-J-диаграммы. Зная температуру и относительную влаж-

ность наружного воздуха и приняв температуру воздуха под и над лентой, строят

теоретический и действительный процессы сушки.

Масса высушенного продукта, выходящего из ленточной сушилки Я (кг/ч), рас-

считывается по формуле

Я = Я

[(100-м

)/(Ю0-«

)] ,

где П\ - производительность по влажному продукту, кг/ч; щ и и

- начальное и ко-

нечное влагосодержание продукта, %.

Массовый расход воздуха на сушку L (кг/ч) определяется как

L = WI,

где W

—

производительность по испаренной влаге в зоне сушки, кг/ч; / - расход воз-

духа на испарение 1 кг влаги, кг/кг:

l = \m/{d

-d

где

d\ud

влагосодержание воздуха, г/кг.

Объемный расход воздуха V

(м

Ус) рассчитывается по формуле

^=^[/г(273 +

)/(0,1

+ Фо

^)10

] ,

где R - газовая постоянная, У

уд

- удельный объем воздуха, м

/кг; to - температура

наружного воздуха, °С; ф

- относительная влажность наружного воздуха, %; Р

давление насыщенных паров при

to,

Па.

Расход теплоты в воздухоподогревателе Ф (Дж/ч) определяется как

Ф= Wq,

где q

—

удельное количество теплоты, отнесенный к 1 кг испаренной влаги, Дж/кг,

120

Часть II Машины и аппараты-преобразователи

пищевых сред

q = l{h-h),

где 1\ и То - энтальпия влажного воздуха до калорифера и после него (находят по

I-d-диаграмме), Дж.

Площадь поверхности нагрева F

(м

) воздухоподогревателя равна

=0/(kAt),

где к - коэффициент теплопередачи, Вт/(м

-К); At - средняя логарифмическая раз-

ность температур, °С.

Расход пара Е (кг/с) на сушку рассчитывается по формуле

£=Ф/(/-0,

где / и i

- удельная энтальпия греющего пара и конденсата, Дж/кг.

Площадь ленточной сушилки F

(м

)

l\ =G

где G

- масса сухого продукта, кг; q

- удельная производительность сушилки по

сухому продукту, кг/(м

-ч).

Общая длина лент сушилки

(м)

/b,

где

- ширина ленты, м.

Мыслящий и работающий человек есть мера

всему. Он есть огромное планетное явление.

ВЕРНАДСКИЙ ВЛАДИМИР ИВАНОВИЧ (1863-1945),

естествоиспытатель, основоположник

учения о биосфере, академик АН СССР

17.6 АГРЕГАТЫ С КИПЯЩИМ И ВИБРОКИПЯЩИМ СЛОЯМИ

Агрегаты с кипящим и виброкипящим слоями используют для сушки различ-

ных мелкозернистых продуктов, внутри которых на одной или нескольких ступенча-

тых решетках продукт высушивается в «кипящем» или «виброкипящем» состояниях.

Для обеспечения равномерного кипения частиц продукта агент сушки подается

на решетку равномерно и с соответствующей скоростью распределяется по всей

площади. Сушка в виброкипящем слое характеризуется высокой интенсивностью,

но сопряжена с повышенным расходом электроэнергии.

По гидродинамическому признаку агрегаты с кипящим слоем могут иметь пря-

моугольную или цилиндрическую формы, коническую форму с фонтанирующим или

вихревым слоями, а также с локальным фонтанированием. По способу теплоподвода

конструкции агрегатов можно разделить на агрегаты с подводом теплоты только с

псевдоожижающим агентом, с перегретым распыливаемым раствором и кондуктивно

- через теплообменник в слое.

Сушилки РЗ-ОСС применяют для сушки молочного сахара; сушилки А1-КВР-12

- для сушки круп и хлебопекарных дрожжей; сушилки А1-ОГК - для сушки казеина;

установки А1-ФМУ - для сушки меланжа.