книги из ГПНТБ / Мельников, Е. М. Обогащение промежуточных продуктов на крупозаводах

рен. К данному процессу невозможно применять извест­ ную формулу эффективности работы зерноочистительных машин, так как эта формула предполагает, что выделяе­ мые примеси не являются ценным продуктом. В нашем случае как шелушеные, так и нешелушеные зерна являются продуктами равноценными.

Прежде чем рассмотреть и проанализировать форму­ лы, рассмотрим ряд крайних случаев, в которых техно­ логическая эффективность либо максимальна и равна 1, либо крупоотделение по существу отсутствует. Исходя из сущности процесса легко представить, что максимальный технологический эффект будет тогда, когда нешелуше­ ные и шелушеные зерна, составляющие смесь, полностью разделятся.

Нулевая эффективность возможна в большем числе случаев.

Первый случай. А = 100%; В = 0.

Поступающий в крупоотделитель продукт не делится на фракции, а из машины выходит также один продукт. Тогда К\ = К и #i = Н. То же самое будет в случае, ко­ гда В = 100%, А = 0.

Второй случай. Продукт делится на две фракции, но каждая фракция по своему составу соответствует исход­ ному продукту, т. е. К\ = К.2 — К; Hi = Я2 = Н. В этом случае крупоотделительная машина работает как про­ стой делитель. В данном случае не имеет значения соот­ ношение фракций А я В. При любом соотношении А я В эффективность будет нулевой. Поэтому любая из пред­ лагаемых формул должна удовлетворять всем этим усло­ виям.

Интересны также и некоторые другие случаи. Напри-, мер, мы получаем какую-то фракцию, состоящую толь­ ко из одного продукта, но извлечение этого продукта неполное, т. е. часть его попадает во вторую фракцию. В этом случае качество выделенного продукта в первой фракции наилучшее, но он выделен не полностью. Следо­ вательно, величина тетхнологической эффективности не может быть равна ни единице, ни нулю.

Результат сортирования смеси на две фракции легко представить в виде диаграммы. На рисунке 35 графиче­ ски представлены результаты разделения двухкомпо-

90

нентной смеси. Очевидно, два случая разделения нерав­ ноценны.

В первом случае разделение более эффективно, чем во втором, так как в первом случае во фракцию А попа­ дает меньше продукта Н, а во фракцию В — меньше про­

дукта К- Возможны и другие случаи, сравнить которые уже

труднее (рис. 36). Например, в первом случае во фрак­ ции А полностью отсутствует продукт Я, но во фракцию В попадает значительное количество продукта К■ Во втором же случае во фракцию В попадает меньше про­ дукта К, но зато фракция А не отличается такой высокой чистотой, как в первом случае.

Все эти результаты требуют количественной оценки. К оценке технологической эффективности процесса крупоотделения нужно подходить двояко. Во-первых, следует иметь в виду количественные результаты процес­ са. Если во фракцию А должен в основном поступать продукт К, то эффект работы машины будет тем выше, чем больше этого продукта будет извлечено во фракцию А и меньше останется во фракции В. Естественно, что нужно учитывать не абсолютное извлечение продукта, а относительное (по отношению к количеству содержаще­ гося в исходной смеси продукта К) . Однако даже полное извлечение продукта К во фракцию А не гарантирует высокой степени сортирования, если во фракции А вме­ сте с продуктом К будет находиться продукт Я, т. е.

качество фракции А не будет высоким.

Следовательно, необходимо иметь в виду и качест­ венную сторону процесса. При принятых нами обозначе­ ниях К\ всегда должно быть больше Я, а Я2 — больше Я. Качество процесса будет улучшаться с приближением

К\ и Я2 к 100%, или к 1.

91

Исходя из этих условий большинство исследователей и рекомендовали свои формулы. Наиболее известными являются формулы Хэнкока (1920) и Ньютонов (1932). Эти формулы совершенно идентичны, первая легко прев­ ращается во вторую при использовании одинаковых обо­ значений. Позднее были предложены еще формулы (Ро­ зин и Раммлер, 1933; И. М. Верховский, 1945; В. П. Го­ рячкин, 1940; Беррисфорд и Аллен, 1935, и др ), причем некоторые из них также идентичны формуле Хэнкока.

Детальное исследование критериев технологической эффективности было проведено В. М. Цециновским, по­ казавшим их достоинства и недостатки, причем формула

Хэнкока признана для двухкомпонентной смеси наиболее удачной.

В крупяной промышленности известны формулы, предложенные в 1948 г. С. С. Бакалом и в 1951 г. М. Е. Гинзбургом и Л. С. Зубковой, причем особенно из­ вестна вторая формула.

Критерии технологической эффективности

92

Эффективность, вычисленная по разным формулам, отличается довольно значительно. Если принять за базис формулу Хэнкока, то, например, результат, вычисленный по формуле Г. Д. Терскова, дает явно завышенные ре­ зультаты, так как эта формула характеризует только ко­

ную и качественную оценки, но учитывает лишь один из продуктов, тогда как оба являются равноценными; поэто­ му и результаты вычисления по этой формуле будут за­ ниженными.

Рассмотрим два возможных случая сортирования двухломпонентной смеси, состоящей из К = 80% и

Н= 2 0 % .

Величины технологической эффективности, рассчитан­ ные по некоторым формулам, приведены в таблице 15.

93

Полученные результаты сильно отличаются друг от друга, хотя, вычисленные по формулам Хэнкока и Гинзбурга — Зубковой, дают почти одинаковую эффектив­ ность. Формула Гинзбурга — Зубковой хотя и не удов­ летворяет одному из крайних условий (результаты, вы­ численные по ней, не равны нулю в случае простого де­ ления смеси на две фракции), при вычислении дает ре­ зультаты, мало отличные от подсчитанных по формуле Хэнкока. Следовательно, применение этой формулы осо­ бых возражений встретить не может.

Но следует обратить внимание на одно обстоятельст­ во: вычисленные величины технологической эффективно­ сти для первого и второго случаев одинаковы, хотя ре­ зультаты его различны. Действительно, в первом случае получен большой выход фракции А — 80%, но качество этой смеси невысокое, так как в ней содержится 5% про­ дукта В. Во втором случае качество первой фракции значительно лучше, так как в ней содержится всего 1% продукта В, но выход продукта К меньше, чем в первом случае.

Одно и то же значение величины технологической эф­ фективности соответствует самым различным результа­ там сортирования. С этим можно было бы примириться, если бы не было ограничений в качестве получаемых продуктов. Ядро, направляемое на шлифование, не долж­ но содержать более 0,6—1,0% нешелушеных зерен (см. раздел 1 данной книги). Следовательно, какой бы высо­ кой ни была величина технологической эффективности, она не может нас устроить, если в ядре содержится бо­ лее 1% нешелушеных зерен. Хотя эффективность в пер­ вом и во втором случае и одинакова, но в первом случае

94

мы не получим первой фракции удовлетворительного ка­ чества. Во втором же случае такая фракция получена.

Таким образом, однозначная оценка процесса разде­ ления хотя и возможна, но достаточно неопределенна. Более объективную картину работы крупоотделителя может дать оценка его работы двумя показателями, а именно — показателем величины извлечения ядра и по­ казателем его чистоты. Если первый обозначить тр а вто­ рой ф, то их величины определяются из формул:

Эти показатели должны рассматриваться отдельно, причем для сравнения можно принимать лишь те ре­ зультаты, в которых ф равна или больше, чем того тре­ буют «Правила организации и ведения технологического процесса на крупяных предприятиях».

Для предварительного разделения смеси, когда не ставится цель получить один из продуктов, удовлетво­ ряющий какому-то определенному качеству, можно поль­ зоваться некоторыми из предложенных критериев техно­ логической эффективности, например Хэнкока.

Если нас интересует все-таки качество выделенного ядра, то можно воспользоваться формулой М. Е. Гинз­ бурга и Л. С. Зубковой при условии, если будет дан не только конечный результат, но и показатели чистоты ядра, т. е. вычислены все коэффициенты — а, р и у.

АНАЛИЗ НЕКОТОРЫХ СХЕМ КРУПООТДЕЛЕНИЯ НА ДЕЙСТВУЮЩИХ КРУПОЗАВОДАХ

На крупозаводах применяются разные схемы крупоотделения, включающие используемые в настоящее вре­ мя машины — просеивающие (рассевы и крупосортировки), триеры, падди-машины, пневматические сортиро­ вальные столы, сочетание этих машин разнообразно.

На некоторых заводах используют лишь однотипные машины (овсозавод в г. Юрге — триеры, овсозавод в г. Костроме — самосортирующие крупоотделители; овсо­ завод в г. Риге и рисозавод в г. Славянске — падди-ма­ шины и т. д.). На большинстве же крупозаводов приме­ няют различные машины: самосортирующие крупоотде­ лители и падди-машины на рисозаводе в г. Красноар-

95

мейске, триеры и падди-машины на овсозаводе в г. Челя­ бинске, просеивающие машины и пневматические сорти­ ровальные столы на рисозаводе в г. Керчи и т. д.

Крупоотделение в триерах. Триеры широко исполь­ зуются для крупоотделения, но в связи с тем, что один триер не обеспечивает достаточно высокой эффективно­ сти, для улучшения крупоотделения применяют группу из трех-четырех и более триеров. На рисунке 37 изобра­ жена типовая схема группировки триеров с указанием размеров ячеек.

Хорошее качество ядра можно получить лишь за счет содержания большего количества шелушеных зерен в сходовом продукте. Это вполне объяснимо, так как ва­ риационные кривые показывают, что по длине полное разделение невозможно даже теоретически.

При снятии баланса крупоотделения в г. Юрге (рис. 38) было установлено, что на девяти триерах при сорти­ ровании смеси, содержащей 9,5% нешелушеных зерен, выделяется ядро, содержащее 0,60% нешелушеных зе­ рен; в то же время в сходовых продуктах содержится только 15% нешелушеных зерен, а остальные 85% со­ ставляют ядро (та>бл. 16).

Проведенные нами ранее в г. Костроме анализы ра­ боты триеров также показали их невысокую эффектив­ ность. Так, при первичном сортировании продуктов ше­ лушения, содержащих от 8 до 13% нешелушеных зерен, в ядре было от 2 до 4% нешелушеных зерен, в то время как в сходе — от 85 до 60% ядра. Выход ядра составлял от 50 до 75% продукта. При контрольном сортировании продукта, содержащего от 2 до 4% нешелушеных зерен, получали сравнительно чистое ядро, в котором было от 0,2 до 0,8% нешелушеного зерна; сходо:вый же продукт содержал не более 3—8% нешелушеных зерен, а выход ядра составлял всего 35—50%.

Совершенно очевидно, что на повторное шелушение направлялось значительное количество ядра, которое дробилось и выделялось уже в виде дробленки.

В таблице 17 показано, как изменилась масса 1000 целых шелушеных зерен и количество дробленого ядра по системам шелушения и крупоотделения.

Из данных таблицы видно, что триеры выбирают лишь самое мелкое ядро, а крупное вместе с нешелушеными зернами направляется на повторное шелушение, где образуется очень большое количество дробленого ядра

96

Рис. 37. Типовая схема сортирования продуктов шелу­ шения овса в триерах.

Рис. 38. Схема сортирования продуктов шелушения овса в триерах.

7-1057

Т а б л и ц а lfi

Количественно-качественный баланс триеров, снятый на овсозаводе в г. Юрге (количество в процентах к первой шелушильной системе, состав продуктов в процентах к данному продукту)

(16%). Следовательно, эту особенность можно считать основным недостатком триеров.

На многих заводах триеры используются для предва­ рительного сортирования смеси, а окончательное произ­ водится, например, в падди-сепараторах.

Контрольное сортирование применяют обычно для продукта с большим содержанием ядра, а не для сходовых продуктов. Однако триеры не делят смесь так, что­ бы получить хотя бы один продукт, не требующий допол­ нительной обработки. Не следует считать правильным направление на повторное шелушение продуктов, полу­ ченных с первых триеров. Как свидетельствуют много­ численные балансы, очень редко удается получить в сходовых продуктах концентрацию нешелушеных зерен более 20—30%• Следовательно, без дополнительного контроля сходовых продуктов на повторное шелушение будет направляться слишком много ядра. Поэтому для рациональной организации процесса крупоотделения обя­ зательно нужно контролировать оба получаемых с трие­ ров продукта, а не только ядро, как это предлагается типовой и многими реально существующими схемами крупоотделения.

Схема крупоотделения на овсо'заводе с использова­ нием триеров и падди-машин. Смесь шелушеных и неше­ лушеных зерен разделяется в результате последователь­ ного двухкратного сортирования в дисковых триерах с последующим контролем ядра в яаддй-сепараторах