CC BY
19
№6, 1990 іромиздат,
16.12.89.
5:621.979
составной п,лобі 10,6;
ічньїм Э II посто-)а полу-:ТКОЙ и г 0,1 до /і. Угло-) шнека
Ьн план а ПФЭ23. перимен-ности на )обилках
д сока А чество а т цент-? ротора дующим
уравне-
1МЫХ по-
>Й (без-
2І (1)
'лгі—
(2)
ина протеком н шнека, їй (1) и
0 описы-
ІТНОСТЬЮ
ерена по юльзова-в трех-ітра пла-аты этих гов урав-
ет харак-:ода сока оответст-
'ИЦИЄНТОВ
1
уравнения регрессии наиболее сильное положительное влияние оказывает ширина щели. Примерно такое же, но обратное воздействие частоты вращения шнека. Влияние зазора между шнеком и цилиндром также отрицательное, но несколько слабее.
Формула (2) позволяет получить следующие выводы. Основным фактором, увеличивающим содержание взвесей в соке, является ширина продольной щели, тогда как частота вращения шнека влияет почти вдвое меньше. Воздействие зазора между шнеком и цилиндром при выбранных интервалах варьирования по величине приблизительно такое же, как у частоты вращения шнека, но противоположное по знаку.
При переходе к натурным (физическим) значениям факторов получили:
А = 39,45+ 14,2Ь— 1,676— 1,18п+1,87Ь6 , (3)
а = 18,47+24,53Ь—5,266+0,69п ^-10,05Ь6+ +0,2I6n+8,06Ьn— 1,58Ь6п, (4)
где Ь — ширина продольной щели;
6 — зазор между шнеком и цилиндром; п — частота вращения шнека.
Методом сканирования найдены значения факторов, обеспечивающих экстремальные величины А и а, а также их сочетание — максимальный выход «чистого» сока, т. е. за вычетом взвесей, % к массе мезги:
В = А(1— - а —), (5)
Р
где р — плотность сока, кг/м3.
Свежеотжатый сок может быть использован для производства натуральных неосвет-ленного и осветленного, концентрированного, замороженного соков, пасты, порошка и т. п.
Для ряда направлений переработки выход чистого сока В является основным. В расчетах принято р = 1046 кг/м3.
Анализом результатов численных опытов, выполненных на ЭВМ, получено:
Атах = 42,68% (при ь = 0,4мм; 6 = 0,1 мм; п = 2 мин-1),
атт=П,0г/л (при Ь = 0,1 мм; 6 = 3,1 мм; п = 2 мин-1),
Втах=42,21% (при Ь=0,4 мм; 6 = 0,1 мм; п=2 мин-1).
В результате расчетов по формулам (3) и (4) для натурного образца пресса ВП2-Ш-5, у которого Ь = 0,3мм; 6=1,1 мм; П = 520 мм; п = 4 мин-1, получаем:
А = 37,77%; а = 36,52 г/л.
По данным опытов натурного образца, А = 31,5%; а = 27,5—45,0 г/л. Пресс работал после стекателя РЗ-ВСР-10.
Такую сходимость следует считать удовлетворительной.
При проведении опытов было замечено, что выход сока и содержание в нем взвесей существенно зависят от степени зрелости яблок. Свежие плоды технической или съемной зрелости разных помологических сортов давали близкие значения А и а. По мере хранения оба показателя заметно ухудшались, причем этот эффект определялся условиями и сроками хранения, а также помологическим сортом плодов. Опыты проведены на яблоках сортов Ренет Симиренко, Ренет Шампанский, Пармен зимний золотой, Кандиль-синап, Сары-синап, Банан.
При разработке или модернизации конструкций шнековых отжимных прессов для яблок технологическую оценку вариантов следует производить с использованием уравнений (3), (4), (5).
ЛИТЕРАТУРА
1. Корохов В. Г., Крючков И. В., Ц а р е в Г. И. Молотковая дробилка РЗ-ВДМ-20 для семечковых плодов //Виноделие и виноградарство СССР.—1980. — № 2. — С. 40—41.
2. Виноградов С. П., Крючков И. В. Пресс
с обтюраторами //Механизация сельск. хоз-ва —
1988. — № 10. — С. 4—£*.
3. Зеленин А. Н., Б а л о в н е в В. И., К е р о в
И. П. Машины для земляных работ. — М.: Маши-
ностроение, 1975. — 422 с.
Кафедра деталей машин
и механизмов Поступила 8.08.89
664.6.05:66.074.515
ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССА УЛАВЛИВАНИЯ ПЫЛЕВИДНОГО ПРОДУКТА В ЗАКРУЧЕННОМ ГАЗОЖИДКОСТНОМ ПОТОКЕ
В. В. ВАРВАРОВ, к. К. ПОЛЯНСКИЙ, В. А. КУЛИНЦОВ Воронежский технологический институт
Проблема улавливания пылевидных пищевых продуктов из отработанного воздуха актуальна при ведении многих технологических процессов, причем в ряде случаев (сушка и охлаждение сахара-песка, распылительная сушка молока и молочных продуктов, хлебопекарных дрожжей и т. д.) требуется совер-
шенствование мокрого центробежного пылеулавливания. Для этого применяются газопромыватели, в которых механизм отделения пыли обусловлен смачиванием частиц при орошении форсунками и центробежной сепарацией за счет тангенциального ввода потока [!]•
(3/, (Зв'— расход воздуха на входе в пылеотделптель и на выходе из него (приведен к стандартным условиям по температуре и давлению).
В производственных условиях испытания проводились на пыли молочного сахара, содержащейся в отработанном воздухе сушилки Я4.0ГВ. При этом в пылеотделитель поступал воздушный поток, предварительно очищенный в групповых циклонах. Кроме того, пылеотделитель был испытан на сахарной пыли, содержащейся в отработанном воздухе двухбарабанной сушильно-охладительной установки. Дисперсный состав: 1 — пылевидной фрак-
ции сухой лактозы; 2 — сахарной пыли представлен на рис. 2. Результаты соответствующих исследований изложены в [7, 8].
Нами разработан норыц способ, при котором улавливание пыли соответствующими пы-леотделителями интенсифицируется за счет работы вращающегося узла контактирования фаз УКФ и самоорошения [2—4]. Ранее были изучены процессы образования газожидкостного слоя и факторы, определяющие величину поверхности контакта фаз в аппаратах данного типа [5]. В этой работе изложены результаты исследований эффективности улавливания пищевых пылей разработанным способом.
Рис. 1
В установке (рис. 1) под напором запыленного воздуха, вводимого тангенциально через патрубок 1 в корпус аппарата 2, приводятся в движение лопасти 3. Вращение лопастей УКФ может осуществляться также посредством двигателя 4. Во вращающемся УКФ происходит интенсивное дробление капельной жидкости, поступающей во взвешенный газожидкостный слой за счет захвата жидкости с поверхности лопастями. Под действием центробежных сил капли жидкости, содержащиеся в восходящем вихре, раскручиваются крыльчаткой 5, поднимаются по конусообразному стакану центробежного распылителя 6, попадают на диски и сбрасываются в прорези стакана в пространство между лопастями. При этом вращающийся воздушный поток отжимает капельную жидкость к стенкам корпуса, а очищенный и осушенный воздух уходит через патрубок 7 в атмосферу.
По мере работы установки через кран 8 жидкость подается в бункер (им же регулируется уровень жидкости), а через штуцер 9 удаляется уловленный продукт.
Эффективность пылеулавливания т] определяли по запыленности воздуха:
Г]:
(1-
(1)
П'
где гп, — концентрация пыли соответственно на входе в пылеотделитель и на выходе из него (определялась по стандартной методике [6]);
Рис. 2
Рис. 3.
Значения г] для различных пылей неодинаковы, что в основном объясняется различием дисперсного состава частиц. На рис. 3 показана зависимость эффективности пылеулавли-
[:зврй|
и -:; 1111Ч КО V: П.П'.? І
ТЫ УК
ими:
Ч
л.а :сгзз® Г; £ПП;:1.]1
і* -41 Г.її . гочі
р
Г'.ЛР V, -
ДИї|МС Г| Д (.'гі Н КМ I :-. :і'\.-і ГІ VI
Чі-.-ШК I
с.егеди СТИГ-ЗІІ Л ЧІ рі- і! і уыс ЧКЧв і: 11 г V11 СЛОЯ І
Гр^Л.СГЯ
пенгг
исгнта:
СІ 0.2 :і:
І Іг:тп іііі.іил
ГО р: 11.1-.11
ті а
ВО К[И"
поа ч :ч \н
і ■ * фл т к кг г.і я кг’-гтігіі ГІРП'-Ое:
пслро;'
п-ЛПі-С-;
рс'ИїЛІ'
хи.мл і СІ-.ОрОГ.
ЗО
.. :Оі і ж:г1
ОКрУ.Кг
У.ЧІ_'.^
ЙОГгТЬ
ЬгІГГІІ?'
НіЧЧІІГ
П:і7Н!Г|
ие.'ґ-- І
|§К!1
уКій
[ЯуЫ
уоарго
Ьнії, □ 'І
\
(і
! ‘МТГПЛВ
Ь'.цяя [Ііі> ;Щ)ун і^.н
кґ. С"І~
супглкг ЛОС“у-ІКкІ ГП.- Ч К пі І"і І./.ТЄПТЧЕ-гі. стер-
ШЬ™-
. [■.! .Г;1 ' 11
иі’ фтр.-:
ІІ .'.'ЛГУ
ьеТ’
П 5]
Л1
вания л от скорости воздуха V в аппарате и о с1
комплекса------, определяющего режим работы УКФ для пылей: 1 — г] — Г (- "1-)сахар-
V
па
1,5
(3)
ной;
і ІІСОДЯНіІ' ПаЗЛНЧИСМ
с. Г> :кжіі-
ГЛе'ЛІІІІПк-
2 — г| = £(—■— ) сухой лактозы;
3 — 11 = 1 (у) сахарной; 4 — 11 = Ну) сухой лактозы. С увеличением скорости воздуха V в аппарате (кривые 3, 4) увеличивается (в данном случае двигатель лопастей УКФ
отключен). Увеличение комплекса Х=——>
V
где п — число оборотов ротора, 1/с, с! — диаметр сепарацпонной секции УКФ, м, определяющего режим работы УКФ, приводит к значительному увеличению 11 (кривые 1, 2). Причем увеличение X выше некоторого значения (Х>2,5) не вызывает уже возрастания степени очистки (кривая эффективности достигает насыщения).
Таким образом, для мелкодисперсных фракций пыли увеличение значений т] связано с увеличением поверхности контакта фаз за счет уплотнения структуры газожидкостного слоя при увеличении п. Опытные данные, представленные на рис. 3, получены при изменении значений п в диапазоне 7—30 1/с, и испытании двух сепарационных секций УКФ с! 0,2 и 0,6 м.
Исходя из условий эффективного улавливания мелкодисперсных фракций пылевидного продукта, на основе полученных данных рассчитали максимальную производительность разработанного газопромывателя — в качестве критерия оптимизации имели в виду экономичность с энергетической точки зрения.
С увеличением поверхности контактирования фаз в рассматриваемом аппарате возрастают силы трения в газожидкостном слое его активного объема и соответственно гидравлическое сопротивление: оно увеличивается при возрастании п и высоты первоначального слоя жидкости Но (порядка 800 Па). Как показали результаты исследований, наиболее приемлемыми с точки зрения эксплуатации являются скорости вращения УКФ, не превышающие 30 1/с при относительной глубине погружения лопастей Но/г = 0,14-0,2, где г — радиус окружности, описываемой лопастями УКФ.
Уменьшение п и —— снижает эффектив-г
ность очистки, увеличение этих значений повышает энергозатраты на процесс перемешивания взвешенного газожидкостного слоя при повышенных скоростях вращения УКФ, что ведет к дополнительным затратам, связанным с обеспечением надежности работы самого УКФ.
Объемный расход воздуха через аппарат можно записать следующим образом:
Р = яг2у. (2)
Выбрав в качестве предельного значения
-^—=2,5 (см. рис. 3), получим:
С помощью соотношений (2) и (3) выразим <3 окончательно:
~2,5 ■ =2-51^- (4)
Учитывая реальные условия эксплуатации сушилки Я4.0ГВ, ее малые габариты, все большее распространение при сушке молочных продуктов малогабаритных сушильных установок (А1-ФМУ, СГ-500, Я2-ОНЕ, Я2-ОНЖ, А1-ОРЗ), возьмем в качестве предельного значения г = 0,3 м (тем самым ограничим габариты самого газопромывателя). Подставляя в (4) в качестве предельных значений п = 30 1/с и г=0,3 м, определим, что максимальная производительность газопромывателя по расходу очищаемого воздуха не должна быть выше 3000 м3/ч. Такой расход воздуха имеют по паспорту указанные выше сушильные установки, что говорит о перспективности применения разработанного газопромывателя в данных условиях.
ВЫВОД
Оборудование инерционно-центробежного газопромывателя вращающимся узлом контактирования фаз УКФ с самоорошением ведет к существенному увеличению эффективности улавливания мелкодисперсных фракций пылевидного продукта. Экспериментально установлен оптимальный режим работы УКФ, обеспечивающий более высокую, чем в известных аппаратах данного типа, фракционную степень очистки.
ЛИТЕРАТУРА
1. Варваров В. В., Дворецкий Г. Б., Полянский К- К. Очистка теплоносителя при сушке пищевых продуктов. — Воронеж: Изд-во ВГУ, 1988. — 138 с.
2. А. с. 827129 СССР. Пылеуловитель. /Н. Г. Крикунов, В. В. Варваров. — Опубл. в Б. И. — 1981. — № 17. — С. 23.
3. А. с. 1029993 СССР. Устройство для мокрой очистки газа /В. В. Варваров. — Опубл. в Б. И, — 1983. — № 27. — С. 25.
4. А. с. 1212513 СССР. Устройство для мокрой очистки
газа /В. В. Варваров, К. К. Полянский, II. Г. Никонов. — Опубл. в Б. И. — 1986. № 7. — С. 21.
5. В а р в а р о в В. В., Никонов И. Г., Полян-
ский К. К. Динамика контактирования фаз в газопромывателе при очистке выбросов //Изв. вузов,
Пищевая технология. — 1985. — № 5. — С. 63—66.
6. Безопасность труда на производстве. Исследования
и испытания /Под ред. Б. М. Злобинского. — М.: Металлургия. 1976. — С. 353—381.
7. В а р в а р о в В. В., Никонов И. Г., Полянский К. К. Дисперсный состав частиц молочного
сахара в выбросах при его сушке //Молочная пром-сть. — 1985. — № 1. — С. 41—42.
8. Варваров В. В., Глыбин В. А. Дисперсный состав пыли, образующейся при сушке сахара-песка //Сахарная пром-сть. — 1986. — № 9. — С. 17—18.
Кафедра технологи молока и молочных продуктов
Поступила 21.02.89.
