книги из ГПНТБ / Масликов, В. А. Технологическое оборудование производства растительных масел учеб. пособие

впроизводство, то его потери будут очень большими и себе­ стоимость масла увеличится. Кроме того, бензин, находящийся

вшроте, постепенно испаряется и может создать взрывоопас­ ную концентрацию в воздухе.

Количество бензина, уносимое шротом из экстрактора, ко­ леблется в значительных пределах — от 25 до 40% количества сухого вещества шрота; для расчетов можно принимать содер­ жание бензина в шроте 40% к массе сухого жирного вещества.

Для выделения бензина, находящегося в шроте, его нагре­ вают для перевода бензина в парообразное состояние. Такая обработка шрота осуществляется в шнековых испарителях и тостерах.

ШНЕКОВЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ К ЭКСТРАКТОРУ НД-1000

Шнековый испаритель к экстрактору НД-1000 (рис. VI—36) состоит из пяти или шести горизонтальных цилиндров 1 диа­ метром 6 8 6 мм и длиной 6200 мм, имеющих паровые рубаш­ ки 2. Цилиндры установлены один над другим в две секции, причем одна секция смещена относительно другой. Цилиндры имеют крышки с кронштейнами 3, в которых помещены под­ шипники для валов. Цилиндры соединены между собой пере­ пускными патрубками; секции соединяются между собой шлю­ зовым затвором 4. На выходном патрубке последнего цилинд­ ра также установлен шлюзовый затвор 5.

Внутри каждого цилиндра помещен горизонтальный вал 6 , изготовленный из толстостенной трубы, на котором по винтовой линии укреплены лопатки 7 под углом 22°30' к оси вала. Между концом лопатки и внутренней поверхностью цилиндра имеется зазор 1 0 мм, что предотвращает прикосновение лопаток к ци­ линдру при изгибе вала во время работы. Вал вращается в двух подшипниках, установленных в кронштейнах крышек.

От каждой секции цилиндров делается отвод из трубы, ко­ торая вверху расширена и образует так называемую шротоловущку 8 . Внутри шротоловушки имеется вал с лопастной ме­ шалкой, концы которой скользят по внутренней поверхности шротоловушки или конуса 9.

Валы каждой секции приводятся в движение от электродви­ гателя мощностью 8 —10 кВт через редуктор. Вращение пере­ дается валу верхнего цилиндра каждой секции. С другого конца вала вращение передается мешалкам шротоловушки, а цепной передачей — валу среднего цилиндра. От вала среднего цилинд­ ра также цепной передачей вращение передается валу нижне­ го цилиндра.

От вала нижнего цилиндра цепной передачей приводится во вращение ротор шлюзового затвора. Передача имеет такие передаточные отношения, что валы цилиндров вращаются с час-

Ш_______ , fe' № I

^ Выход шрота

Рис. VI—36. Шнековый испаритель к экстрактору НД-1000.

тотой 38 об/мин, а ротор шлюзового затвора совершает 19 об/мин.

Валы нижних секций получают вращение таким же обра­ зом, как валы верхних секций.

Шнековый испаритель имеет групповой смазывающий аппа­ рат, который подает смазку в подшипники валов цилиндра и

в паровую рубашку верхне­ го цилиндра секции. Далее пар поступает в паровую рубашку

среднего цилиндра и, выйдя из нее, направляется в паровую ру­ башку нижнего цилиндра. Отсюда пар поступает в паровую ру­ башку шлюзового затвора и уже из него, пройдя конденсацион­ ный горшок, поступает в линию конденсата.

Кроме того, от гребенки к нижнему цилиндру секции в его крышку подводится острый пар. Нижняя секция снабжается паром аналогично. Схема трубопроводов шнекового испарите­ ля показана на рис. VI—37.

Работает шнековый испаритель следующим образом

(см. рис. VI—36).

Шрот из экстрактора самотеком поступает внутрь верхнего цилиндра, где он подхватывается вращающимся лопастным шнеком 6 и транспортируется к его противоположному концу. В период транспортировки шрота он интенсивно перемешивает­ ся и нагревается глухим паром, подводимым в паровую рубаш­ ку. Достигая противоположного конца цилиндра, шрот перехо­

3 7 3

дит во второй цилиндр; отсюда шрот направляется в третий, нижний цилиндр. По мере движения по секции из шрота испа­ ряется увлеченный бензин и, кроме того, в нижнем цилиндре он пропаривается острым паром, что увеличивает испарение бензина.

Пройдя через нижний цилиндр, шрот поступает в шлюзовый затвор и им передается во вторую секцию, где он подвергает­ ся аналогичной обработке. Образующиеся во время обработ­ ки шрота пары бензина поднимаются кверху, проходят через все цилиндры секции и поступают в шротоловушку. Выходящие пары уносят с собой мелкие частички шрота; однако в шротоловушке из-за увеличения диаметра скорость паров снижается и мелкие частички выпадают из потока и оседают на стенках ловушки. Со стенок ловушки частицы снимаются мешалкой и возвращаются в цилиндр. Пары из второй секции поступают в свою ловушку.

При удалении бензина из шрота в шнековом испарителе ис­ паряющийся бензин уносит часть влаги, и таким образом шрот частично подсушивается. Чтобы процесс удаления бензина из шрота протекал нормально, давление пара в рубашках должно быть до 0,5 МПа, а температура острого пара 180—200° С.

На наших заводах шнековые испарители работают под атмо­ сферным давлением; поэтому температура шрота, выходящего из испарителя, составляет 95—105°С. Такая высокая темпера­ тура вызывает дополнительную денатурацию белков шрота, что ухудшает кормовые достоинства его. В связи с этим шнековый испаритель должен работать под вакуумом, что и осуществле­ но на многих зарубежных заводах.

Работа шнекового испарителя при давлении 99,7 кПа (раз­ режение 20—30 мм вод. ст.), как это имеет место на некоторых заводах, не снижает температуру процесса, но при этом пары бензина не могут выходить в атмосферу цеха через различные неплотности в шнековом испарителе.

Производительность шнекового испарителя составляет 100— ПО т семян подсолнечника в сутки; поэтому на один экстрак­ тор НД-1000 необходимо ставить два шнековых испарителя.

Рассмотренный шнековый испаритель работает удовлетво­ рительно, но имеет некоторые недостатки: большие габариты, большую металлоемкость и низкий коэффициент теплопередачи.

Техническая характеристика шестицилиндрового шнекового испарителя

3 7 4

Для экстрактора НД-1250 применяется такой же шнековый испаритель, как и для экстрактора НД-1000.

Для расчета расхода пара составим материальный и тепло­ вой балансы шнекового испарителя.

Р А С Ч Е Т Ш Н Е К О В О Г О И С П А Р И Т Е Л Я

Материальный баланс

Пр и х о д

1.Сухое жирное вещество GC.B.

2. Влага в шроте GB.

3.Бензин в шроте 0,4 GC<B.

4.Глухой пар D.

Итог о :

1 >40с.в 4~ б в -f- D .

Как указывалось выше, при испарении из шрота бензин увлекает часть влаги, т. е. образуется бинарная смесь, к кото­ рой может быть применен закон Дальтона. Рассмотрение этой смеси с точки зрения закона Дальтона позволяет получить уравнение, при помощи которого можно вычислить количество испаренной влаги при испарении определенного количества бен­ зина в определенных условиях:

МбРбф

где Gq — количество испаренного бензина; Мв— молекулярная масса воды;

Mq— молекулярная масса бензина (средняя); Рб — парциальное давление паров бензина; рв— парциальное давление паров воды; Ф — коэффициент насыщения.

При решении уравнения (VI—121) встречаются некоторые трудности при определении рб и рв. Эти величины определяют следующим образом. По температуре шрота, поступающего в шнековый испаритель, и по температуре шрота, выходящего из испарителя, которой задаются, находят среднюю температуру, по которой определяют упругость паров бензина. Давление в испарителе р известно, поэтому давление водяных паров будет

Рв = Р — Рб ■

3 7 5

Ра с х о д

1.Сухое жирное вещество Gc-B.

2.Испаренная влага G^.

3.Испаренный растворитель 0,4 GC.B.

4.Влаги в шроте GB—G“c.

5.Конденсат глухого пара D.

Ит о г о:

1,4GC.„ + GB + D.

Тепловой баланс

На основании материального баланса составим тепловой баланс, из которого найдем расход глухого пара.

Пр и х о д

1.Тепло, вносимое сухим жирным веществом,

по его составу; 1шр— температура поступающего шрота, известная из расчета экстрактора.

Ит ог о :

Qi "Т Qt 4- Q3 + Qi ■

Ра с х о д

1.Тепло, уносимое сухим жирным веществом,

где /шр— температура шрота при выходе его из шнекового испарителя.

2. Тепло, уносимое испарившейся влагой,

где — энтальпия водяного пара при температуре

3 7 6

где i„ — энтальпия конденсата.

6 . Теплопотери

Q,о —0 , 0 2 Q,.

И того;

Q5 4~ Qe И- Qi + Qs + Qa Qm-

Приравнивая приходную и расходную части баланса, по­ лучим уравнение с одним неизвестным D, которое и опреде­ ляется.

В настоящее время нет методики расчета потребного коли­ чества острого пара. Поэтому для шнекового испарителя рас­ ход острого пара следует принимать 1 0 0 кг/ч на каждую ко­ лонну. Таким образом, полный расход пара на шнековый испари­ тель

Поверхность нагрева шнекового испарителя в настоящее время не может быть рассчитана, так как передача тепла от стенки к перемешиваемой массе шрота не изучена. При иссле­

50 Вт/(м2 -К). Этой опытной величиной приходится пользовать­ ся при расчете поверхности нагрева.

ШНЕКОВЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ К ЭКСТРАКТОРУ СИСТЕМЫ «ДЕ-СМЕТ»

Принцип работы шнекового испарителя к экстрактору си­ стемы «Де-Смет» такой же, как шнекового испарителя к экст­ рактору НД-1000. Он имеет также шесть цилиндров диаметром 600 мм и длиной 7500 мм с паровыми рубашками.

377

Внутри каждого цилиндра имеется вал, несущий на себе ко­ со поставленные лопатки для перемещения материала вдоль цилиндра. Кроме того, для лучшего перемешивания на валу укреплено несколько Т-образных лопаток, изготовленных из уголков.

Каждые три цилиндра образуют секцию, и в шнековом испа­ рителе таких секций две (расположены рядом). Цилиндры обе­ их секций образуют поверхность нагрева 78 м2.

Привод валов цилиндров односторонний и имеет более слож­ ное устройство, чем в шнековом испарителе к НД-1000.

От электродвигателя мощностью 6 , 8 кВт через текстропную передачу вращение передается редуктору с общим передаточ­ ным числом 14,06. От выходного вала редуктора цепной переда­ чей вращение передается валу нижнего цилиндра и валу сред­ него цилиндра. От вала среднего цилиндра также цепной пере­ дачей вращение передается валу верхнего цилиндра. Частота вращения валов цилиндров одинаковая и составляет 7,97 об/мин.

Шрот после прохождения через цилиндры поступает в окон­ чательную сушилку, которая также представляет собой цилиндр с внутренним диаметром 1500 мм и длиной 7550 мм. На поверх­ ности цилиндра имеется паровая рубашка длиной 6100 мм, обра­ зующая поверхность нагрева 32,9 м2.

Внутри цилиндра помещен барабан диаметром 600 мм и дли­ ной 7000 мм. Барабан имеет две полуоси, при помощи которых он приводится во вращение с частотой 10,4 об/мин. Сверху ба­ рабана на всю его длину навит змеевик, являющийся дополни­

Правая полуось барабана полая, и через нее подводится пар внутрь барабана и змеевика; из нее также отводится конденсат В противоположном конце сушилки в выходном патрубке

поставлен шлюзовый затвор.

Барабан сушилки приводится в движение от электродвигате­ ля мощностью 8 кВт. От электродвигателя посредством ременной передачи вращение передается редуктору с передаточным чис­ лом 10,35, а от него через цепную передачу вращение передается оси барабана. От оси барабана вращение также цепной переда­ чей передается выпускному шлюзовому затвору.

Работа этого шнекового испарителя протекает аналогично работе рассмотренного испарителя, т. е. поступающий шрот по­ следовательно проходит через три цилиндра. В этот период шрот нагревается и из него испаряется бензин. Однако полностью бен­ зин не успевает испарится в цилиндрах, и поэтому шрот перехо­ дит в сушилку, где из него окончательно удаляется бензин и шрот несколько подсушивается, а затем выводится из произ­ водства.

378

Образующиеся пары бензина и воды из шнекового испарите­ ля направляются в мокрую шротоловушку, а из нее в теплооб­

ЧАННЫЙ ИСПАРИТЕЛЬ (ТОСТЕР)

При недостаточно эффективной тепловой обработке перера­ батываемого материала, например при экстракции сырого ле­ пестка сои, в шроте остаются некоторые вещества, которые ухудшают его кормовые достоинства. Эти вещества разрушают­ ся в результате обработки шрота теплом в течение 50—60 мин при температуре 108—110° С и влажности 18—20%.

Указанного режима создать в шнековом испарителе не пред­ ставляется возможным, поэтому применяют чанные испарители, так называемые тостеры.

Тостер представляет собой многочанную жаровню колонного типа (рис. VI—38), которая состоит из девяти чанов диаметром 2070 мм и высотой первый чан 1000 мм, а остальные восемь ча­ нов по 700 мм. Чаны стальные сварные. Поверхность нагрева образована пустотелыми днищами и паровой рубашкой (Я =

=400 мм) на боковой поверхности обечайки.

Вднище каждого чана имеется перепускное окно 1 размером

560X270 мм, служащее для перепуска шрота из чана в чан. Пе­ репускное окно перекрыто секторным перепуском. Кроме того, в днище имеется восемь прямоугольных окон 2 , закрытых ре­ шеткой размером 300X150 мм, центры которых расположены на окружности диаметром 1250 мм. Для придания жесткости дни­ ще имеет анкерные связи, выполненные в виде приваренных ко­ ротких патрубков, чем избегается нарушение цельности верхнего листа днища и предотвращается течь чанов.

В обечайке каждого чана (в верхней части) приварен патру­ бок 3 для отвода образующихся паров. Кроме того, каждый чан

379

/Т вент ил ят ор у

Рис. VI—38. Схема тостера.

имеет лаз-люк. Верхние три чана имеют форсунки 4, через кото­ рые подается вода для увлажнения шрота. Через центр всех ча­ нов проходит вертикальный вал 5, выполненный из трубы. На валу в каждом чане крепятся ножи 6 , по конструкции такие же, как и в жаровне, и служащие для перемешивания шрота.

3 8 0