CC BY
299
УДК 664.848:621.1.013 Профессор А.Н. Остриков
(Воронеж. гос. ун-т инж. технол.) кафедра технологии жиров, процессов и аппаратов химических и пищевых производств. тел. (473) 255-38-87 старший научный сотрудник С.А. Шевцов (Воронежский институт ГПС МЧС России) тел. (473)-277-86-53 E-mail: oan@vsuet.ru
Professor A.N. Ostrikov
(Voronezh state university of engineering technology) Department of Technology of fats, processes and devices for chemical and food industries. phone (473) 255-38-87
senior researcher S.A. Shevtsov
(Voronezh institute of the state fire emergency service of Russian Ministry of emergency situations). tel (473)-277-86-53 E-mail: oan@vsuet.ru
Расчет и проектирование ленточных сушилок с активным гидродинамическим режимом
Calculation and design of tape dryers with active hydrodynamic regime
Реферат. Ленточные сушилки, используемые в пищевой промышленности, из-за низкого технического уровня уступают по многим технико-экономическим показателям зарубежным аналогам. Целью работы являлась разработка методики расчета ленточных сушилок с активным гидродинамическим режимом на основе полученных теоретических и экспериментальных данных по кинетике и гидродинамике. Выполненный расчет позволил спроектировать ленточную сушилку с активным гидродинамическим режимом. Предлагаемая сушилка имеет следующие преимущества: высокая эксплуатационная надежность из-за отсутствия многочисленных циклов деформации и значительного истирания сетчатых пластин; достижение равномерной сушки продукта вследствие использования мягких, щадящих режимов пересыпания и перемешивания при максимальном сохранении частиц обрабатываемого продукта за счет рациональной конструкции гравитационного ворошителя; универсализация конструкции сушилки и адаптации ее для сушки различных продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.); отсутствие необходимости в переналадке конструкции сушилки для продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.); использование пересыпающегося слоя снижает комкование высушиваемого продукта и предотвращает образование агломератов.
Summary. Belt dryers, using in the food industry, are inferior in many technical and economic indices foreign counterparts due to low technical level. The aim of the work was to develop a methodology for calculating belt dryers with active hydrodynamic regime on the basis of theoretical and experimental data on the kinetics and hydrodynamics. The executed calculation allowed to design the belt dryer with an active hydrodynamic mode. The offered dryer has the following advantages: high operational reliability due to the lack of numerous cycles of deformation and a considerable abrasion of mesh plates; achievement of uniform drying of a product owing to use of soft, sparing modes of oversleeping and hashing at the maximum preservation of particles of a processed product at the expense of a rational design of a gravitational device for agitating; universalization of a design of the dryer and its adaptation for drying of various products, differing physicomechanical properties (a corner of a natural slope, granulometric structure, adhesion, etc.); lack of need for readjustment of a design of the dryer for the products, differing physicomechanical properties (a corner of a natural slope, granulometric structure, adhesion, etc.) ; use of a being poured layer reduces a balling of a dried-up product and prevents formation of agglomerates.
Ключевые слова: методика расчета, ленточная сушилка, конструкция
Keywords: method of calculation, belt dryer, design.
Используемые в пищевой промышленности ленточные сушилки из-за низкого технического уровня уступают по многим технико-экономическим показателям зарубежным аналогам [1].
Цель работы - разработка методики расчета ленточных сушилок с активным гидродинамическим режимом на основе полученных теоретических и экспериментальных данных по кинетике и гидродинамике.
Расчет ленточной сушилки выполнили при следующих условиях: производительность сушилки по исходному продукту Омк = 100 кг/ч; влагосодержание гречневой крупы: начальное Со = 0,4 кг/кг, конечное Ск = 0,1 кг/кг; критическое Скр = 0,21 кг/кг, равновесное Ср = 0,114 кг/кг; начальная температура гречневой крупы ©о = 20 °С; допустимая температура нагрева гречневой крупы
© Остриков А.Н., Шевцов С.А., 2014
6>доп = 80 °С; удельная теплоемкость гречневой крупы Ст, = 1,25 кДж/(кгК); насыпная плотность гречневой крупы рНас = 825 кг/м3; плотность частиц гречневой крупы р мк = 1220 кг/м3; эквивалентный диаметр частицы = 2,7 мм; фактор формы / = 1,5; сушильный агент - воздух при начальном влагосодержании Хо = 0,01 кг/кг.
Производительность сушилки по сухому продукту От, кг/ч, исходному материалу Ж, кг/ч, и испарившейся влаге Омо, кг/ч, рассчитаем по формулам:
От = _м^, (1)
т 1+С ()
Ж = От АС, (2)
Омо = Омк + Ж, (3)
где Омк - производительность сушилки, кг/ч, Омк = 100 кг/ч; Ск - конечное влагосодержа-ние гречневой крупы, кг/кг, Ск = 0,1 кг/кг; АС - изменение влагосодержания гречневой крупы кг/кг, АС = 0,3 кг/кг.
Температурный режим сушки выберем по фактору термообработки из условия Фт < 1.
Учитывая, что в ленточной сушилке т >т# и обеспечивается высокая степень перемешивания воздуха, воспользуемся формулой:
Ф т = ] < 1 ,
т 29доп ] ,
г = 29 — г ,
о доп к'
(4)
(5)
где ¿о = 20 °С - начальная температура гречневой крупы; ^ = 40 °С - конечная температура гречневой крупы; 9 доп = 80 °С - допустимая температура нагрева гречневой крупы.
Температуру 9К гречневой крупы на выходе из сушилки примем по формуле:
9К = 0,9 • ^, (6)
где ¿к = 40 °С - конечная температура гречневой крупы.
Удельный расход теплоты на нагрев гречневой крупы ^, кДж/кг, составит:
= , (7)
Л9 = в„-9„, (8)
где Ст = 1,25 кДж/(кгК) - удельная теплоемкость гречневой крупы, кДж/(кгК); Сж = 4,186 кДж/(кгК) - удельная теплоемкость воздуха, кДж/(кгК); Л9 = 16 °С - разность температур на выходе из сушилки и входе в сушилку.
Среднюю удельную теплоту связанной влаги £с , кДж/кг, определим по формуле:
8о =
а • (скр - Ск / ЛС
(9)
Принимаем удельные тепловые потери £пт = 250 кДж/кг. При установившемся процессе расход теплоты на нагрев транспортных средств отсутствует. Тогда изменение энтальпии Л, кДж/кг, сушильного агента рассчитаем по формуле:
Л = с 9 — я — я — я
ж о ом ос оп
(10)
где Сж = 4,186 кДж/(кгК)- удельная теплоемкость воздуха; 9 о = 20 °С - начальная температура материала; ^ = 88,9 кДж/кг - удельный расход; £с = 84,7 кДж/кг - средняя удельная теплота кДж/кг.
Энтальпия воздуха в начале процесса /о, кДж/кг:
/о = С,4 + (Го + Сп^оДо, (1 1)
где Сг = 1,006 кДж/(кг-К)- удельная теплоемкость наружного воздуха,; Го = 2495 кДж/кг -удельная теплота парообразования при 0 °С; Сп = 1,965 кДж/(кг-К) - удельная теплоемкость пара; ¿о = 120 °С - начальная температура продукта; Хо = 0,01 кг/кг - начальное влагосодер-жание воздуха, поступающего в калорифер.
Энтальпия пара, содержащегося в воздухе, в конце процесса /ш, кДж/кг
/пк = Го + С ¿к, (12)
где Сп - удельная теплоемкость пара, кДж/(кг-К), Сп = 1,965 кДж/(кг-К); ¿к - конечная температура продукта, °С, ¿к = 40 °С.
Энтальпия воздуха в конце процесса /к, кДж/кг:
= С-'-Л + /пк (Х-Л — ) ,(,3)
Л— Лж
где Сг = 1,006 кДж/(кг^К)- удельная теплоемкость наружного воздуха; Л = -339,88 кДж/кг - изменение энтальпии; /пк =2573,6 кДж/кг -энтальпия пара, содержащегося о воздухе, в конце процесса; /о = 148 кДж/кг - энтальпия воздуха в начале процесса.
Влагосодержание воздуха в конце процесса Хк, кг/кг:
Х_ = + Х„
(14)
где /к = 138,4 кДж/кг - энтальпия воздуха в конце процесса кДж/кг.
Изменение влагосодержания воздуха ЛХ , кг/кг:
ЛХ = Хк - Хо, (15)
где Хк - влагосодержание воздуха в конце процесса, кг/кг, Хк = 0,038 кг/кг.
Удельный расход воздуха с, кг/кг:
ЛС об)
с=
ЛХ
где а = 4200 - постоянная величина, кДж/кг;
где АС - изменение влагосодержания материала кг/кг, АС = 0,3 кг/кг.
Расход воздуха Ь, кг/ч:
Ь = сОт, (17)
где с = 10,7 кг/кг - удельный расход воздуха.
Кинетику сушки рассчитаем по методу А. В. Лыкова. Графическим дифференцированием опытной кривой кинетики сушки (рисунок 1) построим кривую скорости сушки, которую заменим прямой, проведенной с минимальной погрешностью.
0,1
0,255 0,265 0,4 С, кг/кг
С, кг/кг
0,4
0,3
0,26 0,2
0,1
0
Скп
\ \ КП
/
рои С 0 > / N \
/
/ Ч V V \
/ / / ч
а с /а д ,
кг/(кг*с) 0,0204
0,0170
0,0136
0,0102
0,0068
Рисунок 1. Кривая сушки и кривая скорости сушки гречневой крупы
Критическая точка КП соответствует критическому приведенному влагосодержа-нию Скп = 0,255 кг/кг. Скорость сушки в первый период для опытных данных рассчитаем из соотношения, учитывая, что Соп = 0,4 кг/кг, находим по формуле:
N =
С - С
(18)
где С = 0,21 кг/кг - абсолютное критиче-
время сушки, ч,
ское влагосодержание; т1
оп
т7 = 0,36 ч = 22 мин.
Тогда длительность первого периода сушки для сушилки от Со = 0,4 кг/кг до Скп = 0,255 кг/кг составит:
С - С N
(19)
где Со = 0,4 кг/кг - абсолютное начальное вла-госодержание; Скп = 0,255 кг/кг - критическое приведенное влагосодержание; N = 0,527 ч-1-скорость сушки в первый период.
Коэффициент сушки К, ч-1, согласно формуле:
N
К =-, (20)
С -С
Скп Ср
где Скп = 0,255 кг/кг - критическое приведенное влагосодержание; Ср = 0,114 кг/кг - абсолютное равновесное влагосодержание, кг/кг.
Длительность второго периода сушки
тп , ч:
1 С -С
Т„ = — ■ 1п--
11 К С - С
(21)
где К = 3,74 ч-1- коэффициент сушки; Скп = 0,255 кг/кг - критическое приведенное влагосодержание.
Полное время сушки т , ч:
т = т+тп , (22)
где т - длительность первого периода сушки для сушилки, ч, т = 0,275 ч; тп = 0,381 ч -длительность второго периода сушки.
Масса сухого материала в сушилке gт, кг: gт = От т, (23)
где От - производительность сушилки по сухому продукту кг/ч, От = 91 кг/ч; т = 0,656 ч -полное время сушки.
Принимаем нагрузку сухого материала на ленту. Тогда требуемая поверхность ленты S, м2:
Я = £т, (24)
где gт = 238,5 кг - масса сухого материала в сушилке; gт* = 85 кг/м2 - нагрузка сухого материала на ленту.
Нагрузка на ленту в начале процесса
gмо*, кг/м2:
gмо* = gт*(l + Со), (25
Нагрузка на ленту в конце процесса gмк*,
кг/м2:
gмк* = gт*(l + Ск). (26)
Высота слоя материала на ленте к, м:
*
к = &мк / Рнас , (27)
где gмк* = 93,5 кг/м2 - нагрузка на ленту в конце процесса; Рнас = 825 кг/м3 - насыпная
93,5
плотность продукта; к = —— = 0,1 м, что в
825
пределах рекомендуемых величин.
Условная скорость воздуха в свободном сечении сушилки (£Св =1,2 м2) при условиях конца процесса:
w =
Ь ■ (1+X к) Рк ■ Ясв
(28)
где Ь - расход воздуха, кг/ч, Ь = 973,7 кг/ч; Р = 1,128 кг/м - плотность воздуха при г = 40 °С, кг/м3.
Для оценки уноса материала с отработанным воздухом рассчитаем скорость витания частиц, используя формулы:
0
оп
г
1
367 + кз • Аг —19Д5
к1 • к2
0,588 • к3
Яев к
"в =—Г~ ,
к=11—10. 3 / Критерий Архимеда Агг-: ,з
Аг =-
Рм —Р
(29)
(30)
(31)
(32) К Р
где йэ = 0,0027 м - эквивалентный диаметр; / = 1,5 - фактор формы частиц; к = 16,9(5 •10—6 м2/с -вязкость; р = 1,128 кг/м3- плотность воздуха при t = 40 °С, кг/м3.
Выполним расчет общего сопротивления движению транспортирующей ленты. Определяем коэффициенты планового использования сушилки по времени в сутки Квс и Квг в год:
Квс = /1а, (33)
КВг = ^пг Ч, (34)
где ¿пс - продолжительность работы сушилки за сутки, ч, ¿пс = 14 ч; ¿с - продолжительность суток, ч, ¿с = 24 ч; ¿пг - продолжительность работы сушилки за год, ч, ¿Пг = 4270 ч; ¿г = 8760 ч - продолжительность года.
Коэффициент использования по производительности Кзг рассчитываем по формуле:
К = ^
Кзг = дГ -
(35)
где Qс = 72 кг/ч - плановая средняя массовая производительность сушилки; Qм = 1400 кг/сутки -максимальная производительность.
Находим расчетную производитель-Qрм, кг/ч, для определения
ность сушилки ширины ленты:
брм
а.
Т • К
(36)
где Т = ¿пс = 14 ч - продолжительность работы сушилки за сутки; Кэ = 0,75 - общий эксплуатационный коэффициент:
Кэ = КвКг Кн. (37)
Предполагаем, что лента должна иметь ширину в пределах 600-800 мм; тогда принимаем скорость движения ленты 3 = 0,0016 м/с. Для груза средней подвижности принимаем коэффициент площади поперечного сечения груза на ленте Кп = 550.
Необходимая ширина ленты Вп, м, рассчитывается по формуле:
ВР = 1,1 • (
д
рм
Кп 3 р
+ 0,05),
(38)
где Qрм =0,133 т/ч - расчетная производительность сушилки; р = 0,825 т/м3- насыпная плотность.
Выбираем расстояния между ролико-опорами на верхней направляющей /р.в = 0,4 м; на нижней; /р.н = 0,4 м. Массы вращающихся частей роликоопор Мр.в сюда линейные силы тяжести:
8 • мр.в
Чр.в =
7 кг; Мр.н = 10 кг. От-
Чр.н =
'р.в
8 • мр.н
(39)
I,
(40)
р.н
где g - ускорение свободного падения, м/с2.
Линейную силу тяжести груза Qр.с, кг/ч, определяем по средней производительности:
бр.с , (41)
где Кэ' = 0,68 - коэффициент линейной силы тяжести груза.
Тогда находим линейную силу тяжести груза qг, Н/м:
8 • др.с
Чг ='
(42)
3,6•З '
где 3 = 0,0016 м/с - скорость движения ленты.
Общее сопротивление движению ленты Ж, Н, определяем:
ж=Кт • 4 • [ + Чр.в+Чл) • ^в + (Чл+Чр.н)] ,(43)
где Кт = 5,1- коэффициент сопротивления движения ленты; Ьг =2,5 м - длина горизонтальной проекции расстояния между осями концевых звездочек сушилки; qл - линейная сила тяжести ленты, Н/м, qл = g Мл = 9,81 5 = 49,05 Н/м; ^в = 1,06- коэффициент сопротивления движению ленты.
Проведем кинематический и силовой расчет привода. Привод сушильной установки состоит из электродвигателя, червячного редуктора, клиноременной передачи и цепной передачи.
Общий КПД привода:
1 = 1121, (44)
где 11 - КПД клиноременной передачи, г/1 = 0,96; 12 = 0,8 - КПД червячного редуктора; 13 = 0,95 - КПД цепной передачи.
Мощность привода сушилки определяют по формуле:
К •Ж•З
N = К3 Ж 3 , (45)
1000•1
где К3 = 1,2 - коэффициент неучтенных потерь; 1 = 0,74 - КПД привода; Ж = производительность аппарата, т/ч; 3 = 0,0016 м/с - скорость движения ленты.
Для привода выбираем двигатель 4А80А4У3, мощность N = 1,1 кВт, п = 1500 мин-1.
Общее передаточное число привода:
и = и1П2Пз, (46)
где и1 = передаточное число клиноременной передачи, приму и = 3,95; и2 - передаточное число червячного редуктора, приму и2 = 50; из - передаточное число цепной передачи, принимаем из = 4.
Частота вращения ведущего шкива равна частоте вращения вала электродвигателя П1 = Пэ = 1500 мин-1.
Угловая скорость вращения ведущего шкива:
0)1= о)э = т/30. (47)
Мощность N1 и крутящий момент Т1 на валу ведущего шкива равны мощности и крутящему моменту электродвигателя: N1 = N = 1,1 кВт.
Частота вращения ведомого шкива:
П2 = П1/ и1, (48)
где и1 - передаточное число клиноременной передачи; п1 - частота вращения электродвигателя, мин-1.
Угловая скорость ведомого шкива: 0)2 = 3,14x379,7/30 = 39,74 с-1.
Мощность на ведомом валу клиноре-менной передачи (входном валу редуктора):
N2 = N141, (49)
где N1 - мощность электродвигателя, кВт; Т]1 - КПД клиноременной передачи.
Крутящий момент на входном валу редуктора:
Т2 = N2/0 (50)
где N2 - мощность на входном валу редуктора, кВт; 0)2 - угловая скорость ведомого шкива, с-1.
Частота вращения входного вала редуктора П2 = 30 х 39,74/3,14 = 379,7 мин-1.
Частота вращения ведущей звездочки цепной передачи (выходного вала редуктора):
пз = П2/и2, (51)
где п2 - частота вращения ведущей звездочки, мин-1; и2 - передаточное число редуктора.
Мощность на выходном валу редуктора: N3 = N2/2, (52)
где N2 - мощность на входном валу редуктора, кВт; /2 - КПД червячного редуктора.
Крутящий момент на выходном валу редуктора:
Тз = N3 /аз, (53)
где Nз - мощность на выходном валу редуктора, кВт; 0 з - угловая скорость выходного вала редуктора, с-1.
Частота вращения ведомой звездочки:
П4 = Пз/из, (54)
где пз - частота вращения ведущей звездочки,
мин , из - передаточное число цепной передачи.
Угловая скорость ведомой звездочки: 04 = 3,14 х 1,9/30 = 0,19 с-1.
Мощность на валу звездочки:
Р4 = РзЩ (55)
где Рз - мощность на выходном валу редуктора, кВт; г/з - КПД цепной передачи.
Крутящий момент на валу звездочки:
Т4 = Р4 /04, (56)
где Р4 - мощность на валу шнека, кВт; а4 - угловая скорость шнека, с-1.
Далее представлен расчёт и подбор калорифера. Для нагревания воздуха выбираем пластинчатые калориферы КФБ-9, обогреваемые паром с температурой Тн = 220 °С (Рабс = 23,66 ат).
Тепловую нагрузку на калориферы определим как количество теплоты на сушку в зимних условиях Q = 269752,0 Вт и количество теплоты на компенсацию тепловых потерь от газохода в окружающую среду Qпот = 567,2 Вт, т. е.: Qкол = Q + Qпот = 270319,2 Вт. (57)
Площадь поверхности теплопередачи калориферов определим из основного уравнения теплопередачи:
Е„„ =
Окал ■ 13 к
(58)
где Qкал - тепловая нагрузка калориферов, Вт; к - коэффициент теплопередачи в калорифере; ЛгСр - средний температурный напор между паром и воздухом в калорифере, °С; /3 =1,15 -коэффициент запаса.
Определим ЛСр:
Тн = 220 °С
Пар
Тк = 220 °С
гн = 20 °С
Воздух
100 °С
ЛГб = 220 °С
ЛГм = 120 °С
Л 220
—- =-= 1,83 < 2, следовательно
Л 120
м
Л =Лб + Лм = 220+120 = 170 ср 2 2 Коэффициент теплоотдачи калорифера выберем из [3, табл. 1-33б]; к = 20,8 Вт/(м2-К). Число необходимых калориферов:
Е 87 9 N = е™. = = 1,65 шт., Е 53,3
(59)
где ^0 = 53,3 м2 - площадь поверхности нагрева калорифера КФБ - 9 [3, табл. 1 - 33а].
Принимаем два калорифера и устанавливаем их по одному по ходу движения воздуха. Средняя температура воздуха в калорифере: ¿0 + ^ 20 +100
'ср >" 2
= 60 °С.
(60)
Объёмный расход воздуха: Ь 1,298
= 1,35 м3/с,
(61)
Рв 0,96
где Ь = 1,298 кг/с - расход сухого воздуха на сушку в зимних условиях.
Скорость воздуха в живом сечении калорифера:
V 1 35 V = -— = 1,35 = 2,78 м/с, (62) п '• / 1-0,486
где п' = 1 - число калориферов в одном ряду; / = 0,486 м2 - живое сечение калорифера для воздуха [23, табл. 1 - 33а].
Массовая скорость воздуха: с = vрв = 2,78 •0,96 = 2,67 кг/(м2 • с). (63) По [3, табл. 1 - 33а ] для массовой скорости воздуха с = 2,67 кг/(м2 с) определяем сопротивление одного ряда калориферов Лр0 = 3 мм. вод. ст.
Общее сопротивление калориферов:
Лркал = Лр0 • п = 3^ 2 = 6 мм. вод. ст. (64) Расход греющего пара: ^л 270319,2
=-
= 0,161 кг/с,
(65)
г 1 1860000-0,9 где г = 1860403 Дж/кг - удельная теплота конденсации пара [12]; 1 = 0,9 - коэффициент, учитывающий потери теплоты в калорифере.
Результаты расчета приведены в таблице 1.
Т а б л и ц а 1
Результаты расчета ленточной сушилки с активным гидродинамическим режимом для сушки гречневой крупы
Показатели и его размерность Значение
Производительность по сухому продукту От, кг/ч 91
Производительность по исходному продукту Ж, кг/ч 27,3
Производительность по испарившейся влаге Омо, кг/ч 127,3
Фактор термообработки Фт. 0,375
Удельный расход теплоты на нагрев крупы 8м, кДж/кг 88,9
Число Рейнольдса Re 639
Число Архимеда Ar 623000
Мощность привода сушилки Ы, кВт 1,09
Выполненный расчет позволил спроектировать ленточную сушилку с активным гидродинамическим режимом (рисунки 2, 3), которая включает корпус 1, загрузочный бункер 2 с ротационным питателем 17, патрубок 3 для отвода отработанного теплоносителя, два цепных транспортера 4, выгрузочный бункер 5 для выгрузки высушенного продукта из сушилки, патрубок 6 для подвода теплоносителя,
гравитационные ворошители 7, сетчатые пластины 8, верхнюю 9 и нижнюю 14 направляющие, регулируемый привод 10.
В боковых стенках корпуса 1 расположены параллельные горизонтальные пазы 11 с находящимися в них цепными транспортерами 4, на которых с определенным шагом расположены сетчатые пластины 8 (рисунок 4). Параллельные горизонтальные пазы 11 заканчиваются в зоне выгрузки высушенного продукта. Сетчатые пластины 8 шарнирно закреплены с помощью осей 12 на звеньях цепных транспортеров 4. Два цепных транспортера 4 натянуты между четырьмя парами цепных звездочек 13.
На верхней рабочей части цепных транспортеров 4 над сетчатыми пластинами 8 размещены гравитационные ворошители 7, представляющие собой наклонные лопатки 15 клиновидной формы (в лопатках могут также сбоку выфрезерованы пазы), установленные в два последовательно расположенных ряда (рисунок 4). За лопатками 15 установлен выравниватель высоты слоя обрабатываемого продукта 16. Выравниватель высоты слоя 16 устанавливает заданную высоту слоя продукта (см. к на рисунке 3). Число ворошителей 7 определяется физико-химическими свойствами высушиваемого продукта, длиной сушилки и необходимостью равномерного высушивания. Цепные транспортеры 4, с расположенными на них с определенным шагом сетчатыми пластинами 8, приводятся в движение регулируемым приводом 10.
Сходящиеся по плавной траектории верхняя 9 и нижняя 14 направляющие, контактирующие с горизонтальным пазом 11, обеспечивают перемещение сетчатых пластин 8 из вертикального положения в горизонтальное.
Высушиваемый продукт постепенно перемещается вместе с сетчатыми пластинами 8, подвергаясь сушке, к выгрузочному бункеру 5 для удаления высушенного продукта из сушилки. Режим работы регулируемого привода 10 может меняться в зависимости от требуемого режима сушки: он может совершать как непрерывное движение; так и периодическое движение с выстоями.
Гидродинамический режим перемещения высушиваемого продукта в сочетании с заданными параметрами теплоносителя позволяет выбрать оптимальный режим сушки с учетом изменения влагосодержания продукта.
Выгрузка высушенного продукта из сушилки происходит путем опускания переднего края сетчатой пластины 8 в нижнее положение за счет выхода последней из пазов 11. Таким образом, пластины 8, находящиеся в вертикальном положении после выгрузки продукта, по холостой ветви цепных транспортеров 4
возвращаются в начало сушилки. При этом вертикальное положение пластин 8, достигаемое за счет их шарнирного крепления с помощью оси 12 к цепным транспортерам 4, способствует более равномерному распределению теплоносителя, подаваемого из патрубка 6 под пластины 8. Адаптированный в соответствии с
кинетическими закономерностями процесса сушки перемешивание продукта на поверхности сетчатых пластин 8 с помощью ворошителей 7 позволяет выбрать рациональные режимы сушки с учетом изменения влагосодержания продукта по длине сушилки.
Рисунок 2. Сушилка: 1 - корпус; 2 - загрузочный бункер; 3 - патрубок для отвода отработанного теплоносителя; 4 - цепной транспортер; 5 - выгрузочный бункер; 6 - патрубок для подвода теплоносителя; 7 - гравитационные ворошители; 8 - сетчатые пластины; 9 - верхняя направляющая; 10 - регулируемый привод; 11 - горизонтальные пазы; 12 - оси; 13 - цепные звездочки; 14 - нижняя направляющая; 15 - наклонные лопатки; 16 - выравниватель высоты слоя
Рисунок 3. Схема перемещения сетчатых пластин из вертикального положения в горизонтальное
Рисунок 4. Цепной транспортер с сетчатой пластиной
Предлагаемая сушилка имеет следующие преимущества: высокая эксплуатационная надежность из-за отсутствия многочисленных циклов деформации и значительного
истирания сетчатых пластин; достижение равномерной сушки продукта вследствие использования мягких, щадящих режимов пересыпания и перемешивания при максимальном сохранении частиц обрабатываемого продукта за счет рациональной конструкции гравитационного ворошителя; универсализация конструкции сушилки и адаптации ее для сушки различных продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.); отсутствие необходимости в переналадке конструкции сушилки для продуктов, отличающихся физико-механическими свойствами (углом естественного откоса, гранулометрическим составом, адгезией и др.); использование пересыпающегося слоя снижает комкование высушиваемого продукта и предотвращает образование агломератов.
ЛИТЕРАТУРА
1 Гинзбург А.С. Основы теории и техники сушки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1973. 528 с.
2 Лыков А.В. Тепломассообмен. М.: Энергия, 1978. 479 с.
3 Лыков М.В. Сушка в химической промышленности. М.: Химия, 1970. 432 с.
4 Лыков М. В. Теория сушки. М.: Энергия, 1966. 236 с.
5 Плановский А.Н., Рамм В.М., Каган С.З. Процессы и аппараты химической технологии. Л.: Химия, 1983. 676 с.
REFERENCES
1 Ginzburg A.S. Osnovy teory i tekhniki sushki pishchevyh productov [Fundamentals of the theory and technique of drying foods]. Moscow, Pishchevaia promyshlennost', 1973. 528 p. (In Russ.).
2 Lykov A.V. Teplomassoobmen [Heat and mass transfer]. Moscow, Energiia, 1978. 479 p. (In Russ.).
3 Lykov M.V. Sushka v khimicheskoi promysh-lennosti [Drying in chemical industry]. Moscow, Khimiia, 1970. 432 p. (In Russ.).
4 Lykov A.V. Teoria sushki [Drying theory]. Moscow, Energiia, 1968. 470 p. (In Russ.).
5 Planovskii A.N., Ramm V.M., Kagan S.Z. Protsessy i apparaty v khimicheskoi tekhnologii [Processes and devices of chemical technology]. Leningrad, Khimiia, 1983. 676 p. (In Russ.).
