Концентрация частиц продукта в воздухе при распылительной сушке как фактор воспламенения Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

І-П'ЙЯ, \*ї і, !!І!ІС 664 т 7

ІІКИ

і

р г

Ы

~рГаг

І 1>“лл

:.іт}ри /}

(У. І)

щсрь.лсє ..на :. і Л ■, ."і

’і' ■ Ч, Т;).

Н:

Г;| ЯГІ-|Ь:ИНС,

їі;,і ЦЯ ■>. ГЛ Ці;.' ■ -гугг к

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2—3, 1990

87

наименьшее значение функционала надо искать на функциях со скачком при т=0 или при т=р, т. е. среди функций практически постоянных на отрезке [0, р].

Рассмотрение варианта, когда т^тг, ничем существенным не отличается от уже исследованного.

На этом первый этап минимизации функционала (8) завершается, причем сам функционал в силу установленного результата принимает вид

Р = р^^с+коа"1}. (15)

Второй этап минимизации функционала (1) сводится к нахождению наименьшего значения функции (12) на множестве значений а и с, определяемом соотношениями:

№ (р, х, а, с) = Р; ст<:с<е ґ

(16)

(17)

при фиксированных значениях х и (1 Для нахождения наименьшего значения функции (15) можно, например, применить метод неопределенных множителей Лагранжа. Отметим, что рассматриваемая задача всегда имеет решение, если кривая (16) пересекается с прямоугольником (17). Компоненты точки (а, с) (или точек), в которой функция (15) достигает наименьшего значения, определяют оптимальный режим сушки.

В заключение отметим, что полученные результаты могут быть распространены и на задачу, связанную с функционалом более сложной структуры, чем (1), лишь бы этот функционал в классе ступенчатых функций с одним скачком порождал непрерывную по совокупности переменных и линейную по переменным Т|, т-2 функцию Р (а, Ь, с, с1, т[, т?).

ВЫВОДЫ

1. Для достижения минимальных удельных энергозатрат режимы работы сушилок периодического действия со скачкообразным изменением по времени температуры и скорости воздуха должны быть заменены на постоянные.

2. Сушилки непрерывного действия в этих условиях могут выполняться с одной зоной сушки.

ЛИТЕРАТУРА

1. Э кт о в Ю. С. и др. Разработка рационального режима сушки /Эктов Ю. С., Гавриленков А. М., Петров С. М.; Воронежский технологич. ин-т.— Воронеж, 1988.— 6 с.— Деп. в АгроНИИТЭИПП 09.06.88, № 1848.

Кафедра машин и аппаратов пищевых производств Кафедра высшей математики

Поступила 06.05.89

637.143:66.047.791.1

КОНЦЕНТРАЦИЯ ЧАСТИЦ ПРОДУКТА В ВОЗДУХЕ ПРИ РАСПЫЛИТЕЛЬНОЙ СУШКЕ КАК ФАКТОР ВОСПЛАМЕНЕНИЯ

В. В. ВАРВАРОВ, В. Ф. ЯКОВЛЕВ, К. К. ПОЛЯНСКИЙ Воронежский технологический институт

При производстве сухих молочных продуктов ввиду возможного образования витающей пылевидной фракции, способной при определенных условиях воспламеняться, необходимо соблюдать особые меры предосторожности [1]. Из литературы [2, 3, 4] известны основные взрывные характеристики пылей сухого цельного и сухого обезжиренного молока СОМ, сухих сливок. Однако в настоящее время отсутствуют количественные показатели пожа-ровзрывоопасности в производственных условиях при сушке и упаковке новых молочных продуктов (Оволакт, Белакт и др.), заменителя цельного молока ЗЦМ, а также молочного сахара.

Цель работы — исследование нижних концентрационных пределов распространения пламени НКПР указанных сухих молочных продуктов (т. е. минимальных значений запыленности, при которых возможно распространение пламени при наличии источника зажигания).

Эксперименты проводили с пылевидными фракциями сухих молочных продуктов, полученными в результате рассева на ситах.

Дисперсный состав пыли определяли ситовым анализом и микроскопическим методом, влажность отобранных образцов— по ГОСТ 3626—73.

Основные параметры воспламенения пылей сухих молочных продуктов исследовали во взрывной камере конструкции ВНИИПО, представляющей собой цилиндр объемом 0,008 м'! с источником зажигания внутри (спираль из нихрома) по стандартной

методике [2]. Температуру источника воспламенения (в пределах 1150° С) контролировали и регулировали хромель-алюмелевыми термопарами с потенциометром постоянного тока.

Для исследований брали образцы пылей сухих молочных продуктов, имеющих влажность № = = 4—5%, что характерно для производственных условий. Путем проведения ситового анализа их разделяли на фракции +120, +88, +75, +60 и —60 мкм. Испытания проводили с каждой фракцией отдельно. При этом каждый опыт с определенной навеской пыли повторяли 6 раз и брали среднее значение длины пламени «вперед» и «назад».

Результаты экспериментов показывают (табл. 1), что для всех пылей выявлена область концентраций (7,6 г/м3— 22,5 г/м3), в которой возможность распространения пламени носит вероятностный характер. Изменяя от опыта к опыту массу навески на 10%, нашли минимальную концентрацию, при которой получили 6 последовательных воспламенений (частота воспламенений 1), и максимальную концентрацию — 6 последовательных отказов (частота воспламенения равна 0), на основе чего определили для каждой пыли НКПР (в^аблице представлены усредненные показатели). Например, для пыли лактозы НКПР =20,-4 г/м'', Белакт-2 —

15,3 г/м3, Оволакт— 10,2 г/м3 и т. д.

В табл. 1 представлены данные по пылям сухих молочных продуктов, ранее не исследованным. Со-

■к

___ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2—3, 19ОТ

Таблица 1

Концен-

трация

пыли,

г/ж3

10,2

15.3

20.4

22.5 38,2 51.0

Длина пламени, см (а — «вперед» б — «назад»)

СОМ Оволакт Низколактозная лактоза Белакт-2 зам

(частицы разме- (частицы разме- смесь (частицы (частицы разме- (частицы разме- (частицы разме-

ром 0—60 мкм) ром 88—120 мкм) размером 0—60 ром 0—75 мкм) ром 0—88 мкм) ром 0—88 мкм)

мкм)

а б а б а б а б а б а 6

1 — 1,5 — — — 0,5—1,5 -

5—8 1 — — 1 — 1,5 — 5—8 —

6—8 2—3 — 1 — 2—3 — 8—10 1

1 6—9 3—4 — 2,5—4 — 5—8 — 10—12 1-2

3—6 12—15 1 3 5—8 1—2 3—4 — 7,5—14 1 >17 3-7

8—12 1—3 >17 8 -17 >17 5—6 4—7 1 >17 4—8 >17 8-і]

ИЗВЕСТИЯ &У32Ї

Одним ИЗ ЩИХ Підродині рата с тупиков г газожидкЛ

Таблица 2

К< СОМ Оволакт Белакт-2 [ зцм Лактоза Нмзколак-тозная сі^Яь

Ко —3,5614 —4,0303 —4,2281 —6,8942 —2,1967 —№773

Кі 0,2419 0,5303 0,4202 0,8898 0,2950 0,6562

Кг 0 0 0 —0,0049 —0,0078 —0,0279

Къ 0 0 0 0 0,0001 0,0005

поставление же полученных данных для пылей СОМ с известными для них данными (НКПР для СОМ 8,85 г/м3 [3]) говорит о том, что в нашем случае концентрации пыли несколько выше. Это объясняется тем, что в производственных условиях основная масса пыли имеет более высокую влажность и размер частиц [4] по сравнению с условиями, при которых проводились известные исследования.

При математической обработке полученных экспериментальных данных на ЭВМ с использованием корреляционного анализа были получены уравнения, выражающие зависимость длины распространения пламени от концентрации пылевого облака для исследованных сухих молочных продуктов.

Результаты исследований описываются в виде уравнения в общем виде:

1 = К0 + К1С + К2С2 + КзС3,

где параметром, характеризующим степень воспламенения / является длина пламени «вперед», см\ С — концентрация соответствующего пылевидного продукта, г/м3.

Численные значения коэффициентов для различных продуктов приведены в табл. 2. Уравнение справедливо для концентраций пыли от 10 до 100 г/м3.

Программа, с помощью которой производилась обработка экспериментальных данных, позволяла аппроксимировать 7 видов зависимостей, из которых и были выбраны зависимости, указанные выше и соответствующие наименьшим суммам квадратов отклонений между расчетным и факти- ( ческим значениями I.

Относительная погрешность расчета не превышает 15%.

Полученные данные следует учитывать при разработке безопасного процесса производства сухих молочных продуктов.

ЛИТЕРАТУРА

1. Панасенков Н. С., Петрова Л. В. Обеспечение пожаробезопасной эксплуатации сушильных установок // Молочная и мясная пром-сть.—1988.— № 4,—

С. 42—43.

2. Корольченко А. Я. Пожаровзрывоопасность промышленной пыли.— М.: Химия, 1986.—216 с.

3. Л и п а т о в Н. Н., Харитонов В. Д. Сухое молоко.— М.: Лег. и пищ. пром-сть, 1981.—264 с.

4. В а р в а р о в В. В., Дворецкий Г. Б., Полянский К К. Очистка теплоносителя при сушке пищевых продуктов.™ Воронеж: Изд-во ВГУ, 1988,—136 с.

Кафедра технологии молока

и молочных продуктов Поступила 27.07.89

663.64.057

ОСРЕДНЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ГАЗОЖИДКОСТНОГО СЛОЯ в ИНЖЕКЦИОННО-СТРУЙНОМ САТУРАТОРЕ С ТУПИКОВЫМ КАНАЛОМ

С. С. ЕРМАКОВ, А. Ф. ДУБИНИЧ, С. В. ХАРЛАМОВ

Ленинградский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт холодильной промышленности

Инжекционно-струйные аппараты (сатураторы), непрерывно обновляемая поверхность контакта

в которых за счет энергии струи жидкости, вте- фаз, нашли широкое применение в сатурационных

кающей через газовую прослойку в резервуар, установках [1, 2] торговых автоматов АТ-101СК

заполненный жидкостью, формируется большая, и АВ-2М.

Рі

ко

но

ка

глубиной прони величины г необ; аппарата Ьк + г.

При истечени через газовую п| жидкостью, сов< инжектируемого кинетической эне струи жидкости Оі 2, от полюса теч^

Так как в ме< от полюса течени кинетической эне равен:

Ег.

где <3жн — расхоі газожидкостного струи); VI) — скор ность жидкости; интенсивность нар (расширения стру дольная составл. поперечного сечен Часть кинетичес на формирование і учесть эту часть, Полагая, что она по длине потоку < случая истечения струи в жидкость

4 гс

ГДё £■ — ускорение! ность газа.

Пренебрегая сш плотности жидкдат;

При истечении ст ниченного об'йма ( расстоянии от нач!

12 Пищевая технология |