Блочная шахтная сушилка для сушки зерна Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

190

5.0 030

,1.1

1520 10,8 670 М. І

2870

1.0

850 7.ІІ Г)! 10 21,3 030 1.1

Ільньїх [шсло-ІІІЬІ по ічатом яются [ми со лижа-

66.047

БЛОЧНАЯ ШАХТНАЯ СУШИЛКА ДЛЯ СУШКИ ЗЕРНА

И.П. СЛОГ,ОДЯ11ИК

Кубанский государственный технологический университет

Блочная шахтная сушилка может найти широ; кое применение н фермерских хозяйствах. Она отличается компактностью, низкой металлоемкостью и высокой эффективностью массообмена в условиях сушки зерна, при этом между первым и вторым блоками сушилки установлен промежуточ-. ный бункер, в котором происходит внутренний перенос влаги в материале за счет молекулярной влагопроводносги.

Для обеспечения большей производительности блоки устанавливаются параллельно.

Рабочими элементами для прохода сушильного агента в слой зерна служат арочные прорези, оси которых направлены вниз в вертикальных стенках коробов. Для подвода и отвода сушильного агента в блоках служат коллекторы.

На рисунке схематично представлена шахтная блочная сушилка, включающая установленные один под другим надсушильный бункер /, сушильную камеру в виде блоков 2 прямоугольного сечения, промежуточный бункер 3 между блоками сушильной камеры, блок 4 охладительной камеры, подсушильный бункер 5, выпускной механизм 6. Внутри блоков сушильной камеры расположены подводящие 7 и отводящие 8 короба в виде двух сходящихся и расходящихся между собой под острым углом вертикальных боковых пластин. Перфорации пластин выполнены в виде арочных прорезей 10 выпуклостью наружу коробов с осями, направленными вниз. Пространство между одинаково удаленными пластинами соседних подводящих и отводящих коробов предназначено для заполнения высушиваемым материалом 9. По обоим краям ширины каждого блока расположены по-лукороба половинной ширины с перфорациями только на внутренних пластинах. Над подводящим и отводящим коробами в каждом блоке установлена двухскатная крыша с углом наклона к горизонтали больше угла естественного откоса высушиваемого материала. Со стороны подводящих коробов к блоку подсоединен подводящий коллектор 11 прямоугольного сечения со съемной герметично подсоединенной крышкой, имеющей патрубок 12 для подвода в блок сушильного агента; со стороны отводящих коробов к блоку подсоединен отводящий коллектор 13 прямоугольного сечения со съемной герметично подсоединенной крышкой. В отводящем коллекторе верхнего блока сушильной камеры имеется патрубок 14 для отвода из блока сушильного агента. В торцевых стенках блоков со сторон подводящих и отводящих коллекторов выполнены окна для установки подводящих и отводящих коробов и крепления их отбортовкой, с противоположных сторон от окон к стенкам блоков прикреплены внизу опорные швеллеры для опоры и установки на них сходящихся концов пластин

коробов. Несколько блоков сушильной камеры соединены между собой так, что верхняя часть отводящего коллектора нижнего блока сообщена с нижней частью подводящего коллектора верхнего блока, а патрубок отводящего коллектора самого верхнего блока сушильной камеры соединен с циклоном.

Блок 4 охладительной камеры выполнен аналогично блокам 2 сушильной камеры. Подогретый воздух из топки в блоки сушильной камеры пода-

ется вентилятором. Из цикла сушильной камеры сушильный агент отсасывается эксгаустером Охлаждающий воздух в блок охладительной камеры подается вентилятором. После охладительной камеры воздух подается в топку через циклон.

Сушилка работает следующим образом. Высушиваемый материал подается норией в надсушиль-ный бункер, откуда самотеком поступает в верхний блок сушильной камеры в пространство между пластинами подводящих и отводящих коробов, где взаимодействует с сушильным агентом. В результате происходит удаление из высушиваемого материала сначала поверхностной влаги в верхнем блоке, а затем гигроскопической влаги в нижнем блоке сушильной камеры. После сушки высушиваемый материал самотеком стекает по мере его выгрузки через выпускное устройство в блок охладительной камеры, где охлаждается воздухом, подаваемым нагнетательным вентилятором. Нагретый воздух отводится из блока охладительной камеры через циклон н топку для сжигания топлива. Циклон служит для удаления зерна, частично уносимого с охлаждающим воздухом из блока охладительной камеры.

Сушильный агент (атмосферный воздух, нагретый в топке или смешанный с топочными газами) подается вентилятором в нижний блок сушильной камеры по патрубку 12 к подводящему коллектору, через окна и арочные прорези подводящих коробов проходит через слой высушиваемого материала, входит через арочные прорези пластин отводящих коробов в отводящий коллектор и отводится через верхнее окно по трубопроводу в подводящий коллектор верхнего блока сушильной камеры, в котором проходит через подводящие короба и арочные прорези, проходит через слой высушивемого материала и далее — через арочные прорези отводящих коробов, отводящие короба, отводящий коллектор и по патрубку 14 — отводится в циклон, где происходит отделение твердых частиц высушиваемого материала, а отработанный сушильный агент отсасывается вентилятором в атмосферу.

Как видно, сушильный агент используется последовательно в нижнем и верхнем блоках сушильной камеры по перекрестно-противоточной схеме, что обеспечивает повышение эффективности мас-сообмена между сушильным агентом и высушиваемым материалом за счет увеличения времени их взаимодействия. Кроме того, подогретый в охладительной камере воздух направляется*в топку для сжигания топлива, что также способствует увеличению термического КПД сушилки.

В практике проектирования и эксплуатации шахтных сушилок [1,2] рекомендуются уравнения для определения размеров основных узлов шахтной сушилки с учетом того, что 15% объема сушильной камеры занимает воздух и 85% —

зерно.

Объем зерна в сушильной камере блочной шахтной сушилки

V, = УГ/А.„

(1)

где

№

А..

количество высушенной влаги в сушилке, кг/ч;

напряжение сушильной камеры по влаге, кг/м" • ч .

Объем сушильной камеры блочной сушилки

V..

1,175.

(2)

К

Д

V.. —

Предварительные основные размеры сушильной камеры шахтной блочной сушилки

У1Л = 2 АВН, (3)

где А, В, Н —длина, ширина и высота одного

блока, м.

Предварительные основные размеры охладительной камеры

Угк = АВН; (4)

I/ = 3600 ю( АНк- • (5)

= 3600 и>к\/2 Нк■ . (6)

= 2 Аю0/т£)^ тК (7)

где V — объем охладительной камеры, м';

I/. — объем сушильного агента, проходящего через слой зерна в блочной сушилке, м /ч; и>0 — скорость сучильного агента в слое зерна, м/с

(ш<; -0,1-5-0,Зм/с, в первом приближении ю0 = 0,1 м/с); скорость сушильного агента в газовых каналах, м/с; скорость витания, при которой происходит унос минимальных частиц высушиваемого материала, м/с; к — количество зерновых слоев между газовыми каналами;

Дл — ширина входного газового канала со стороны газового распределительного коллектора, м.

При определении количества зерновых слоев в блоке задаемся в первом приближении толщиной зернового слоя А/в блоке и определяем количество зерновых слоев к при известном предварительном значении А :

К»-

к =

В

А. +

Д

(8)

где к округляем до ближайшего числа к ' .

Действительная скорость сушильного агента в газовых каналах определяется по уравнению

V

1 _____________Г________ /л\

ги"1 ~ 3600 Н ( В-к 'А, ) '

После проверки І£’Л вводим поправку в

значение Д и /г

Д'

т

т

А' =

В

(10)

(11)

Д',

к’ Т '

Скорость свободного нитания определяется по

известному уравнению

10

V

_ V

Аг

18 + 0,575 \<~Кг

(12)

где

Аг

ггг) — кинематическая вязкость сушильного агента, м"’/с; с1 — наименьший диаметр частиц высушиваемого материала, м;

8^ (Р, - Рср ) „ д

—^ -----------------критерии Архимеда;

V* г{р

П) л

Вози

увелич

Отж

дел я ют

Шах

ностьк

И.П. С. О.И. Г(

КиОонск

Для сти суі вый ра ним ка1 на каж сушки всегда сушки ны.\ ус ность с

С0СТ0Я1

большо Извеї до 95% — от 1 ратурні ходимо витами др. Дл?

продукі

КОЙ П0ІІ

ривани плоды і щелочи водой. 50-851 при 50І Чтоб ность < поверх^ сивно пoдвoд^ период* ской н.л движуи го град риала

ильной

(3)

одного

(И'гель-

(4)

(5)

I (6)

(7)

[>|| м5;

роходя-

почной

н слое

рибли-

н газо-

ой прочастиц и/с; между

канала

)едели-

лоев в щи ной честно рлыюм

I (8)

ента в

f

| (9)

ріжу в

(10)

(11)

П'Ся по

(12) ушиль-міьісу-

еда;

р — плотность сушильного агента,

Гер . з -г

кг/ м ;

р— плотность частиц высушиваемого материала, кг/м’. • • .

Возможна корректировка значений Дл, Л, и В с увеличением и уменьшением до В = В'.

Относительные объемы газа Ра и зерна /•", определяются по выражениям

2 /г, + Д

л к

F_ =

2 h,

2 h + Д.

(13)

(14)

вы иод

Шахтная блочная сушилка отличается компактностью, транспортабельностью, низкой металлоем-

костью. Ее основные рабочие элементы могут быть изготовлены методом вырубного штампа из листового металла с минимальным количеством сварочных работ.

Для увеличения производительности сушилки блоки предлагается компоновать параллельно. Сушилка предназначена преимущественно для фермерских хозяйств.

ЛИТЕРАТУРА

!. Лебедев П.Д. Расчет и проектирование сушильных установок. — М.: Госэнергоиздат, 1963. — 319 с.

2. Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. — М.: Химия, 1970. — 429 с.

Кафедра технологии и организации пищевых производств

Поступила 05.01.95

664.84.047

ВЫБОР ОПТИМАЛЬНЫХ ПАРАМЕТРОВ СУШКИ ФРУКТОВ И ОВОЩЕЙ

П.П. СЛОГ.ОДЯНИК, Е Л. СЕЛЕЗНЕВА,

о.и. голошапов

Кубанский государственный технологический университет

Для повышения экономичности и эффективности сушки материалов необходимо, чтобы удельный расход тепла был минимальным при обеспечении качества высушиваемого материала. Несмотря на кажущуюся простоту и дешевизну естественной сушки в производственных масштабах |1], она не всегда экономична Недостатками естественной сушки по сравнению с искусственной в сушильных установках являются большая продолжительность сушки, зависимость ее от времени года и состояния наружного воздуха, необходимость большой территории для размещения материала.

Известно, что плоды фруктов и овощей содержат до 95%, сушеные фрукты — от 18 до 25%, а овощи — от 12 до 14% воды. Соблюдение мягких температурных режимов сушКи фруктов и овощей необходимо для сохранения их питательных качеств и витаминов В,, В.,, С, провитамина А (каротина) и др. Для ускорения сушки и улучшения качества продуктов некоторые фрукты и овощи перед сушкой подвергают бланшированию (обварке и пропариванию) и измельчению, некоторые косточковые плоды и виноград обваривают в кипящем растворе щелочи с последующим охлаждением и промывкой водой. Измельченные фрукты и овощи сушат при 50~85°С в течение 8-10 ч, косточковые плоды — при 50°С 24-48 ч.

Чтобы повысить эффективность и экономичность сушки спелых фруктов и овощей, с их поверхности в первый период необходимо интенсивно отводить влагу с сушильным агентом и подводить тепло для испарения влаги. Во втором периоде, при удалении внутренней гигроскопической влаги, необходим подвод тепла для создания движущей силы процесса сушки — температурного градиента и градиента влагосодержания материала — для перемещения влаги из глубины

материала к поверхности, при этом не требуется подавать много сушильного агента к поверхности материала, как в первом периоде.

Для реализации экономичной и эффективной сушки фруктов и овощей разработан ряд конструкций и схем сушилок периодического действия с комбинированным использованием тепла солнца и тепла, получаемого при сжигании различных органических и древесных отходов. Сушилки представляют собой горизонтальные каркасы со вставленными перфорированными лотками, над которыми установлены закрывающиеся застекленные крышки для использования тепла солнца. При очень высокой относительной и особенно абсолютной влажности атмосферного воздуха скорость сушки целесообразно увеличить за счет повышения начальной температуры сушильного агента или за