CC BY
52
ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩАЯ ТЕХНОЛОГИЯ СУШКИ ЛЬНЯНОЙ ТРЕСТЫ
М.М. КОВАЛЕВ, кандидат технических наук А.П. АПЫХИН, кандидат технических наук ВНИПТИМЛ
При первичной переработке льносырья наиболее энергоемкая технологическая операция — сушка тресты перед обработкой. Затраты электрической энергии при этом составляют до 45 % всех затрат на механическую обработку.
Анализ технологических и технических параметров сушильных машин (табл. 1), созданных и установленных на предприятиях первичной переработки льносырья позволил выявить устойчивую тенденцию увеличения установленной мощности электродвигателей и затрат тепловой энергии на испарение влаги при низком качестве сушки. При увеличении производительности по испаренной влаге на 19 % удельный расход электроэнергии на 1 кг испаренной влаги возрос в 3,9 раза, а тепловой — в 2 раза. В связи с этим возникла объективная необходимость создания сушильных машин нового поколения с улучшенными технологическими и техническими характеристиками для сушки тресты как в мелких паковках (снопах), так и в рулонах.
Сушка лубоволокнистых материалов представляет сложный теплофизический процесс. Его интенсивность зависит от совокупности и взаимозависимости параметров агента сушки (температура, скорость фильтрации, направление движения, влагосо-держание), плотности загрузки конвейера, способа загрузки тресты (вертикальный, горизонтальный).
Теория сушки лубоволокнистых материалов изложена в работах [ 1... 5]. Из них следует, что для оценки процессов, протекающих при сушке применимо критериальное уравнение массообмена, там же приведены формулы расчета условной относительной скорости и продолжительности процесса.
Анализ литературных данных показал, что интенсификации сушки (повышение производительности с одновременным улучшением качества) можно достичь применением вертикального способа загрузки стеблей. В этом случае производительность машины, по сравнению с горизонтальной загрузкой, возрастает в 1,5-2 раза, уменьшается гидродинамическое сопротивление слоя и неравномерность влажности по длине стеблей, равномернее распределяется воздух, на 60...70 % снижается расход энергии [4].
Для проведения исследований была спроектирова-
Таблица 1. Технологическая и техническая характеристика сушильных машин
Марка машин
Показатель СКП- скп- скп-
1-10Л 1-10ЛУ 1-10ЛУ1
Габаритные размеры, мм:
длина 19800 21910 21910
ширина 2785 2782 2782
высота 3900 3190 3190
Масса, кг - 23500 29000
Установленная мощность, кВт 20,1 29,7 90,6
Потребляемая энергия, кВгч. 17,1 25,2 77
Удельный расход электрической энергии,
кВгч./кг.исп. влаги 0,09 0,14 0,35
Поверхность нагрева калориферов, м2 109,6 126 148
Расход пара, кг/ч 566 576 750-800
Давление пара в калорифере, Па 0,5x105 3x103
Удельный расход тепла, ккал/кг.исп.вл. 1220 2070 2345
Количество зон, шт:
сушки 7 6 7
охлаждения 1 1 1
увлажнения 2 2 1
Производительность по тресте, кг/ч при сушке:
вертикальной 1250 1200 1000...
горизонтальной - 700 1200
Производительность по испаренной влаге, кг/ч 187 181 222
Влажность тресты, %:
до сушки 25 25 30
после зон сушки 7...8 7...8 7...8
после увлажнения 11 10...11 13
Параметры агента сушки:
температура °С 75...82 77 до...100
скорость, м/с 1 1 3
Производительность циркуляционных венти- 7140... 7140... 25000...
ляторов зон сушки, м3/ч 8380 8380 30000
на и изготовлена экспериментальная лабораторная установка (рис. 1). В ее состав входит электродвигатель (мощность 1,1 кВт, число оборотов 2850 мин1), вентилятор центробежный Ц 10-28, № 2,5, элекгрокало-рифер (суммарная мощность 9 кВт, степень регулирования калориферного блока от 0,6 до 9 кВт, интервал регулирования 0,6 кВт). Поперечное сечение сушильной камеры — 0,2x0,2 м. Температура теплоносителя — до 120°С (контролировалась жидкостным термометром). Скорость воздушного потока измеряли ручным анемометром, влажность образцов определяли с помощью сушильного шкафа СШ-30.
При проведении опыта тресту загружали в сушильную камеру 5 и включали в работу электрокалорифер 4. Нагретый воздух вентилятором 1 с помощью электродвигателя 3 подавали в сушильную камеру 5. Объем
Таблица 3. Влажность льняной тресты в зависимости от времени сушки
Показатель* Номер опыта
1 2 3
Влажность тресты, %
до сушки 21,4 26 32
после сушки 10,5 11,8 10,7
Время сушки, мин 9 12 16
Температура отработан-
ного теплоносителя, °С 34 37 36
Показатель* Время сушки, мин
6 а ю
Влажность тресты до сушки, % Средняя влажность тресты после сушки, % 25 25 25 11 10 8,3
Рис. 1. Схема экспериментальной лабораторной установки д ля сушки льняной тресты (обозначения в тексте).
(скорость) воздуха регулировали шибером 2, а температуру — путем подключения в работу разного количества секций калорифера 4.
Навески тресты льна сорта Белинка дан эксперимента подготавливали исходя из площади поперечного сечения сушильной камеры и расчетной плотности загрузки материала — 120 кг/м3 (плотность тресты в рулонах) и 50 кг/м3 (увеличенная плотность тресты при её сушке россыпью). Доуытажнение тресты после суш -ки до необходимых параметров осуществляли путем распыла воды с последующей герметизацией навесок и отлежкой. Повторность опытов трехкратная.
В поисковых экспериментах была отработана методика проведения опыта (диапазон скоростей и температуры теплоносителя, время сушки). Критериями оценки служили влажность материала, время сушки и расход теплоносителя.
В ходе лабораторных исследований мы установили , что при скорости сушильного агента 1 м/с и плотности загрузки тресты 120 и 50 кг/м3 эффективность процесса сушки высокая.
О завершении сушки материала можно судить по температуре отработанного теплоносителя, которая в камерных сушилках без рециркуляции теплоносителя должна в этот момент составлять 34...37 °С (табл. 2).
Таблица 2. Длительность сушки льняной тресты в зависимости от её начальной влажности
*—данные получены при плотности загрузки тресты 50 кг/м3. Остальные параметры такие же, как и в табл 2. секции машины СКП-1-10ЛУ. С этой целью в сушильном корвдоре секции были дополнительно смонтированы, перемещающиеся в горизонтальной плоскости, ограничительные стенки, определяющие её поперечное сечение, и формирователь воздушного потока (рис. 2).
*—данные получены при плотности загрузки тресты 120 кг/м3; скорости агента сушки 1 м/с; мощности коло-рифернойустановки 2,4кВт; температуре теплоносителя 87°С и относительной влажности воздуха 75 %.
При уменьшении плотности загрузки тресты до 50 кг/м3 время сушки сокращается в 1,5-2 раза (табл. 3).
Для обоснования технологических и технических параметров паровой конвейерной машины для сушки льняной тресты в вертикальном слое были проведены эксперименты, приближенные к производственным условиям с использованием модернизированной сушильной
Рис.2. Схема экспериментальной установки для сушки льняной тресты в вертикальном слое (обозначения в тексте).
Установка содержит сушильную камеру 1, калориферный блок 2, осевой вентилятор 3, транспортер 4, ограничительные стенки 5.
Во время сушки материала с помощью ограничительных стенок 5 задавалась необходимая ширина (сечение) сушильного коридора. Тресту 7 загружали вертикально на транспортер 4. Нагретый в калорифере 2 воздух нагнетали через перекрывное устройство б вентилятором 3.
С целью выбора параметров сушильного коридора был проведен эксперимент по определению взаимосвязи между массой Р тресты на 1 погонном метре ленты транспортера сушильной машины и высотой Нслоя в зависимости от номера тресты. Мы установили, что толщина слоя Я тресты линейно возрастает по мере увеличения массы тресты на 1 погонном метре и уменьшения номера тресты (рис. 3).
Оптимальная ширина сушильного коридора для среднего номера тресты, заготавливаемой в России (в пределах № 1), равна 0,3...0,4 м.
Влияние скорости продува фильтрации агента сушки и времени сушки на конечную влажность при вертикальной загрузке тресты сорта Белинка проводили на установке (рис.2), включающей модернизированную сушильную секцию машины СКП-1-10ЛУ, длиной 2 м. Плотность загрузки тресты составляла 50 кг/м3, температура агента сушки 70°С, относительная влажность воздуха 75 %. В опыте изучали три скорости V агента сушки 5; 6,5 и 8,5 м/с, при этом ширина сушильного
Рис.З. Зависимость высоты слоя тресты Н от массы тресты на 1 погонном метре ленты транспортера.
ке тресты с 18 до 50 кг/м3 в сушильных машинах конвейерного типа повышает их производительность с учетом увеличения времени сушки в 2 раза.
Повышение скорости фильтрации агента сушки с 5 до 8,5 м/с при его температуре 70°С технологически не эффективно и экономически нецелесообразно.
Рабочая ширина сушильного коридора при вертикальной загрузке тресты в зависимости от производительности и номера тресты должна быть регулируемой и составлять 0,3...0,4 м.
Сушка тресты с вертикальной загрузкой обеспечивает снижение объема циркуляции теплоносителя, по сравнению с серийными машинами, в 1,7-2 раза при повышении скорости фильтрации до 5 м/с.
Процесс сушки в камерных сушильных машинах можно заканчивать после того, как температура от-
коридора была равна соответственно 0,4; 0,32 и 0,24 м, а масса загружаемой тресты
для сохранения заданной Таблица 4. Влияние скорости агента сушки и времени сушки на конечную влаж-плотности 10; 8 и 6 кг ность тресты.
В ходе исследований мы установили, что скорость агента сушки мало влияет на продолжительность процесса при прочих равных условиях (табл. 4).
Таким образом, на основании результатов поставленных экспериментов можно сделать следующие выводы.
Повышение плотности при вертикальной загруз- работанного теплоносителя достигнет 34...37 °С.
Литература.
1. Хомуцкий Н.Д. Критериальные уравнения массообмена для тонких лубоволокнистых материалов.//Технология текстильной промышленности. И. В. У.3. -1964.№3. -С.З 7-39.
2. Хомуцкий Н.Д. Относительная скорость сушки лубоволокнистых материалов//Технология текстильной промышленности. И.В.У.З.-1963. №2.-С.29-31.
3. Хомуцкий Н.Д., Суметов В.А. Определение продолжительности сушки льняной соломы//Технология текстильной промышленности. И. В.У.3.-19 71.№4. - С.43-45.
4. Морозов С.В. Сушка лубоволокнистых материалов.-М.: Легкая индустрия, 1974.
5. Лыков А.В. Теория сушки.-М.: Энергия, 1979.
Средняя Скорость агента сушки и, м/с
5 6,5 8,5
вЛЗЛ\НО СГПІ9 время сушки, мин
5 6 7 5 6 | 7 5 6 7
Влажность тресты до сушки 19%
после сушки 12,4 11,9 10,2 12 10,6 8,8 11,6 10 8
Влажность тресты до сушки 25%
после сушки 18 14 12 17,6 13,8 11,7 17,1 13,4 11,3
Влажность тресты до сушки 30%
после сушки 18,6 16,3 13,2 18,2 15,8 12,4 17,8 14 11,6
БИОАКТИВАЦИЯ СЕМЯН ЛЬНА МЕТОДОМ ПРОРАЩИВАНИЯ
И.Э. МИНЕВИЧ, А.Л. ГРИГОРЬЕВА ВНИПТИМЛ
Сегодня все большее внимание уделяется проблеме производства белковых продуктов повышенной пищевой ценности из растительного сырья. Семена льна — один из перспективных нетрадиционных источников пищевого протеина. О™ отличаются от других широко распространенных видов растительного сырья (например, сои) отсутствием вредных и неприятно пахнущих веществ, избавляющих их переработку от технологических стадий обезвреживания и дезодорации. Семена льна можно рассматривать как источник двух групп пищевых веществ (жиров и белка).
В состав льняного белка входят все незаменимые для человеческого организма аминокислоты (табл.1) [1,2], содержание которых соответствует стандарту ФАО. Он обладает высокой биологической активностью и не имеет никаких охраничений для применения в качестве пищевого продукта и сырья для фармацевтической промышленности.
На сегодняшний день разработаны технологические решения производства такой белковой продукции как мука, концентрат и изолят с содержанием протеинов соответственно 50, 70 и 90 %. Один из способов получения льняного белка защищен патентом [3].
Однако общественное потребление заставляет производителей постоянно расширять ассортимент и улучшать качество продукции. Ежегодно растет потребность перерабатывающей промышленности в пищевом белке. В связи с этим необходимо не только увеличи-
