CC BY
11
3. ТЕХНОЛОГИ! ТА УСТАТКУВАННЯ Л1СОВИРОБНИЧОГО КОМПЛЕКСУ
УДК 66.047 Проф. Я.М. Ханик, д-р техн. наук; тж. О.В. Сташславчук;
доц. В.П. Дулеба, канд. техн. наук - НУ '^beiecbrn полшехшка"
ОТРИМАННЯ СУХИХ ДР1ЖДЖ1В 13 СУСПЕНЗП
Наводяться результати узагальнення кшетики сушшня пекарських дрiжджiв методом фшьтрацп теплоноая через висушуваний шар матерiалу i3 створеною в ньому штучною пористютю та додатковим пiдведенням тепла: тривалосп процесу та кiлькiсного розрахунку кшетики сушшня у другому умовному перюд1.
Prof. Ya.M. Khanyk, eng. O.V. Stanislavchuk, Assist. prof. V.P. Duleba -NU "Lvivpolytechnica"
Receipt of dry east from pulp
In entry presentation the result of summarizing of kinetic filtration drying layer yeast with porous and positive heating: duration of drying and quantitative calculation kinetic of drying in second relative period.
Постановка питання. До величезного р1зномашття матер1ал1в, як шдлягають сушшню, належить i такий бюлопчно-активний продукт як пе-карськ дрiжджi. У виробництвi для !х отримання у сухому виглядi дрiжджо-ву суспензда (молоко) фiльтрують на барабанних вакуум-фшьтрах. Отрима-ний матерiал (дрiжджове тiсто) вологiстю Wc = 222-265 % зрiзають ножем зi стрiчки барабану, формують i подають на сушшня. Для зневоднення пекарських дрiжджiв здебшьшого використовують сушарки киплячого шару, як по-ряд з перевагами мають i такi недолжи: стирання матерiалу пiд час сушшня, винесення дрiбнодисперсноl фази у довкшля, низький коефщент тепловщда-чi порiвняно iз сушiнням у стацiонарному шарi тощо.
Аналiз джерел лiтератури. У працях [1-8] доведено ефектившсть фшьтрацшного методу сушiння для матерiалiв рiзноl структури та природи. Суть методу полягае у фiльтруваннi гарячого теплоноЫя через газопроникний матерiал пiд дiею перепаду тискiв. Пiд час фшьтрацшного сушшня частина вологи видаляеться мехашчно без затрат теплово! енерги, а теплоносш омивае не тiльки зовшшню поверхню висушуваного матерiалу, але i його внутрiшню структуру, внаслiдок чого поверхня масотеплообмiну багатократно зростае. Мехашчне винесення вологи, яка заповнюе макрокапшяри, е великою перевагою фшьтрацшного методу сушшня.
Основш результати дослвдження. Враховуючи переваги сушiння методом фшьтрацп теплоносiя через шар матерiалу [1], нами дослiджено можли-вiсть здiйснення процесу зневоднення безпосередньо шсля стадп фiльтрування дрiжджового молока (уникаючи стадп формування матерiалу). Для цього на поверхню шару матерiалу (дрiжджового тiста), утвореного пiсля фiльтрування i розмiщеного на перфорованiй перегородцi, подавався теплоносш, який шд дiею перепаду тисюв "профшьтровувався" через нього. Для збшьшення поверх-
т тепломасообмiну i для зменшення гiдравлiчного опору шару, перфораторами з рiзною кiлькiстю перфоруючих елементiв створювали штучну пористiсть (Б = 1,32; 5; 10 %). Крiм цього, для додаткового шдведення тепла в шар, у ньому розмщали металевi сiтки плоско! та об'емно! форми.
Для визначення критично! вологост та !! залежностi вiд величини штучно! пористост Б, отриманi експериментальнi дат представлено у вигля-дi графiчно! залежностi в напiвлогарифмiчних координатах: - Шр) = ^т) (рис. 1), де W i Wp - потокова i рiвноважна вологосп, т - час сушiння.
1з збiльшенням значення штучно! поpистостi час досягнення критично! вологост зменшуеться вiд 1200 до 900 с. Величина критично! вологост не залежить вiд Б i становить Wкp = 49,75 %.
На основi отриманих даних виконано узагальнення результат юнетики процесу сушiння матеpiалу iз штучно створеною в шаpi пористютю i отримано piвняння для визначення тривалост сушiння у першому умовному перюда
1кр
0,62 - N 1,9-10
-4 '
(1)
де N - швидюсть сушiння у першому умовному перюд^ %/с.
Для кшьюсного розрахунку кiнетики сушiння у другому умовному пе-piодi використано залежшсть [9]
W - Wp Wkp - Wp
(2)
для яко! визначено величину вщносного коефiцiента сушiння х = 0,003 1/с, вiдповiдно
W - Wp Wkp - Wp
i-0,003•N•(x-Xкp)
(3)
2.5
^^ -W p) 2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
Рис. 1. Графiчний метод визначення критичноI вологостi та часу и досягнення для суцтьного
шару матерiалу та за наявностi в ньому змшних значень штучно'1 пористостi
0
1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 Загальний час сушшня пекарських дpiжджiв методом фшьтраци теп-лоносiя через висушуваний шар iз створеною в ньому штучною поpистiстю, вiдповiдно до piвнянь (1) i (3), становить:
1
0,62 - N
т= —-т +
1,9 -10-4
, W - Wp •1п-
0,003 • N Wkp - ^
(4)
е
с
Кiнетика сушшня для шарiв матерiалу зi штучною пористiстю визна-чаеться його живим перетином, усадковими явищами каналiв, молекулярною дифузiею вологи до каналiв i часткою пароутворення в мiжканальних дшян-ках та частковим руйнуванням канашв. На основi проведених дослiджень можна сказати, що створення штучно! пористост в шарi матерiалу дещо ш-тенсифiкуе процес сушiння, однак не дае необхщних результатiв через низь-ку iнтенсивнiсть пiдведення тепла у зону сушшня.
Для збшьшення поверхш тепломасообмiну в шарi матерiалу було роз-мiщено плоску металеву сггку. Тобто, сушiння проводили комбiнованим фшь-трацiйно-контактним методом, коли тепло передаеться матерiаловi як вiд теплоносiя, що "профшьтровуеться" через шар матерiалу, так i вiд нагр^о! ним сггки. Час досягнення критично! вологостi змшюеться iз зростанням по-ристостi вщ 550 до 450 с у 11,87 раза (рис. 2). Величина критично! вологост не залежить вщ значення Б i становить 89,28 %.
2.5
lg(W ^р)
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
1 ^ 2 3
Рис. 2. Визначення критичноХ вологостi та часу и досягнення
для матерiалу з рЬними значеннями штучноХ пористостi
та розмщеною плоскою металевою
аткою в шар^ 1,0-0,16 %; 2,0-0,67 %;
3,0-1,9 %
Т , с
0 300 600 900 1200 1500
Аналiзуючи результати дослщжень сушшня пастоподiбного матерiалу iз розмщеною в його шарi плоско-металевою сiткою та штучною пористютю, можна зробити висновок, що величина штучно! пористост iстотно не впливае на кшетику сушiння, оскiльки створена поверхня тепло масообмiну, внаслiдок руйнування шару матерiалу пiд дiею усадкових явищ, е значно бiльшою вщ поверхнi, утворено! штучно. Наявнiсть плоско! металево! сiтки в шарi призво-дить до стабiлiзацi! штучно! пористо! структури i пiдведення тепла кондук-тивним методом до висушуваного матерiалу у мiсцi !! розмiщення. Наслщком такого процесу сушiння е зменшення тривалост процесу.
Внаслiдок узагальнення першого умовного перюду кiнетики сушiння отримано рiвняння (5) для визначення тривалост сушiння у першому умов-ному перiодi матерiалу зi створеною пористютю та розмiщеною в шарi плоскою металевою сггкою
0,63 - N
ткр
(5)
3,8 -10-4
Рiвняння для розрахунку кiнетики сушшня у другому умовному перь одi за визначеного значення вiдносного коефщента сушiння х = 0,0101 1/с можна записати
Ш - Шр Wkp - Шр
-0,01-К-(х-хкр)
(6)
Рiвняння для розрахунку загального часу сушшня пастоподiбного бг ологiчно-активного матерiалу iз розмiшеною в шарi плоскою металевою Ыт кою та створеною в ньому штучно пористютю матиме вигляд
1
0,63 - N т= —-т +
3,8-10
-4
П Ш - Шр
■ • СП--—
0,01 • N Шкр - Шр
(7)
Отриманi нами рiвняння дають можливiсть прогнозувати процес сушшня пекарських дрiжджiв iз розмiщеною в шарi плоскою металевою Ыт-кою, як у першому, так i у другому перiодi.
Збiльшити поверхню тепломасообмiну дало змогу розмiщення у шарi матерiалу об'емно! металево! сггки. Форма тако! сiтки дае змогу додатково тдводити тепло по всш висотi матерiалу. Крiм цього, частина сггки е невтоп-леною в шар, тому вона вщ початку сушшня контактуе з теплоноЫем, нагрь ваеться i передае тепло матерiалу по всiй його висотi. Критична волопсть ма-терiалу не залежить вiд значення штучно! пористостi (рис. 3), однак е мен-шою, нiж у попередньому випадку (рис. 2).
2.5
-Шр) 2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
□ -0,16% ♦ - 0,67 % • - 1,9 %
-
-
-
-1- -1- -1- —1— —1— —1—
Рис. 3. Графiчний метод визначення критичноХ вологостi та часу и досягнення
для матерiалу з рЬними значеннями штучноХ пористостi та розмщеною об'емною Ыткою в шарi
200
400
600
800
1000 1200
На основi проведених дослщжень та отриманих даних виконано уза-гальнення результапв кшетики процесу сушшня матерiалу iз створеною штуч-ною пористiстю та розмщеною в шарi об'емною металевою Ыткою i отримано рiвняння для визначення тривалост сушiння у першому умовному перiодi
1,48 - N
1кр
(8)
1,65 -10-3
Для кшьюсного розрахунку кiнетики сушiння у другому умовному пе рiодi отримано рiвняння:
Ш - Шр = е-0,0059-^(х-хКр)
Шкр - Шр
(9)
е
т
0
Загальний час сушшня становить 1,48 - N Г 1
т=-3 + -
1,65 -10-3
1 ^ W - Wp
(10)
Висновки. На основi отриманих результатiв дослiджень можна зазна-чити, що у разi розмiщення в шарi матерiалу об'емно! металево! сiтки, величина штучно утворено! пористостi ютотно не впливае на кiнетику сушшня, оскшьки значення сумарного живого перетину, утвореного внаслщок усадко-вих явищ, значно перевищуе значення живого перетину штучно! перфорацй. Рiвномiрнiсть мiкротрiщин дещо залежить вiд живого перетину штучно! по-ристостi на початку процесу, що позитивно вщображаеться на кшетищ су-шiння (рис. 3).
Отримаш рiвняння, з врахуванням змiни створено! пористосл та фор-ми шдведення додаткового тепла в шар матерiалу, дають можливiсть прогно-зувати процес сушшня як у першому перюд^ так i у другому, а також спроек-тувати сушильний апарат вщповщно до конкретних гiдродинамiчних та кше-тичних умов процесу сушшня.
1. Ханык Я.М. Фильтрационная сушка плоских проницаемых материалов: Дисс. ... д-ра техн. наук. - Львов: ГУ "Львовская политехника", 1992. - 36 с.
2. Ханик Я.М., Атаманюк В.М. Фшьтрацшне сушшня х1м1чного волокна// Стан 1 пер-спективи розвитку х1м1чно! науки та промисловост в захщному регюш: Тез. наук. конф. -Льв1в: ДУ "Льв1вська полтехшка". - 1994. - С. 192.
3. Ханик Я.М., Бшецька Л.З., Креховецький О.М. Особливосп процесу фшьтра-цшного сушшня у раз1 шфрачервоного нагр1ву матер1алу// Х1м1чна промисловють Укра!ни. -1996, № 3. - С. 19-21.
4. Ханык Я.Н., Атаманюк В.М., Билецкая Л.З. Непрерывный процесс фильтрационной сушки ленточных газопроницаемых материалов при наличии усадочных явлений// Труды Междунар. конф.: Тепломассообмен. ММФ-96. - Минск. - 1996. - С. 25-27.
5. Дулеба В.П., Ханик Я.М., Атаманюк В.М. Пдродинамка при рус через шар сухого зернистого пол1акрилам1ду// Х!м1чна промисловють Укра!ни. - 1997, № 2. - С. 17-20.
6. Гузьова 1.О., Атаманюк В.М., Ханик Я.М. 1нтенсифкащя фшьтрацшного сушшня сипких зернистих матер1ал1в// Х1м1чна промисловють Укра!ни. - 2001, № 4. - С. 17-19.
7. Кшдзера Д.П., Ханик Я.М., Атаманюк В.М. Пдродинамка фшьтрацшного сушшня торфу// Вюник ДУЛП: Хiмiя, технология речовин та !х застосування. - 2001, № 426. - С. 204-208.
8. Кшдзера Д.П., Ханик Я.М., Атаманюк В.М. Зернистий матерiал. Пдродинамка по-лщисперсного шару// Хiмiчна промисловiсть Укра!ни. - 2002, № 6. - С. 38-42.
9. Лыков А.В. Теория сушки. - М.: Энергия, 1968. - 472 с.
УДК674.093.02 Доц. Л.Н. Горбачова, канд. техн. наук; проф. Р.1. Мацюк, канд. техн. наук; студ. М.М. 1льк1в - НЛТУ УкраХни, м. Льв1в
АНАЛ1З ВПЛИВУ СПОСОБ1В РОЗПИЛЮВАННЯ ПИЛОВНИКА НА ОБ'СМНИЙ ВИХ1Д ПИЛОМАТЕР1АЛ1В З ВИКОРИСТАННЯМ СУЧАСНОГО КОЛОДОПИЛЯЛЬНОГО ОБЛАДНАННЯ
Проаналiзовано вплив способiв розпилювання пиловно! сировини та типу коло-допиляльного обладнання на об'емний вихщ обрiзних стандартних пиломатерiалiв та чотирикантного бруса, призначеного для дерев'яного домобудування.
Л1тература
