2. Технические описания и расчёты.

Исходные данные:

– высушиваемый материал – гречневая крупа;

– производительность по готовому продукту, G_к=890 кг/ч;

– влажность продукта:

а) начальная, 10 %;

б) конечная, 4 %;

– температура сушильного агента:

а) на входе в сушилку, 140 ºС;

б) на выходе из сушилки, 65 ºС.

Параметры воздуха, поступающего в калорифер:

– температура, t₀=16 ⁰С;

– относительная влажность, φ₀=70 %.

Тип пылеуловителя: СКЦН- 34.

2.1. Описание принципа работы технологической схемы.

Исходный продукт – гречневая крупа, эквивалентным диаметром 4 мм с содержанием влаги W_н=10% и температурой θ₁=16°С, при помощи шнека Ш подается в сушильную камеру С. Снизу в сушильную камеру вентилятором В нагнетается воздух, нагреваемый в калорифере К. Воздух на входе в калорифер имеет температуру t₀=16°С и относительную влажность φ₀=70 %. В калориферной батарее воздух нагревается до температуры t₁=140°С. Подогрев воздуха в калорифере осуществляется греющим паром, имеющего температуру 158,1°С при абсолютном давлении Р_абс= 0,6 МПа. Из верхней части сушильной камеры отработанный воздух с температурой t₂=65°С поступает на очистку от мелких частиц в циклон СК-ЦН-34 и далее выбрасывается в атмосферу.

Сухая гречневая крупа влажностью W_к =4% и температурой θ₂=41°С из нижней части сушильной камеры поступает в бункер высушенного материала Б1 и далее на ленточный транспортёр ЛТ, а из циклона СК-ЦН-34 Ц – прямо на ленточный транспортёр.

Технологическая схема представлена на рисунке 2.1

Рисунок 2.1 – Технологическая схема

2.2. Описание принципа работы проектируемого аппарата.

Сушилка с кипящим слоем предназначена для сушки пищевых продуктов (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 – Сушилка с кипящим слоем

Гречневая крупа поступает в сушилку с начальными параметрами W_н=10 % и температурой θ₁=16°С.

Продукт в сушильную камеру загружается с помощью шнека.

Снизу, через патрубок 2 поступает воздух с t₁=140°С. Воздух снизу через решётку поступает в сушильную камеру, где идёт процесс сушки. Гречневая крупа попадая в сушильную камеру встречаются с нагретым воздухом, средняя температура которого t_ср=102,5°С и с этого начинается процесс сушки.

Высушенный продукт отводится из сушилки через патрубок 3 с конечной влажностью W_к =4 % и температурой θ₂=41°С.

Воздух из сушилки отводится через патрубок 1 с температурой t₂=65°С. Вместе с воздухом вылетает крупа с меньшим диаметром, которая осаждается в циклоне при очистке воздуха.

2.3. Материальный расчёт установки.

Из уравнения материального баланса сушильной установки определим расход влаги W, удаляемый из высушиваемого материала

кг/ч, (1)

где G_к – производительность установки по сухому веществу, кг/с;

W_н – начальная влажность продукта, %;

W_к – конечная влажность продукта, %.

2.4. Тепловой расчёт установки

Определение основных параметров влажного воздуха.

К основным параметрам влажного воздуха относятся:

1. температура t, °С

2. относительная влажность воздуха φ,%

3. удельное влагосодержание d, г/кг

4. энтальпия I, кДж/кг

Удельное влагосодержание воздуха рассчитаем по формуле (2)

г/кг (2)

где 0,622 – отношение мольных масс водяного пара и воздуха;

Р_н – давление насыщенного водяного пара при данной температуре воздуха, Па;

В – барометрическое давление воздуха, Па. (Для Европейской части СНГ принимается 745 мм рт. ст. = 99100 Па).

Удельное влагосодержание воздуха на входе в калорифер определяем по формуле (2)

г/кг

Т.к. подогрев воздуха в калорифере происходит при неизменном влагосодержании воздуха, то удельное влагосодержание воздуха на входе в калорифер тоже, что и на входе в сушилку

г/кг

Энтальпия влажного воздуха представляет сумму энтальпий сухого воздуха и водяного пара, приходящегося на 1 кг сухого воздуха

кДж/кг, (3)

где С_с.в.– средняя удельная теплоёмкость сухого воздуха, при t<200°С С_с.в.=1.004 кДж/(кг^.К), [с.93, 11];

t – температура влажного воздуха, °С,

d – удельное влагосодержание воздуха, г/кг,

i_n – удельная энтальпия перегретого пера, кДж/кг,

, (4)

где r₀ – удельная теплота парообразования воды, при 0°С r₀=2500 кДж/кг;

c_n – средняя удельная теплоёмкость водяного пара, c_n=1,842 кДж/(кг^.К), [с.93, 11];

Энтальпию воздуха определим по формуле (3)

кДж/кг