4.5. Агрегаты для переработки картофеля

Для небольших картофелекрахмальных заводов применяются агрегаты марки АПЧ-25, АПЧ-10 и ПКА-10.

Картофелеперерабатывающий агрегат АПЧ-25С (производительность по картофелю 25 т/сутки) (рисунок 4.8) преднозначен для производства сухого крахмала из картофеля на заводах малой мощности, овощесушительных заводах и других предприятиях, связанных с переработкой картофеля.

Рисунок 4.8. Картофелеперерабатывающий агрегат АПЧ-25С:

Агрегат АПЧ-25С состоит из: наклонного шнекового конвейера 1; картофелемойки 2; картофелетерки 3; сдвоенной отстойной центрифуги 4; отцедочного сита 5; щеточного сита 6; сита первой 7 и второй 8 рафинировки и центробежной сушилки 9.

Принцип действия. Картофель из хранилища гидравлическим или механическим транспортом подается на наклонный винтовой конвейер, который при обильном орошении водой центробежным насосом транспортирует его в картофелемойку, где осуществляется удаление грязи с поверхности клубней и отделение от них камней, соломы и др. примесей. Затем картофель поступает в картофелетерку, где он истирается в кашку. В поддоне под теркой картофельная кашка разбавляется водой, отводимой от центробежной сушилки, и плунжерным насосом подается в первую половину сдвоенной отстойной центрифуги для выделения клеточного сока. Сгущенная на центрифуге кашка разбавляется водой до концентрации 5% СВ, насосом перекачивается в первую половину сдвоенного отцедочного (ротационного) на рамки с пробивным ситом, где происходит первое отмывание крахмала с получением крахмального молока. Затем кашка поступает на щеточное сито, где крахмал окончательно отмывается путем протирания щетками по сетке с ячейкой 0,355 мм при обильной подаче воды из оросителя. При этом крупная мезга из щеточного сита поступает в сборник, откуда насосом перекачивается в мезговую яму, а крахмальное молоко от отцедочного и щеточного сит самотеком направляется во вторую половину сдвоенной центрифуги для отделения соковой воды. Сгущенный крахмал и мелкая мезга с центрифуги суспендируются в воде до концентрации 3 ÷ 4% СВ и перекачиваются плунжерным насосом на ротационное сито первого рафинирования на рамки с ситом №61. Далее крахмальное молоко самотеком поступает во вторую половину сдвоенного ротационного сита на рамки с ситом №67, где осуществляется второе рафинирование. Мелкая мезга, отделенная на ситах, поступает в сборник около агрегата. Молоко из сборника двухплунжерным насосом подается в расходный чанок, а из него самотеком поступает в центробежную сушилку. В отстойно-фильтрующей центрифуге сушилки крахмал обезвоживается до влажности 38 ÷ 40%, промывная вода от нее насосом подается на разбавление кашки от терки. Окончательная сушка крахмала происходит в центробежносушильном барабане и вертикальной трубе посредством горячего воздуха, засасываемого через калорифер. Сухой крахмал влажности 20% улавливается в циклоне и ссыпается в тару.

4.6. Методика расчета оборудования

Производительность осушающей центрифуги по фугованному продукту:

, кг/сутки (4.1)

где V – объем центрифугированного продукта, получаемого за один

цикл, м³;

ρ – плотность центрифугированного продукта, кг/м³;

z – число циклов работы центрифуги за сутки, шт.;

m – масса фугованного продукта за одну выгрузку, кг.

Производительность осушающей центрифуги по высушенному товарному продукту:

, кг/сутки (4.2)

где W_Т – влажность товарного продукта, %;

W_ф – влажность центрифугированного продукта, %.

Общая потребная мощность на привод осушающей центрифуги:

, кВт (4.3.)

где N_б – расход мощности на сообщение барабану кинематической энергии, кВт;

N_П - расход мощности на сообщение кинематической энергии продукту, кВт;

N_Т.П. – расход мощности на преодоление сил трения в подшипниках, кВт;

N_Т.В. – расход мощности на трение барабана о воздух, кВт;

N_Т.У. – расход мощности на преодоление трения в уплотнениях, кВт;

N_С.О. – расход мощности на срезание осадка, кВт;

η – коэффициент полезного действия привода центрифуги.

Расчет сушилок

В начале расчета составляется материальный баланс сушильного процесса на 1 час работы:

(4.4)

после преобразований получается:

(4.5)

где G_с – масса сухого вещества продукта, кг;

W_c – влажность продукта, %;

W_c΄ и W_с˝ - начальная и конечная влажность крахмала, %;

W_исп. – количество испаренной при высушивании влаги, кг;

L – количество сухого воздуха, поступающего и уходящего из сушильной установки, кг;

d₁ и d₂ – влагосодержание поступающего и уходящего из сушилки продукта, г/кг сухого продукта.

Расход сухого газа (или воздуха) (в кг) на 1 кг испаренной влаги составит:

, (4.6)

где W – масса воды в продукте, кг.

После того как будут получены данные материального баланса, производится тепловой расчет сушильного процесса аналитическим методом или с помощью I-х-диаграммы. При этом определяются расход воздуха в единицу времени и расход тепла.

Тепловой баланс сушильного процесса на 1 час работы:

, (4.7)

где Q_н - теплота, подводимая к нагревателю, кДж;

Q_n΄ - теплота, поступающая с высушиваемым материалом, кДж;

Q_w΄– теплота, поступающая с влагой, подлежащей испарению, кДж;

Q_суш.΄ – теплота, поступающая с сушильным агентом, кДж;

Q_n˝ - расход теплоты с высушиваемым материалом, кДж;

Q_суш.˝ - расход теплоты с сушильным агентом, кДж;

Q₅ – потери теплоты, кДж.

Баланс теплоты удобно составлять на 1 кг испаренной влаги, что позволяет сравнивать различные сушилки. Поделив каждый член уравнения (4.7) на W_исп. и вычтя приход теплоты из расхода получаем:

, (4.8)

где G_n^Т – масса продукта, высушенного до товарной влажности, кг/ч;

c_n^Т – теплоемкость товарного продукта, кДж/(кг ∙ к);

ν₁ и ν₂ – температура продукта при входе и выходе из сушилки, ⁰С;

I₀ – теплосодержание сушильного агента до нагревателя, кДж/кг;

I₂ – теплосодержание сушильного агента при выходе из сушилки, кДж/кг;

q₅ – потери теплоты в расчете на 1 кг испаренной влаги, кДж;

q_н – теплота, подводимая к нагревателю в расчете на 1 кг испаренной влаги, кДж.

По данным теплового расчета подбираются воздухонагреватели (калориферы), а при необходимости и топка для получения топочных газов (для кормовых сушилок), производится расчет процесса сжигания топлива. Для пневматических сушилок определяются размеры ротора – разрыхлителя, а для барабанных – размеры барабана по данным теплового напряжения объема.

Для определения сечений воздуховодов, в том числе и элементов пневматических сушилок, подбираются скорости движения воздухо-паро-продуктовой смеси таким образом, чтобы предотвратить возможность оседания продукта. Для этого предварительно определяют скорости витания воздуха, затем подбирают циклоны и скрубберы. После чего определяют гидравлическое сопротивление тракта и по данным о расходе воздуха и сопротивления завершают расчет сушилок подбором вентилятора.