Расчет пропускной способности сушилки с гибким транспортирующим органом Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

вр

р!

и

и-

ИЗВЕСТИЯ ВУЗОВ. ПИЩЕВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ, № 2-3, 2003

89

П'

66.047.621.867.001.2

РАСЧЕТ ПРОПУСКНОЙ СПОСОБНОСТИ СУШИЛКИ С ГИБКИМ ТРАНСПОРТИРУЮЩИМ ОРГАНОМ

Сь

I,

сс-

I х

е

:±-

■: г сг :0-ї£-

А.Н. ОСТРИ КОВ, А.Й ЧАИКИН, И. А. ЗУЕВ

Воронежская государственная технологическая академия

Одним из перспективных направлений совершенствования технологии сушки пищевых продуктов (крупы, плоды, овощи и т. д.) является осуществление ее в плотном пересыпающемся слое, в котором значительно интенсифицируется процесс влагоудаления за счет непрерывного обновления поверхности зернистого продукта, контактирующего с теплоносителем, и высоких коэффициентов теплопроводности и теплоотдачи [1]. Пересыпание продукта в плотном слое при его перемещении приводит к турбулизации потока те-готоносителя, ликвидации застойных зон и выравниванию температуры и влагосодержания во всем объеме слоя.

Пропускную способность сушилки устанавливали с помощью гибкой перфорированной ленты, совершающей волнообразные движения при перемещении продукта вдоль нее. Форма, которую принимает лента характеризуется следующими величинами: амплитуда «бегущей волны» А - 0,10-0,25 м, шаг волны 5 -0,25-0,65 м, скорость движения транспортирующей ленты Утр 0,0125 м/с, высота слоя продукта на ленте А=0,015 м.

Изменение амплитуды волны и угла наклона ленты а!, град (при постоянном 51 проводили в таком диапазоне, чтобы величина угла наклона а2 на заднем гребне волны (рис. 1) оставалась меньше угла естественного откоса материала.

І—ГІ *1

Г1 М

\Х:Х_Х ^\ «Г. І

• у ж 1 г

х;

аз 1 [

В качестве объекта исследования использовали гречневую, перловую, пшеничную крупы, влажность »которых составляла 10-12%.

Зависимость пропускной способности сушилки О от амплитуды волны А и угла наклона ленты оц на переднем гребне волны представлены для различных видов круп на рис. 2 и 3:7- гречневая, 2 - перловая, 3 -

пшеничная. Выявлено, что с увеличением^ волны и а] ленты пропускная способность сушилки возрастает линейно. Это объясняется тем, что с ростом амплитуды длина рабочей поверхности транспортирующей ленты, образующей впадину каждого шага волны, увеличивается, обеспечивая возрастание объема продукта, перемещаемого во впадинах волн. При возрастании (XI на переднем гребне волны происходит смещение впадиныволныв сторону слоя крупы с болыпейудель-ной нагрузкой, за счет чего и происходит увеличение переметаемого продукта.

ЄЮ ,кг/с 50

40

30

20

10

о

/5

<

— ?

|

5,0

5,5

6,С

Рис. 2

6.5 7,0 р 10>

Из-за своеобразной формы транспортирующего органа слой продукта по длине сушилки распределен неравномерно и высота слоя оказывает на пропускную способность большое влияние.

Исследования проводили при следующих параметрах транспортирующего органа: А = 0,065 м, 5’= 0,23 м,

= 47°.

Пропускная способность сушилки с увеличением А материала над гребнем волны возрастает нелинейно и в определенный момент становится постоянной. Это объясняется тем, что сростом высоты слоя /? на гребне волны увеличивалась высота слоя продукта Я во впадине волны. При достижении равенства Я=А дальнейший рост И на гребне волны не приводит к увеличению объема перемещаемого продукта.

В результате экспериментальных исследований было определено критическое значение высоты слоя продукта /гкр, при котором пропускная способность сушилки становится постоянной. Так как величина /гкр непосредственно связана с Я, а, следовательно, и с амплитудой волны, то была получена зависимость вида Акр

С'

(А +к)2куай(\-QFv

■Вот

О — [Л 4- Ъ - г(1 - соз9^]‘

(сі§0 - ctgflí)(ctga2 - (^а,) ^1р 2(с^я2 + сГо0; 5

^Рь:

(1)

(2)

Уравнение для определения пропускной способности Оф сушилки с синусоидальным транспортирующим органом при продувке плотного пересыпающегося слоя воздушным потоком после ряда преобразований приводится к виду [2, 3 ]

(3)

Рис. 3 .

Коэффициент пропорциональности к}1 не зависел от конструктивных параметров сушилки и составлял для круп: гречневой 0,40-0.42, перловой 0,30-0,31, пшеничной 0,34-0,35.

Таким образом, высота слоя крупы оказывает влияние на пропу скную способность сушилки только в интервале (0 < к < йкр), в остальных случаях ф > /гкр) про -пускная способность остается постоянной.

В работе [1] было получено выражение для определения пропускной способности сушилки

где г - радиус кривизны гребня волны, м; 0 — угол естественного откоса крупы, град: В -ширина транспортирующей ленты, м; рнас- насыпная плотность продукта, кг'м3.

Однако уравнение (1) не учитывает влияния воздушного потока, продувающего плотный пересыпающийся сдой. Вместе с тем установлено, что поток теплоносителя оказывает существенное влияние на его перемещение. Поэтому в выражение (1) необходимо ввести коэффициент ка, учитывающий влияние воздушного потока,

2[1Д 1а0/п-'(1 - с,) - /гг К] 5

где коэффициент ку рассчитывали по уравнению к _(сЩах -а%ах)(с^аг -с\%гх)

Гидродинамический коэффициент кт, учитывающий шероховатость поверхности зерен, составлял для круп: гречневой - 0,0040, перловой - 0,0032, пшеничной - 0,0028.

Проверка показала, что формула (3) адекватно описывает исследуемый процесс движения сыпучих продуктов и может быть использована при расчете пропускной способности сушилки с синусоидальным транспортирую щим органом.

выводы

1. Полученное уравнение позволяет с достаточной для инженерных расчетов точностью определить пропу-скную способность сушилки с синусоидальным транспортирующим органом при продувке плотного пересыпающегося слоя воздушным потоком.

2. Установлено, что амплитуда волны и угол наклона ленты на переднем гребне волны являются факторами, влияющими на пропускную способность сушилки, и их оптимальные значения зависят от физико-механических свойств высушиваемого продукта (гранулометрического состава, угла естественного откоса, влажности и др.).

ЛИТЕРАТУРА

1. Чередник А.И. Разработка способа и установки для сушки вареных круп в плотном пересыпающемся слое: Дис. ... канд. техн. наук. - Воронеж, 1988,- 160 с.

2. Грачев Ю.П., Туопльцен А.К., Тубольцев В.К. Моделирование и оптимизация те пло- и массообменных процессов пищевых производств. - М.: Легкая и пищевая пром - сть, 1984,- 216 с.

3. Львовский Е.Н. Статистические методы построения эмпирических формул. -М.: Высш.школа, 1982. -224с.

Кафедра машин и аппаратов пищевых производств

Поступила 22.05.02 г.

664.762.517

МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯПОРИСТОИ

МАКРОСТРУКТУРЫ ПОЛУФАБРИКА ТА ЭКСТРУЗИОННЫХ КРУП

Г.О. МАГОМЕДОВ, В.П. КОЛОДЕЖНОВ, А.Ф. БРЕХОВ

Воронежская государственная технологическая академия

Производство по л}'фабрикатов экструзионных круп - одно из перспективных направлений в области технологии пищевых продуктов. Различные вопросы

механизма образования экструзионных продуктов, а также технологии и оборудования для их производства изложены в [1, 2]. •

Рассмотрим упрощенную модель формирования пористой макроструктуры. Будем полагать, что на выходе из канала матрицы продукт состоит из вязкопла-