CC BY
32
ЛИТЕРАТУРА
.Лисовенко А. Т., Сидоренко С. И., А м и-расланова Н. И. Устройство для замеса жидкого мучного полуфабриката. А. с. № 1450801, БИ № 2, 15.01.89.
і. Амирас ланова Н. И., Сидоренко С. И.,
Лисовенко А. Т. Влияние длительности интенсивного замеса жидкой опары на кинетику брожения// Хлебопек, и кондит. пром-сть. —1987.— № 2.— С. 35.
1. Амирасланова Н. И., Сидоренко С. И.,
Лисовенко А. Т. Влияние конфигурации ротора при интенсивном замесе на характеристики жидких
опар//Хлебопек. и кондит. пром-сть. —1987.— № 10.—
С. 37.
4. Амирасланова Н. И., Сидоренко С. И.,
Лисовенко А. Т. Влияние частоты вращения месильного органа на интенсивность замеса жидких полуфабрикатов//Хлебопек. и кондит. пром-сть.—
1987,— № 9,— С. 39.
5. Н а л и м о в В. В., Чернова Н. А. Статистические методы планирования экстремальных экспериментов.— М.: Наука, 1965, 159 с.
Кафедра машин и аппаратов хлебопекарного,
макаронного и кондитерского
производств Поступила 28.03.90
664.726.4:664.788.3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ РЕЖИМОВ ГИДРОСЕПАРИРОВАНИЯ ЗЕРНА ГРЕЧИХИ
В. Д. КАМИНСКИЙ, С. Т. ТАСТАНБЕКОВ
Одесский технологический институт пищевой промышленности им. М. В. Ломоносова
Для гидросепарирования зерна гречихи сущест-¡ующие конструкции моечных машин неприемлемы !з-за наличия в зерновой массе трудноотделимых тримесей, содержание которых в зерновой массе -речихи значительно выше, чем в зерне пшеницы. 3 ходе гидросепарирования всплывает 5,0% сорной фимеси, которую невозможно вывести [1].
На основании теоретических предпосылок ка-|ество гидравлической классификации зерновой мас-:ы и технологический эффект разделения зависят >т времени нахождения зерновой смеси в моечной «ашине, т. е. в водной среде. В конструкции моеч-юй машины длина сплавной камеры — один из >сновных факторов, определяющих эффективность (ыделения сорной примеси. На эффективность идросепарирования влияют кинематические пара-1етры работы зерновых шнеков, нагрузка на ма-нину и т. д.
Цель работы — определение режимов движения з сплавной камере моечной машины зерна гречихи зазличного качества. Мы проводили исследования три стабилизации всех параметров и изменении >дного из них на специальной лабораторной моеч-юй машине (см. рисунок), включающей патрубок 1 1ля загрузки зерна, кожух 2 шнека 3, ситчатую сассету 4, сплавную камеру 5, ситчатые стенки 6, жно 7 для вывода отходов.
Через патрубок 1 зерно подают на зерновые шнеки 1 затем в сплавную камеру 5. По всей площади шлавной камеры установлена кассета 4 с ситчатыми тенками 6, разделяющая ее на четыре секции.
При попадании в сплавную камеру 5 зерно движется по сложной траектории, в начальный момент перемещается горизонтально за счет движения затопленной струи и вертикально — под действием силы тяжести.
В соответствии с различной плотностью зерновой массы происходит распределение зерновок в четырех секциях сплавной камеры, при этом легковесные примеси с плотностью меньше воды всплывают и через окно 7 выводятся из сплавной камеры 5 с уходящей водой. Скорость движения затопленной струи зависит от размеров шнека (диаметр, шаг витков, частота его вращения). Струя называется свободной и затопленной,если она распространяется в среде, не ограниченной стенками, т. е. если поперечное сечение не превышает 20—25% поперечного сечения ограниченного пространства, что и относится к нашему случаю [2]. При рассмотрении движения затопленной струи в ограниченном пространстве сплавной камеры моечной машины наблюдается ядро потока, в котором скорость сохраняет те же значения, что и в выходном значении, на некотором расстоянии ядро потока размывается, при этом увеличивается сечение струи, и падает скорость.
Длина участка, где наблюдается ядро потока, примерно равна диаметру ядра. Необходимо отметить, что в ограниченном пространстве сплавной камеры не наблюдается направленного движения затопленной струи по всей массе воды. Производительность шнекового насоса значительно выше подачи количества воды, которое вытекает из камеры, поэтому в камере на некоторой глубине возникают обратные потоки, в связи с чем зерновки с более высокой плотностью, попадая в зону обратных потоков, замедляют свое движение, и при этом происходит их осаждение.
Горизонтальный путь, пройденный зерном, можно рассчитать по формуле:
5 =Ьпкхо, (1)
где Ь — шаг шнека, м;
п — частота вращения шнека, 1 /с;
£ — коэффициент подачи шнека; то — время осаждения различных частиц (зерен), с.
Время осаждения зерновки рассчитываем по вы ражению:
ТЇЕ
Н_
' Vo ’
(2)
где Н вертикальный путь, пройденный зерновкой (от верхнего уровня воды до края соответствующей перегородки), ж;
V 0 — скорость осаждения зерновки гречихи данной плотности.
Скорость осаждения зерновки рассчитываем по формуле: '
vo. =
V:
4d (р, —рс) j
где й — диаметр частицы, ж;
р,(, ре — плотности частицы и среды, кг/ж3: 5 — коэффициент сопротивления.
При движении зерновки в воде I рассчитывается по соответствующим выражениям в зависимости от скорости осаждения.
Используя выражения (1) и (2), формулу (3) запишем в таком виде:
5 =bnk
(4)
к
Для расчетов по формуле (4) необходимы данные о рч и d. Определяли рн по стандартной методике, подбирая раствор с плотностью, при которой зерновка находилась во взвешенном состоянии. Экспериментальные замеры позволили определить плотность зерен различного качества (длина /=4Ч--т- 8 жж; ширина Ь = 3,1-4-5,2 мм; толщина а = 2,4^--г- 4,5 мм), попадающих в различные секции. Результаты следующие:
Номер секции I II III IV
Плотность , кг/ж3 1250 1200 1150 1100
Для оценки изменений фракционного состава зерна гречихи в процессе гидросепарирования определяли скорость осаждения зерна различной плотности, рассчитав для этого критерий Архимеда:
Л, -
d\рц— pSpng
(5)
где d — эквивалентный диаметр, который для частицы неправильной формы вычислили как диаметр условного шара, объем которого равен объему формы двух тетраэдров
и “ih ■. /6 -13,6 0 ,
= v —- -— =2,96 мм, (6)
8 3,14 к '
где
рч — плотность частицы; рс — плотность воды;
р, — коэффициент динамической вязкости. Получены следующие значения критериев для частиц различной плотности.
Плотность, кг/ж3 1250 1200 1150 1100
Критерий 66217 " 52974 39730 26487
» 382 331 298 229
Для всех случаев критерий Рейнольдса Re>2, что указывает на переходный режим.
Приводим результаты расчетов значений коэффи-
ЦИЄНТОВ сопротивления И скорости осаждения 41 тиц (зерновок различной плотности):
L _ 18,5 _ 18,5
Re0'6 3~8256
— 0,57 |з= 0,61,
= 0,52,
: 0,70;
4Л-
:'Щ ру — pc)g
Зрсь
■0,137 Й/с,
ио = 0,117 м/с, V1'1 =0,098 м/с, и7/= 0,075 м,
Скорость стесненного осаждения меньше сь рости осаждения одинокой частицы, поэтому д. расчета действительной скорости осаждения введ соответствующий коэффициент аі.
иод = У0аіа2, і
где а2=0,75 — коэффициент, учитывающий отл чиє формы зерновки гречихи с шарообразной.
Расчет горизонтального пути, пройденного зе ном различной плотности, проведен по уравнени
5 = ьшпк .
од
Обороты шнека, согласно техническому паспор моечной машины, принимаем равными с заданн ми: п =250 об/мин =4,16 1/с\ шаг шнека Ьш-= 0,047 м. Коэффициент подачи шнекового насо к =0,8.
Расчеты показывают,_ что зерно с плотності рч = 1150 4- 1100 кг/ж3 попадает во II и III кам ры. При рч=1250 кг/ж3 зерно проходит пу 5 =50'мм, так как на глубине Н ж 0,035 м наблі дается поток в обратном направлении, т. е. зер. высокого качества накапливается в I камере.
При рч < 1050 кг/м3 зерно (плохого качеств попадает в IV камеру. Таким образом, предлага мая схема перегородок в сплавной камере моеч» машины позволяет произвести распределение зе на по плотности и выделить сорную примесь, ч учтено при разработке новых конструкций моечні машин [3].
ВЫВОДЫ
1. Плотность зерна гречихи колеблется в прел лах 1100-г- 1250 кг/ж3.
2. Режим осаждения зерна в сплавной каме
переходный, а скорость осаждения — 0,075
0,137 м/с.
3. Использование перегородок в сплавной каїу ре позволяет классифицировать зерновую массу плотности, что является предпосылкой для разр ботки новых конструкций моечных машин.
ЛИТЕРАТУРА
1. Влаготепловая обработка гречневой крупы / В. Д. Ь минский, В. В. Шатохин, В. М. Калашников, М. В. II рова // Мукомол.-элеват. и комбикорм, пром-сть
1987,—№ 1,— С. 29.
2. Л а с к и н М. С. Машины для мойки зерна.— 1 Колос, 1966.— 136 с.
3. Моечная машина модернизирована / В. Д. Каминск. К. В. Резник, В. В. Шатохин и др.//Хлебопродукты
1988,— № 2,— С. 26.
Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств
Поступила 12.06
