1 Описание процесса и существующего оборудования

Необходимость мойки свеклы от прилипших загрязнений обусловлена предохранением ножей от затупления при ее резке и предотвращением загрязнения диффузионного сока. Свекла частично отмывается от примесей в гидравлическом транспортере и свеклоподъемных устройствах. Для окончательной очистки свеклы от загрязнений и дополнительного отделения тяжелых и легких примесей применяются свекломоечные машины непрерывного действия. Они снабжены ворошителями для перемешивания и поступательного перемещения клубней свеклы в моечной воде. Работа свекломоечных машин основана на принципе противотока: свекла и моечная вода перемещаются навстречу друг другу, что является условием получения чистой свеклы.

Свекломоечные машины классифицируются на:

– одно- или двухкорпусные с постоянным уровнем воды (КМЗ-57М, КМЗ-61 и др.);

– комбинированные (с двумя уровнями воды) типа СКМ, СКД-6.

Земля и глина легче всего отмываются при интенсивном трении корней друг о друга. Поэтому в начальной стадии мойки свекла должна находиться в скученном состоянии, т. е. в начале корпуса свекломойки должно быть отделение с пониженным уровнем воды.

При перемещении свеклы вдоль корпуса машины, когда в основном загрязнения от свеклы удалены, лучше мыть свеклу в менее скученном состоянии более чистой водой. Для окончательного отделения легких всплывающих примесей зеркало воды над свеклой должно быть спокойным. Для этого в моющей части необходимо иметь отделение с высоким уровнем воды, в котором зеркало воды выше уровня свеклы на 300…400 мм. Такой режим мойки обеспечивается в комбинированных свекломоечных машинах.

Смытые со свеклы земля и глина не должны загрязнять весь объем моечной воды. С этой целью в нижней части корпуса по всей его длине у нижнего днища устанавливается ложное перфорированное днище. Зазор между наружным и перфорированным днищами составляет 100…150 мм. В пространстве между днищами осаждаются земля, песок и мелкие камни, которые затем через песколовушки удаляются из машины.

Потери сахара в моечной воде зависят от качества свеклы и времени года. Для сокращения потерь сахара необходимо, чтобы температура воды при мойке была не более 15…18 °С. При повышении температуры воды потери сахара увеличиваются.

Свекломоечные машины с постоянным уровнем воды предназначены для мойки свеклы, имеющей сравнительно невысокую загрязненность примесями. К этому типу относятся однокорпусные свекломойки, внутри которых расположены один или два вала, и двухкорпусные (КМЗ-61).

Однокорпусные свекломойки отличаются от двухкорпусных устройством камне- и песколовушек, конструкцией выбрасывающих узлов и способом подачи воды.

Однокорпусная свекломоечная машина (рис. 6.5) состоит из моющей 5 и разгрузочной 17 частей, разделенных перегородкой 10. Внизу перегородки имеется отверстие 40, размер которого регулируется с помощью лебедки 39.

Внутри моющей части установлен горизонтальный ворошитель с валом 6, на котором в чугунных разъемных муфтах 8 закреплены лопасти (кулаки) 7. Эти лопасти имеют округлую форму, чтобы снизить вероятность повреждения клубней свеклы. Вал состоит из двух частей, соединенных муфтой. В передней части мойки на горизонтальном валу расположен шнек 4. Его назначение  разрыхлять поверхность поступающей в мойку свеклы и способствовать всплытию на поверхность воды легких примесей. Ворошитель приводится во вращательное движение от привода, состоящего из электродвигателя и редуктора 1. Корпус моющей части машины имеет двойное дно: верхнее 21  перфорированное и нижнее 23  сплошное.

Рис. 6.5. Свекломоечная машина

Разгрузочная часть машины разделена перегородками 13 и 14 на три отделения. Перегородка 13  глухая, а перегородка 14 имеет внизу отверстие. В разгрузочной части установлен ротор 11, на котором укреплены ковши 12. Вал разгрузочного ротора 11 приводится во вращательное движение от трехскоростного электродвигателя 15 через редуктор 16.

Для отделения тяжелых примесей от свеклы в моющей и разгрузочной частях находятся камнеловушки 18, 20 и 24. Камнеловушки представляют собой карманы, нижние отверстия которых имеют крышки 34, открывающиеся с помощью гидроцилиндров 25 и закрывающиеся противовесами 32. Верхнее отверстие камнеловушек закрывается секторообразным шибером 35 с помощью гидроцилиндра 37 и удерживается в открытом состоянии противовесом 36. Для того чтобы в камнеловушку вместе с тяжелыми примесями не поступала свекла, по трубе 33 подводится вода под давлением 0,4…0,5 МПа. В рабочем положении камнеловушки секторообразный шибер открыт, а нижняя крышка закрыта. Песок и земля, смытые со свеклы, через перфорированное днище моющей части машины поступают в песколовушки 19, 22 и 26, крышки которых при чистке открываются гидроцилиндрами 30 и закрываются противовесами 31.

Принцип действия свекломоечной машины заключается в следующем. Свекла поступает через лоток 2 на шнек и далее – в моечную часть, где клубни свеклы перемешиваются лопастями, в результате чего с ее поверхности удаляются загрязнения, и перемещается к выбрасывающей части.

Для лучшего отделения загрязнений с поверхности свеклы лопасти в передней части вала установлены на меньшем расстоянии друг от друга, а для перемещения свеклы к разгрузочной части они расположены на валу по винтовой линии. Во время перемещения свеклы происходит отделение земли и песка, тяжелых и легких примесей.

Для лучшего удаления песка и земли, накапливающихся между сплошным и перфорированным днищами, через барботеры подают воду во время чистки песколовушек. Свекла из моечной части через отверстие в перегородке 10 поступает в первое отделение разгрузочной части. Количество поступающей в разгрузочное отделение свеклы регулируется шибером 38. Свекла из первого отделения разгрузочной части ковшами 12 перебрасывается во второе отделение, где окончательно ополаскивается чистой водой (загрязненная вода удаляется через сборник 3), и из последнего отделения подается ковшами на водоотделитель. Так как ковши не доходят до нижнего сплошного дна, они не захватывают отделившиеся песок и камни, которые направляются в камнеловушку.

В моющей части машины легкие примеси всплывают на спокойную поверхность воды, которая находится на уровне 300…400 мм выше кулаков. В одной из стенок корпуса устанавливают желоб 9 с перфорированным 27 и сплошным 28 днищами. В этот желоб через щели в стенке корпуса попадают легкие примеси с поверхности воды при помощи струй воды, вытекающих из отверстия трубы, расположенной у противоположной стороны машины. Легкие примеси задерживаются на перфорированном днище желоба и периодически удаляются, а вода, поступающая в желоб с примесями, отводится через штуцер 29.

Комбинированные свекломоечные машины предназначены для мойки сильнозагрязненной свеклы. В них имеются отделения с пониженным уровнем воды для лучшего отмывания прилипшей к поверхности свеклы примеси и отделения с повышенным уровнем воды для лучшего улавливания легких примесей. В этих машинах предусматриваются противоточное движение свеклы и воды, автоматическое поддержание уровня воды, надежное удаление легких всплывающих примесей и удаление мелких осевших примесей по всей длине моющей части свекломойки.

Свекломоечная машина КМЗ-М (рис. 6.6) состоит из двух моющих 9, 12 и разгрузочного 22 отделений; электродвигателей 1, 21, 36; редукторов 2, 35; муфт 3, 31; подшипников 4, 10, 19; загрузочного бункера 5; лопастей 6, 25; перфорированных днищ 7, 23; ворошителей 8, 24; бортов 11; направляющих планок 13; направляющего барабана 14; шнека 15; корпуса 16 шнека; перегородок 17 и 30; ковшей 18; песколовушек 26, 29, 32; камнеловушки 27; гидроцилиндров 28, 39, 48; промежуточного вала 33; рамы 34 привода; патрубка 37 для подачи воды; желоба 38; секторного шибера 40; противовесов 41, 43, 47; крышки 42; лебедки 44; шибера 45. Над песколовушкой 26 имеется отверстие 46.

Первое моющее отделение 9 имеет низкий уровень воды, а второе 12 – высокий. В первом отделении установлен ворошитель 8, вращающийся в подшипниковых опорах 4 и 10 от электродвигателя 1 через редуктор 2 и муфту 3, а во втором – вал 24, имеющий свой привод. В разгрузочном отделении ковши 18 закреплены на роторе, вал которого вращается от электродвигателя 21 через вариатор 20 и редуктор. Вариатор позволяет изменять частоту вращения ротора с ковшами.

Свекла из первого моющего отделения поступает непосредственно во второе моющее отделение через отверстие в перегородке, их разделяющей.

Чтобы удалить легкие примеси, всплывающие на поверхность воды, во втором моечном отделении установлена соломоловушка, состоящая из направляющего барабана 14 и шнека 15. Шнек удаляет примеси за пределы машины.

Уровень воды в машине поддерживается с помощью шибера, прикрывающего отверстия в стенке желоба 38. Для улавливания камней предназначена камнеловушка 27. Песок и землю удаляют песколовушками со специальными приемниками, имеющими наклонные стенки. Такая конструкция песколовушек позволяет значительно повысить эффективность удаления песка и земли.

Принцип действия свекломоечной машины КМЗ-М такой же, как и машины КМЗ-57М.

Свекломоечная машина СКД-6 (рис. 6.7) состоит из двух моечных отделений и одного разгрузочного 20.

Рис. 1 Свекломоечная комбинированная машина КМЗ-М

Рис. 2. Свекломоечная машина СКД-6

Первое моечное отделение 6 с низким уровнем воды предназначено для отмывания корнеплодов свеклы путем интенсивного их перетирания между собой. Во втором отделении 13 с высоким уровнем воды корнеплоды окончательно отмываются, и от них отделяются тяжелые и легкие примеси.

Днище корпуса под каждым шнеком выполнено в виде полуцилиндра, причем в местах установки песколовушек 23 и 25 оно перфорированное. В отделении с низким уровнем воды песколовушки размещены последовательно, а в отделении с высоким уровнем воды – параллельно (здесь установлена также камнеловушка 22). Крышки камнеловушки и песколовушек открываются периодически с помощью гидроцилиндров 21, управляемых автоматической системой с программным управлением.

В каждом моечном отделении установлено по два горизонтальных ворошителя, расположенных параллельно. В первом отделении валы ворошителей 7 имеют по одной промежуточной опоре 4, смазка которых осуществляется водой, подаваемой под давлением по трубопроводам 5. На каждом валу 9 по винтовой линии приварены цапфы с лопастями 8. Их назначение – перемешивать свеклу и транспортировать ее вдоль корпуса машины.

На концах ворошителей первого отделения перед торцевой стенкой находятся перебрасывающие сварные лопасти 10 из круглых стальных прутков, при помощи которых свекла из отделения с низким уровнем по лотку 11 направляется во второе отделение. Во втором моечном отделении в опорах 24 установлены два ворошителя 15, которые приводятся во вращение от приводов 1 и 12. Каждый привод состоит из электродвигателя, редуктора и зубчатой передачи.

В конце второго отделения расположены выбрасывающие лопасти 17, прикрепленные к разъемной литой ступице 18, которая закреплена на валу, вращающемся в опорах 16. Привод лопастей осуществляется от электродвигателя 19 постоянного тока, что позволяет регулировать частоту вращения выбрасывающих лопастей от 0,1 до 7 мин^–1.

Легкие примеси, всплывающие на поверхность воды во втором отделении, удаляют с помощью соломоловушки 14, состоящей из отбойного барабана и шнека. Уровень воды в первом отделении обычно ниже центра ворошителей на 50 мм и поддерживается шибером, находящимся в переливном бункере 3. Этот бункер 3 имеет направляющие 2 для загрузки свеклы. Во втором моечном отделении автоматически поддерживается уровень воды выше лопастей ворошителей на 400 мм.

Техническая характеристика свекломоечных машин приведена в табл. 6.2.

Таблица 6.2. Техническая характеристика свекломоечных машин

Показатель	КМЗ-57М	СКМ-15-60	КМЗ-М	СКД-6
Производительность по свекле, т/сут Полезная вместимость, м3: моющей части ковша Частота вращения ворошителей, мин-1 Мощность электродвигателя, кВт: ворошителей разгрузочного ротора соломоловушки Габаритные размеры, мм: длина ширина высота Масса, кг	800, 1000 20 0,043 20 14 4,5 – 13 470 3 280 4 110 19 900	1500 22,2 0,043 15 28 10 – 14 775 3 300 4 800 28 000	1500 11 0,043 10 и 20 10 и 10 5,5 3 12 575 3 760 4 920 19 118	6000 52 Лопасти 12,8 и 15,2 75 и 40 19,6 1,5 18 015 5 600 6 700 55 300

Продолжительность процесса отмывания свеклы составляет около 340 с. Расход воды при этом составляет 40…45 % от массы свеклы. Машины свекломоечные с высоким уровнем воды и комбинированные обладают существенными недостатками: они металлоемки, занимают много производственной площади, длительный процесс мойки свеклы в них приводит к значительным потерям сахара в моечных водах, особенно при поврежденной и мороженой свекле.