Особенности движения частиц рушанки вниз по полочкам в аспирационной камере Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

664.72.002

ОСОБЕННОСТИ ДВИЖЕНИЯ ЧАСТИЦ РУШАНКИ ВНИЗ ПО ПОЛОЧКАМ В АСПИРАЦИОННОЙКАМЕРЕ

В.В. ДЕРЕВЕНКО, Г .А. ГЛУЩЕНКО

Кубанский государственный технологический университет

При подготовке подсолнечных семян к отжиму масла важной технологической операцией является отделение лузги из рушанки, содержание которой в ядровой фракции определяет качество получаемого масла, а также потери масла с лузгой.

Для отделения плодовой оболочки из рушанки подсолнечных и соевых семян используются семеновееч-ные машины марки Р1-МС-2Т или НВХ, состоящие из рассева и аспирационной камеры. В рассеве установлен комплект сит, с помощью которых осуществляется фракционирование рушанки на 5 фракций, поступающих затем в соответствующий раздел аспирационной камеры, где из калиброванной рушанки, пересыпаемой сверху вниз по наклонным полочкам, осуществляется отбор лузги воздушным потоком.

Для расчета скорости движения воздуха и требуемого его количества в аспирационной камере используются известные зависимости [1]. Однако в них не учитывается начальная скорость движения частицы и для случая a < j (угол трения) при расчете получают мнимые значения скорости воздуха. Этот случай имеет важное практическое значение.

Ранее рассмотрены варианты ускоренного и замедленного движения частицы вниз по наклонной полочке при a > j [2], где уравнение движения частицы вниз по наклонной полочке при встречном воздушном потоке представлено в виде

m— = mg (sin a — f cos a)— mK (v + U)2 = dt

= maH — тКп (v+U)2,

где a - угол наклона полочки; f - динамический коэффициент трения; v — относительная скорость движения частицы, м/с; U - ско -рость воздушного потока, м/с; t - время движения частицы, с; Кп -коэффициент парусности, м-1; aH = g(sin a — f cosa).

Рассмотрим случай a < j, когда частица движется по наклонной плоскости вниз замедленно, т. е. ан £ 0, тогда

£=а«— К п (v'+U )2.

dv'

:| + Кп (v'+U)2 После интегрирования получим

1 t (v'+U^VK7

arctg

J dt".

VlaH |Kп

-\/|aH 1

=t#

или

h|k „

arctg^+EHK — arctg ( v + U

-\/|aH|

д/°Н[

= t#. (2)

Из уравнения (2) найдем скорость движения частицы v

v=

•К

tg

arctg

— U.

Т dS'

Так как-------= v, то имеем

dt

dS' = tg arctg(vH —^Kп f dt'—Udx'. (3)

\K п ~

Проинтегрируем уравнение (3) от 0 до t, при этом S' будет изменяться от 0 до S:

0

или

VK „■

0

arctg

(vh +U X K „

\|aH| dt —U " dt

V|aHK п ^ . 0

\ |aH|

VK„ •

arctg—^Kп t' dt -Ut.

-\1Ы

Найдем время движения частицы до полной остановки на наклонной полочке

1

V|aH |Kп

arctg

(vh +u>4k7 uJk

■JK\

— arctg

Так как aH < 0, имеем

dv# = -[| aH | + Kп (v'+U )2 ]•

(1)

Проинтегрируем уравнение (1) по времени от 0 до х1, при этом скорость движения частицы будет изменяться от начальной vн до V

Тогда путь, пройденный частицей до полной остановки:

101х« Smax =^Л Г tg

УК п 0

arctg

(vh + u>4K^—

д/НН"!

—V| aH | К п ^

dt'—Utо-т. (4)

0

v

v

1

a

H

0

Модель идентифицирована по опытным данным, полученным киносъемкой функционирующей аспира-ционной камеры семеновеечной машины Р1-МС-2Т, для частичек ядровой фракции при движении вниз по полочкам при рабочих углах наклона 23° и 30° и при различных скоростях воздушного потока. Найдены соответствующие коэффициенты идентификации.

Результаты расчетов по уравнению (4) приведены на рисунке (при и, м/с: 1 -4,5; 2 - 3,5; 3 - 2,5; 4 - 1,5) для семянки подсолнечника, Kп = 0,23, а = 20° и f = 0,33, который получен экспериментально. Рабочая скорость воздуха в каналах вейки Р1-МС-2Т, как нами установлено в производственных условиях, может изменяться в интервале 2,23-4,6 м/с. Фактическая длина полочки составляет 0,17 м, а расстояние, которое проходит семянка по ней, 0,1-0,125 м, в зависимости от ее установки в аспирационном канале.

Полученные графики (рисунок) показывают, что влияние vН при движении семянки по наклонной полочке имеет определяющее значение на путь, пройденный частицей до полной остановки.

В связи с этим, рекомендуется нижние полочки в аспирационной камере для фракции целяка и недору-ша устанавливать под углом а < ф. В этом случае поток семян, перетекающий по верхней полочке вниз и имеющий ускоренное движение, при поступлении на нижнюю полочку будет перемещаться по ней замедленно, что позволит более эффективно производить удаление частичек лузги воздушным потоком.

Ун, м/с

ЛИТЕРАТУРА

1. Масликов В .А. Технологическое оборудование произ -водства растительных масел. - М.: Пищевая пром-сть, 1974. - 440 с.

2. Деревенко В.В. Теоретические и экспериментальные исследования особенностей движения частичек рушанки по наклон -ной поверхности при взаимодействии с воздушным потоком // Тр. XXIV Рос. школы по проблемам науки и технологий, посвященные 80-летию со дня рожд. акад. В.П. Макеева (22-24 июня 2004 г., г. Миасс). - С. 137-140.

Кафедра процессов и аппаратов пищевых производств

Поступила 07.03.08 г.

663.551

РАЗДЕЛЕНИЕ ЭФИРОАЛЬДЕГИДНОЙ ФРАКЦИИ МЕТОДОМ «ЗАМКНУТОЙ» РЕКТИФИКАЦИИ

А.И. ФРИДТ, А.Н. МИХАЙЛЕНКО, Е.В. ЕЖОВА

Кубанский государственный технологический университет

Повышение требований к качеству пищевого спирта при его производстве привело к увеличению отбора эфироальдегидной фракции (ЭАФ), что делает актуальной задачу ее переработки.

В настоящее время ЭАФ наиболее часто используется как вторичный источник получения пищевого спирта путем повторной ректификации. При этом применяются установки как непрерывного, так и периодического действия. Первые позволяют получать больше сортового спирта, но являются более дорогими и сложными в эксплуатации. Поэтому на небольших предприятиях преимущественно используются периодические установки.

Одним из вариантов организации процесса периодической ректификации является метод «замкнутой» ректификации, когда дистиллят отбирается не постоянно, а дискретно, определенными порциями. В этом случае колонна работает практически все время при бесконечном флегмовом числе, что обеспечивает ее максимальную разделительную способность.

Цель настоящей работы - исследование особенностей разделения ЭАФ «замкнутой» ректификацией методом математического моделирования.

Численный эксперимент проводили на математической модели, представленной в [1]. Моделировалась работа ректификационной колонны диаметром 600 мм при переработке 8 м3 сырья. В качестве сырья принята ЭАФ, содержащая, помимо этанола и воды, 4 альдегида, 6 эфиров и 2 высших спирта. Число теоретических тарелок изменялось от 20 до 40. Объем отбираемых порций дистиллята варьировался от 5 до 50 л. Концентрация этанола в исходной ЭАФ после разбавления водой находилась в диапазоне от 35 до 90% об.

В ходе эксперимента исследовали зависимость выхода этилового спирта от числа тарелок колонны, объема отбираемых порций дистиллята и степени разбавления водой исходной ЭАФ.

Расчеты показали, что при любом числе тарелок в колонне и при любой концентрации этанола в сырье выход сортового спирта при уменьшении объема отбираемых порций дистиллята увеличивается незначительно.