3.3. Теоретическая часть модуля

3.3.1. Технологическая схема приема, хранения и подготовки муки

При проектировании хлебозавода или пекарни предусматривается склад бестарного хранения муки с помещением для тарного её хранения в количестве суточной потребности или склад тарного типа для хранения муки.

В составе этого отделения проектируются приёмные устройства для автомуковозов и рампа для разгрузки мешков с мукой; силосы или бункера для бестарного хранения, кладовые для хранения мешков с мукой; участки для просеивания, взвешивания и подачи муки в производственные емкости.

Бестарная доставка муки на хлебозаводы осуществляется автомуковозами, которые при въезде на территорию предприятия должны быть взвешены на автомобильных весах. Наиболее распространенный автомуковоз К4-АМГ грузоподъемностью 9000±200 кг взвешивают на автомобильных весах грузоподъемностью 30 т при длине платформы 12 м.

Наиболее удачным следует признать размещение и совмещение автомобильных весов с проходной предприятия на въезде-выезде. После взвешивания автомуковоз подается к складу бестарного хранения, где разгрузочный патрубок присоединяют к одному из индивидуальных загрузочных мукопроводов. По этим, индивидуальным для каждого из установленных силосов или бункеров, мукопроводам аэрозольтранспортом (пневматическими транспортными системами) подается мука.

По европейской классификации пневматические транспортные системы подразделяются на следующие основные классы: системы, работающие на вакууме, системы, работающие на избыточном давлении, а также системы. работающие на комбинации систем, работающих на вакууме и избыточном давлении.

Пневматические транспортные системы, работающие на вакууме

Основные компоненты любой вакуумной транспортной системы – это всасывающие устройства, продуктопроводы, приемные бункеры с вакуумными фильтрами и вакуумные помпы.

В качестве источника вакуума используются вентиляторы высокого давления (работающие на всасывание) или вакуумные помпы. Они определяют максимальное значение отрицательного давления, которое может быть создано в системе, общую производительность системы, а также определяют КПД системы и ее общие технические характеристики.

Во время работы системы транспортируемый материал как бы протягивается по продуктопроводу от всасывающего устройства в приемный бункер с фильтром при помощи потока воздуха, создаваемого вакуумной помпой. Когда транспортируемый материал попадает в приемный бункер, который имеет конструкцию подобную циклону, происходит его отделение от транспортирующего воздуха. Воздух с помощью вакуумной помпы выбрасывается в атмосферу через фильтр, являющийся частью приемного бункера.

При вакуумном транспортировании скорость перемещения материала всегда меньше в начале системы, где находится точка всасывания материала, затем по мере продвижения по продуктопроводу скорость транспортировки постепенно возрастает и достигает максимальной величины в конце транспортной линии.

В противоположность скорости, давление воздуха (вакуум) в продуктопроводе имеет самое высокое значение в точке забора продукта, и оно постепенно уменьшается по мере продвижения по продуктопроводу и ниже всего в конце транспортной линии.

При непрерывной разгрузке материала из приемного бункера для поддержания вакуума на разгрузочную горловину приемного бункера устанавливается роторный питатель. При периодической разгрузке бункера на его разгрузочную горловину достаточно установки простой заслонки.

Область применения пневматических транспортных систем, работающих на вакууме

Пневматические системы, работающие на вакууме, применяются в основном при транспортировании продукта из нескольких точек загрузки в одну точку выгрузки. Хотя с их помощью можно при определенных схемах осуществлять выгрузку в несколько точек.

Процесс вакуумного транспортирования имеет ограничения по дальности и производительности, напрямую связанные с техническими характеристиками вакуумной помпы. Вакуумная помпа всегда находиться в конце транспортных систем и обеспечивает необходимый уровень вакуума для транспортирования продуктов по продуктопроводу.

Данные системы позволяют осуществлять загрузку без распыла муки и обеспечивают транспортирование без загрязнения окружающей среды.

Пневматические транспортные системы, работающие на избыточном давлении

Основные компоненты любой пневматической транспортной системы, работающей на избыточном давлении, - это компрессор, являющийся источником энергии, сжатого воздуха, устройства подачи транспортируемых материалов в продуктопровод, собственно продуктопровод и приемный бункер, представляющий собой циклон-отделитель с фильтром или без него (в случае использования специальной системы аспирации).

Главным компонентом пневматической системы транспортирования является компрессор, который создает требуемое избыточное давление. Для систем пневматического транспортирования применяются нагнетающие вентиляторы высокого давления, а также компрессоры различных типов и модификаций, параметры которых обеспечивают требуемую величину давления и производительности. Параметры компрессора определяют КПД системы и ее общие технические характеристики.

Во время работы транспортируемый материал избыточным давлением воздуха, создаваемого компрессором, перемещается по продуктопроводу от места загрузки до места выгрузки. Когда материал доходит до вакуумного приемного бункера, он осаждается в его внутренней полости, а избыток воздуха удаляется за пределы бункера через фильтр или аспирационную систему. В системах с дискретной подачей продукта на разгрузочной горловине приемного бункера устанавливается простая заслонка, а в системах с непрерывной подачей транспортируемых материалов на разгрузочной горловине устанавливаются роторные питатели или шлюзовые затворы различной конструкции.

Во время процесса транспортировки скорость перемещения транспортируемых материалов различна:

• в системах низкого давления она всегда больше всего в начале продуктопровода, где находится точка загрузки транспортируемого материала, затем она постепенно снижается и меньше всего она в конце продуктопровода;

• в системах высокого давления имеет место противоположная картина – скорость транспортировки самая низкая в начале продуктопровода, затем она постепенно увеличивается и достигает максимальной величины в конце транспортирования.

В противоположность этому давление воздуха самое высокое в точке забора транспортируемого материала, далее оно постепенно уменьшается с расстоянием и ниже всего в конце транспортной линии.

Область применения пневматических транспортных систем, работающих на избыточном давлении

Пневматические транспортные системы, работающие на избыточном давлении, в основном применяются для транспортирования продуктов из одной точки в несколько других, находящихся на большом расстоянии. Для выгрузки транспортируемых материалов в несколько точек разгрузки производят переключение направления движения потока с помощью специальных устройств – диверторов.

Пневматические транспортные системы, работающие на избыточном давлении, требуют применения специальных устройств (например, роторных питателей) для подачи транспортируемых материалов в продуктопровод, находящийся под избыточным давлением из загружающих устройств (бункеров или силосов), которые находятся под атмосферным давлением.

В зависимости от конфигурации продуктопровода и расстояния требуемое давление, создаваемое компрессором, может достигать до 10 бар. Компрессор всегда находится в начале транспортной системы и обеспечивает необходимое давление для транспортирования продукта по продуктопроводу.

Комбинированные транспортные системы, работающие на вакууме и избыточном давлении.

Комбинированные транспортные системы, работающие на вакууме и избыточном давлении, в основном применяют для транспортировки продукта из нескольких точек загрузки в несколько точек выгрузки.

Преимущества, получаемые от использования комбинированных систем транспортирования сыпучих материалов:

• высокая производительность комбинированной транспортной системы за счет сокращения длины участка транспортной системы, работающей на вакууме;

• большая дальность транспортирования за счет использования возможностей транспортных систем, работающих на избыточном давлении;

• сокращение инвестиций на создание транспортных систем;

• низкие эксплуатационные расходы по сравнению с чисто вакуумными системами транспортирования для больших расстояний;

• возможность транспортирования широкой гаммы сыпучих материалов с различными свойствами.

Рекомендации по проведению выбора типа транспортной системы

Выбор транспортной системы для конкретного продукта осуществляется по следующим критериям: условия эксплуатации установки, стоимость инвестиций и требуемая производительность. Также необходимо провести испытания транспортных систем на материале, так как в зависимости от его физических характеристик (размер частиц, содержание влаги, насыпная плотность и т.д.) могут сильно меняться общее исполнение транспортных систем и общая способность транспортировки этого материала.

По классификации, принятой в США, системы пневматического транспортирования сыпучих продуктов подразделяют на два наиболее четко выраженных класса – системы низкого давления и системы высокого давления.

Системы низкого давления применяются для перемещения сыпучих материалов при пониженной концентрации транспортируемых материалов. Данные системы определяются как системы низкого давления и высокой скорости перемещения транспортируемых материалов, характеризуются высоким содержанием воздуха по отношению к транспортируемому материалу.

При рассмотрении типичной системы низкого давления с использованием роторного питателя, можно отметить высокую скорость транспортирования: около 10 м/с – в начале системы и около 23 м/с – в конце системы. Давление в начале системы ниже 1035 мбар и равно атмосферному давлению в конце. В системах низкого давления в качестве источника энергии в основном используются нагнетательные и всасывающие вентиляторы высокого давления, а также компрессоры и вакуумные помпы различных типов низкого давления.

Системы высокого давления применяются для перемещения транспортируемых материалов в плотной фазе. Данные системы определяются как системы высокого давления и низкой скорости перемещения транспортируемых материалов, характеризуются низким содержанием воздуха по отношению к транспортируемому материалу.

При рассмотрении типичной системы высокого давления с использованием камеры давления для поддержания давления, необходимого для транспортирования, можно отметить низкую скорость транспортирования в начале системы - около 0,25 м/с и более высокую скорость транспортировки – около 2,5 м/с в конце. Давление в начале транспортной системы обычно около 3105 мбар и равно нулю в конце. В системах высокого давления в качестве источника энергии, как правило, используются компрессоры и помпы высокого давления.

Обе системы классификации по-разному идентифицируют одни и те же способы транспортирования сыпучих материалов. Это вызвано тем, что нет четких границ по параметрам транспортирования между отдельными способами. Даже небольшие изменения скорости, рабочего давления, соотношения «транспортируемый материал - воздух», которые можно произвести с помощью настройки аппаратных средств одной и той же транспортной системы, могут изменить способ и параметры транспортирования.

При использовании муки в мешках технологическая схема предусматривает их прием и растаривание через приемник с пневмомешковыколачивателем типа ХМП-М и подачу её аэрозольтранспортом на просеивательную линию, либо в один из бункеров склада бестарного хранения. В этом случае на линии аэрозольтранспорта устанавливают двухпозиционные переключатели.

Мука из бункеров аэрозольтранспортом через роторные питатели А2-ХПШ или механическим транспортом (возможна комбинация механического и аэрозольтранспорта) подается на просеивательные линии, состоящие из бункера-разгрузителя с фильтром, просеивательной машины Ш2-ХМВ, автоматических порционных весов АД-50-НК, подвесового бункера, из которого подготовленная к производству мука аэрозольтранспортом (шнековый питатель ПШМ-1) направляется в производственные бункера тестомесильного отделения, отделения приготовления жидких дрожжей или заквасок и другим потребителям муки.

Основной источник сжатого воздуха – компрессорная станция предприятия, однако в ряде проектов хлебозаводов и цехов малой мощности с небольшими трассами подачи муки применяют роторные компрессоры (газодувки). Для приёмника муки из мешков ХМП-М используется компрессорная установка СО-7Б.

В последнее время выпускаются комплексные системы хранения, транспортирования и дозирования сыпучих продуктов. Предлагаемая гамма оборудования позволяет обеспечить комплексное, на высоком уровне современных требований, решение вопросов тарного и бестарного хранения, транспортирования на различное расстояние и высоту, а также дозирования разнообразных сыпучих продуктов: муки, соли, сахара, зерновых и крупяных продуктов, различных ингредиентов, а также непищевых гранулированных веществ.

В сочетании с оборудованием для подготовки воды (или иным требуемым оборудованием), приведенная гамма оборудования и системы автоматизированного управления процессами транспортирования и дозирования позволяют создавать завершенные технологические линии для различных пищевых, а также непищевых производств.

Основным элементом систем транспортирования являются гибкие шнеки из высокопрочной нержавеющей стали и трубы из пищевого ПВХ производства известной бельгийской фирмы «SPIROMATIC», а также трубы из нержавеющей стали российского производства. Шнеки и трубы сертифицированы. Из этих элементов собираются трассы различной длины и конфигурации.

В зависимости от условий эксплуатации и желания заказчиков специалистами «АГРО-3» разработаны и предлагаются трассы с тянущим или толкающим приводом, трассы с тянущим приводом и со свободным вторым концом шнека, трассы с двумя приводами, толкающим и тянущим с согласованием числа оборотов выходных валов мотор-редукторов. Производимый «АГРО-3» унифицированный ряд загрузочных устройств обеспечивает возможность их установки на серийно выпускаемые отечественные силосы наружного и внутреннего хранения сыпучих продуктов и комплектуется датчиками наличия продукта, пластинчатыми и рамочными обрушителями свода. Разгрузочные устройства комплектуются крышками-отводами, позволяющими осуществлять разгрузку продукта с расположением под углом 0º, 30º, 45º, 60º и 90º, оснащаются системами двойной защиты трассы и привода от перегрузок.

В состав транспортных систем на основе гибких шнеков входят фильтры самоочищающиеся, предназначенные для фильтрации воздуха при транспортировке муки и других сыпучих продуктов. Изготавливаются из экологически чистых материалов. В состав конструкции входит металлический корпус, блок фильтрующих элементов и вибратор (электродвигатель с эксцентриком). Расход фильтрующего воздуха составляет 2-7 м³/мин.

Транспортирующие устройства легко монтируются на месте эксплуатации из отдельных элементов. В процессе работы эти устройства обеспечивают надежное, плавное перемещение и подъём сыпучих компонентов по трубам без использования сжатого воздуха, не пылят, экономичны в потреблении электроэнергии, надежны, не требуют квалифицированного обслуживания и частой очистки.

Специалистами «АГРО-3» разработаны системы автоматизированного управления процессами транспортирования и дозирования сыпучих продуктов, представленные следующими видами.

Системы управления дозатором сыпучих продуктов «АГРОТЕК Р» и «АГРОТЕК М» предназначены для управления дозатором сыпучих продуктов. Выполняются в двух модификациях: с ручным и механическим управлением заслонкой. Обеспечивают дозирование в соответствии с заранее заданным весом с точностью +/-50 г, а также суммирование веса продукта за рабочую смену. Оснащены системой аварийного отключения, а также цифровой индикацией подачи продукта, положения заслонки, окончания дозирования и аварийных режимов.

Системы комплексного управления транспортировкой и дозированием сыпучих продуктов «АГРОМАТИК 1Х1; 2Х1; 3Х1» предназначены для управления процессом транспортирования сыпучих продуктов из одного, двух и трех силосов соответственно в дозатор и последующего дозирования сыпучих продуктов. Кроме того, осуществляют управление просеивателем и электродвигателем привода гибкого шнека в системе транспортирования. Обеспечивают дозирование в соответствии с заранее заданной массой с точностью +/-150 г, а также суммирование массы продукта на рабочую смену. Оснащены системой аварийного отключения, а также цифровой индикацией подачи продукта, наличия продукта в силосе, окончания дозирования и аварийных режимов.

Система комплексного управления системой транспортирования «ТРАССА» предназначена для управления одной трассой системы транспортирования сыпучих продуктов. Оснащена устройствами контроля наличия продукта в перегрузочных корзинах, системой аварийного отключения, а также цифровой индикацией подачи продукта и аварийных режимов. Обеспечивает защиту трассы и электропривода от перегрузок, исключает работу гибкого шнека «впустую».

Системы комплексного управления системой транспортирования «КОНВЕЙЕР». предназначены для управления несколькими трассами системы транспортирования сыпучих продуктов, расположенными последовательно одна за другой. Оснащены устройствами контроля наличия продукта в перегрузочных корзинах, системой аварийного отключения, а также цифровой индикацией подачи продукта и аварийных режимов. Обеспечивают защиту трассы и электропривода от перегрузок, исключают работу гибкого шнека «впустую».

Системы комплексного управления системой транспортирования «КОМПЛЕКС». предназначены для управления несколькими независимыми трассами системы транспортирования сыпучих продуктов, расположенными параллельно. Имеют единый силовой блок и выносные пульты управления для каждой трассы. Оснащены устройствами контроля наличия продукта в перегрузочных корзинах, системой аварийного отключения, а также цифровой индикацией подачи продукта и аварийных режимов. Обеспечивают защиту трассы и электропривода от перегрузок, исключают работу гибкого шнека «впустую».

Фирма «АГРО-3» предлагает следующие типы технологических схем:

1. мука из силосов наружного хранения через встроенные в днище силосов просеиватели посредством транспортных систем на основе гибких шнеков поступает в силосы внутреннего хранения (технологические бункеры, в том числе сборные). Затем по спиральному транспорту подается в дозатор сыпучих продуктов и далее через раздатчик в тестомесильную машину;

2. из силоса со встроенным просеивателем по спиральному транспорту мука поступает в технологический бункер (загрузочный накопительный бункер) и далее по спиральному транспорту в дозатор сыпучих продуктов, и через раздатчик – в емкость тестомесильной машины;

3. из силоса по спиральному транспорту мука подается в технологический бункер (загрузочный накопительный бункер), в днище которого встроен просеиватель, и так же, как в предыдущих случаях, по спиральному транспорту поступает в дозатор сыпучих продуктов и через раздатчик подается в тестомесильную машину.

Бункеры технологические, в том числе сборные предназначены для хранения сыпучих продуктов внутри помещений. Изготавливаются по современной технологии из нержавеющей стали или углеродистой стали с покрытием порошковой полиэфирной оплавляемой эмалью объемом, рассчитанным на 500, 1500, 3000 кг. Силосы в нижней части имеют фланцы для присоединения загрузочных устройств транспортных систем на базе гибких шнеков, а в верхней части – устройство для присоединения силоса к транспортным системам. Оснащаются датчиками максимальной загрузки, рукавными или самоочищающимися фильтрами, виброобрушителями свода, тензоплатформами для взвешивания силоса.

Загрузочные накопительные бункеры изготавливаются по современной технологии из нержавеющей стали или углеродистой стали с покрытием порошковой полиэфирной оплавляемой эмалью объемом, рассчитанным на массу муки от 100 до 800 кг. Бункеры имеют в нижней части фланцы для присоединения загрузочных устройств транспортных систем на базе гибких шнеков. Оснащаются датчиками наличия продукта, виброобрушителями свода, крышкой с различной конфигурацией, формой и размерами загрузочных патрубков. Загрузочные накопительные бункеры и силосы также оснащаются самоочищающимися фильтрами.