
книги из ГПНТБ / Подготовительные процессы переработки масличных семян
..pdfидут сходом (фракция III). На втром элементе семена делятся на среднюю сходовую фракцию II и мелкую проходовую I.
Предварительные испытания этой машины показали, что производительность ее колеблется от 45 до 72 т/сут,при этом выход фракций составил: крупной 30%, средней 10% и мелкой 60%. Средняя толщина семян по фракциям: крупной 4,5 мм,
Рис. 128. Схема линейного дифференциального классификатора:
I, II и III — выход мелкой и крупной фракций.
средней 3,6 мелкой 3,2 мм. Четкость разделения семян на фрак ции была недостаточной вследствие неудовлетворительной на ладки рабочих органов. При соответствующей доработке конст рукции машин такого типа представляют большой интерес, так как легко могут быть настроены на соответствующее по фрак ционному составу сырье и на любое практически необходимое количество фракций.
МАШИНЫ ДЛЯ ОЧИСТКИ СЕМЯН ХЛОПЧАТНИКА
Очистка хлопковых семян от крупного и мелкого сора осуще ствляется в буратах, очистителях МХС, МО, ЧСП и УС ‘.
Бурат (рис. 129, 130) состоит из каркаса, внутри которого расположен шестигранный барабан, имеющий уклон Ѵзо к го ризонтали. Первая треть барабана обшивается штампованными ситами из листовой стали с отверстиями диаметром 3—4 мм
1 Очистка хлопковых семян только в воздушном потоке рассматривается
в главе IV.
192
и служит для отделения от семян мелких примесей. Остальная часть барабана снабжена ситами с отверстиями диаметром 16— 18 мм. В этой части барабана семена проходят через отверстия,
а крупный сор идет сходом. Мелкий сор выводится из |
машин |
правой стороной нижнего шнека, а очищенные семена |
— левой |
Рис. 129. Схема очистки семян в бурате:
/ — каркас, 2 — участок барабана для отделения мелких примесей, 3 — участок барабана для отделения крупных примесей.
стороной того же шнека, имеющего разное направление витков. Каркас закрыт отъемными щитками и аспирируется.
Техническая характеристика бурата приведена ниже.
Производительность, т/сут................................................... |
120 |
||
Частота вращения барабана, об/мин . . . . |
20 |
||
Длина шестигранного сетчатого барабана, мм |
5 000 |
||
Ситовая поверхность, м2 ..................................................... |
28 |
||
Потребная |
мощность, |
к В т ................................................ |
4,5 |
Габаритные |
размеры, |
м м ......................................... |
6270X2749X3200 |
Масса, к г |
................................................................... |
|
6080 |
В очистителе МХС -(рис. 131) на станине 1 на подвесках ук реплены расположенные друг над другом две ситовые рамы 3 и 4. Под нижней ситовой рамой расположен поддон для сбора, мелких примесей. Верхняя ситовая рдма поддона не имеет. Для лучшего перемешивания семян на ситовой поверхности преду смотрено несколько ступеней. Ситовые рамы имеют уклон ’/)5 к горизонтали и совершают возвратно-поступательные колебания с величиной хода 35—40 мм. Возвратно-поступательное движе ние рамы осуществляется с помощью тяги 5 и бугелей 6, охва тывающих эксцентрики, укрепленные на приводном валу 7. На валу закреплено четыре эксцентрика, которые расположены так, чтобы нижнее и верхнее сита имели встречное движение. Семена подают через питатель на верхнее сито с отверстиями диаметром 16—18 мм, через которое семена просеиваются, а схо дом с сита отделяются крупные примеси. При обработке семян
13—404 |
193 |
на нижнем сите с отверстиями диаметром 3—4 мм происходит отсеивание мелких примесей, а очищенные семена с этого сита идут сходом. Очиститель МХС аспирируется. Ниже приведена техническая характеристика этого очистителя.
Производительность по семенам, т/сут |
....................... 120 |
||
Частота вращения |
эксцентрикового |
вала, |
|
о б /м и н .................................................................... |
|
|
300 |
Общая ситовая поверхность, м2 .................................. |
7,12 |
||
Потребная |
мощность, |
к В т ............................................ |
1.44 |
Габаритные |
размеры, |
м м ...................................... |
2965X1740X1500 |
При переработке первосортных семян (I — II сорта) после |
|||
очистки в них содержится 0,1—0,2% минерального и органиче |
|||
ского сора и 0,15% пустых семян. |
|
Рис. 130. Схема бурата:
j — п а т р у б о к д л я а с п и р а ц и и , 2 — п р и е м н о е о т в е р с т и е д л я с е м я н .
580
|
5 |
|
|
|
|
|
|
\ |
|
|
|
|
|
* |
\ |
|
|
/ |
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
\ [І№Ш. |
IjL |
n rj оУУ1' ' ~ |
c n |
tf— ІЫ г |
fcji :__ / |
|
|
i' |
' |
X' |
IUM- 1|Pf7^ |
|
1 |
|
ji |
i! |
|
l y |
|
|
|
|
г - - - |
|
±- |
||
|
|
|
|
|
|
5
/
ЭS*
§
II
= ± |
|
s i t — |
. d. |
|
|
2SSS |
К |
— |
|
|
Рис. 131. Схема очистителя МХС:
/ — с т а н и н а , 2 — п о д в е с к и , 3 и 4 — с н т о в ы е |
р а м ы , 5 — т я г и , 6 — б у г е л и , 7 — п р и в о д |
|
н о й в а л , |
л ю к д л я п о д к л ю ч е н ы ^ а с п и р а ц и и . |
194
Окончательную очистку хлопковых семян от сорных приме сей, отличающихся от семян аэродинамическими свойствами и линейными размерами, осуществляют на пневматических очис тителях типа МО >(рис. 132, 133).
Семена после питателя с регулирующим шибером и пита тельным валиком поступают на сотрясательное сито с отверсти ями овальной формы шириной 3—4 мм и длиной 12—15 мм. Си то совершает 270 колебаний в минуту. Дойдя сходом до нижне
го конца сита, семена попадают в камеру 4 |
(см. рис. 132). Здесь |
Легкие |
5 |
пмосьГ |
Рис. 132. Технологическая схема пневматического очи стителя МО:
1 — питатель, |
2 — сотрясатель |
|
ное |
сито, 3 — тяги, 4 — воздуш |
|
ная |
камера, |
5 — вентилятор, |
6 — порог, 7 — выводящий валик,
8 — отражатель.
гм.
13* |
195 |
семена подхватываются струей воздуха, создаваемой вентиля тором 5, поднимаются через порог 6 и попадают на выводящий валик 7, удаляющий их из машины. Мелкий, но тяжелый сор, имея плотность, большую, чем плотность семян, не поднимает ся через порог и попадает в шнек для сора, расположенный под
Рис. 134. Схема воздушно-ситового сепаратора для очистки хлопковых семян:
/ и 2 — ситовые кузова, 3, 6, 12 и |
13 |
— шлюзовые затворы, 4 — воздуховод, 5 и 16 — шнеки, |
|
7 и 10 — верхние |
сита кузовов, 8 |
н |
11 — нижние сита кузовов, 9 — регулирующий клапан, |
14— отражатель, |
15 — осадительные камеры. |
очистителем. Отделяющуюся от семян пыль и мелкое волокно выводят через вентилятор в циклон. В воздушной камере располо жен отражатель <5, служащий для предотвращения разбрасы вания семян по камере и направления их к выводящему вали ку. Регулировку воздушного режима в камере осуществляют с помощью жалюзи и козырька над ситом, расположенного при входе семян в камеру.
Техническая характеристика очистителя типа МО приведена ниже.
Производительность, т/сут................................................ |
120 |
||
Общая ситовая поверхность, м2 .................................. |
1,68 |
||
Частота вращения вентилятора, об/мин . . . |
1000 |
||
Потребная |
мощность, |
к В т ............................................ |
4,5 |
Габаритные |
размеры, |
м м ...................................... |
3020X2128X1865 |
196
В некоторых |
зарубежных странах для очистки хлопковых |
||
семян применяются воздушно-ситовые сепараторы [231]. Такие |
|||
сепараторы использовались и в нашей стране. |
|||
Семена после шлюзового затвора 3 (рис. 134) подвергаются |
|||
первой продувке воздухом. Легкие примеси уносятся по возду |
|||
ховоду 4 в осадительную камеру 15, из которой удаляются шне |
|||
ками 5. Аспирационная пасть сепаратора работает с замкнутым |
|||
циклом воздуха. Просеивающая часть состоит из двух ситовых |
|||
кузовов 1 и 2, которые приводятся в колебательное движение |
|||
двумя эксцентриками. После первой продувки через шлюзовой |
|||
затвор 6 семена поступают на два |
верхних ступенчатых сита |
||
7 и 10 с отверстиями диаметром 18 мм. В начале первого сита 7 |
|||
семена разделяются на два потока регулирующим клапаном 9. |
|||
Проходом с верхних сит семена поступают на нижние сита 8 и |
|||
11 с отверстиями диаметром 4 мм, где они освобождаются от |
|||
мелких примесей. После очистки на ситах семена подаются че |
|||
рез нижний шлюзовой затвор 12 в камеру вторичной продувки |
|||
воздухом. Тяжелые примеси выводятся из машины шлюзовым |
|||
затвором 13. Семена и легкие примеси увлекаются воздушным |
|||
потоком в камеру с отражателем 14. |
Очищенные семена выво |
||
дятся из машины с помощью шлюзового затвора, а легкие ас |
|||
пирационные примеси удаляются воздушным потоком в осади |
|||
тельную камеру 15 и выводятся из машины шнеками 16. |
|||
Техническая характеристика воздушно-ситового сепаратора |
|||
приведена ниже. |
|
|
|
Производительность, т/сут................................................ |
120 |
||
Частота колебаний сит в 1 м и н ................................. |
250 |
||
Амплитуда колебаний, |
м м .................................... |
18 |
|
Площадь сит, м2 ......................................................... |
|
13 |
|
Габаритные |
размеры, |
м м ...................................... |
3800X2300X2900 |
При очистке хлопковых семян с опушенностью 8 и 9,5% про изводительность сепаратора достигала 5—6 т/ч при съеме сора 50% от содержания его в исходных семенах. Потребная мощ ность для привода вентиляторов составила 2,28 кВт, ситовых корпусов — 1,44 кВт и шлюзовых затворов — 0,48 кВт.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ
КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ СЕМЯН ПО ВЛАЖНОСТИ И ТЕМПЕРАТУРЕ
Г Л А В А VII
СУШКА МАСЛИЧНЫХ СЕМЯН
Кожурные семена масличных культур как объект сушки пред ставляют собой коллоидную капиллярно-пористую двухком понентную систему плодовая (семенная) оболочка — семя доли.
Обычно у кожурных масличных семян, как было отмечено в главе I, оболочка не по всей поверхности прилегает к семядо лям, так что между н и м рГ образуются воздушные полости. Оче
видно, особенность строения масличных семян влияет на меха низм таких процессов, как сушка, увлажнение и активное вен
тилирование. Другой особенностью масличных семян является их термолабильность. В связи с этим интенсификация процесса сушки ограничивается предельно допустимой температурой на грева семян.
Это следует учитывать при разработке методов расчета про цесса сушки и при сравнении различных типов сушилок, исполь зуемых для сушки масличных семян.
Отмеченные особенности масличных семян требуют выпол нения основного технологического принципа разработки и вы бора типа сушилок для пищевых продуктов, сформулированного А. С. Гинзбургом [42, 47]: от свойств продукта к обоснованию
метода и режима сушки, а от метода и режима — к выбору кон струкции сушильной установки.
В целом решений задач, связанных с интенсификацией и оп тимизацией процесса сушки масличных семян, должно базиро ваться на общей теории сушки, разработанной советскими уче ными во главе с А. В. Лыковым.
198
ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНЫЕ И КРИТЕРИАЛЬНЫЕ УРАВНЕНИЯ ТЕПЛО- И ВЛАГОПЕРЕНОСА
ВПРОЦЕССАХ СУШКИ
Вобщем случае тепло- и влагоперенос во влажных телах при их сушке может описываться системой уравнений, имею щей вид [149]:
д& |
„ |
с,„ |
60 |
с„ kB |
(Ѵ ІІ-1) |
—— = а у- tf-f-er----- • |
—------ р —---- уруФ; |
||||
at |
|
с |
ox |
cpQ |
|
00 |
|
|
|
|
(VII—2) |
= ат V2 б + ат б' у 2 ^ + ат б" у 2р; |
|||||
Зр |
= |
„ |
ст |
00 |
(VII—3) |
— |
ар у 2 р — е ■----- • —— , |
||||
at |
|
|
св |
от |
|
Д — температура тела; 0 — потенциал переноса массы вещества;
р— потенциал фильтрационного движения парогазовой смеси;
у2— оператор Лапласа;
02 |
02 |
д°- |
0х2 + |
dif- + |
az2 ; |
а— коэффициент температуропроводности; ат — коэффициент потенциалопроводности влаги;
ап, = ап,.+ %
Р о — плотность абсолютно сухого тела;
аШі и аш>— коэффициенты потенциалопроводности пара и жидкости;
Ор— коэффициент потенциалопроводности фильтрационного переноса пара;
ke |
(VII—4) |
аР |
|
св Ро |
|
kB— коэффициент воздухопроницаемости; |
|
г — удельная теплота испарения; |
|
с — удельная теплоемкость влажного материала; |
|
ст — удельная массоемкость; |
|
св — коэффициент пропорциональности; б' — термоградиентный коэффициент, отнесенный к разности потенциа
лов массопереноса; б " — отношение коэффициентов массопереноса;
%р— коэффициент молярного переноса пара; %т — коэффициент массопроводности;
a m, „ ,
е = ------ — критерии фазового превращения;
ат2
ур — градиент общего давления.
Вправой части уравнения (ѴІІ-1) первый, второй и третий члены учитывают влияние на изменение температуры тела соот
ветственно |
переноса тепла теплопроводностью, |
расхода тепла |
на фазовое |
превращение и молярного.переноса |
по типу филь |
199
трационного движения под действием градиента общего давле ния. В делом уравнение (VII—1) представляет собой полное дифференциальное уравнение переноса тепла в капиллярно-по ристом коллоидном теле.
Скорость изменения потенциала переноса массы вещества, как показывает анализ членов уравнения (VII—2), находящихся в правой части, зависит от молекулярной диффузии влаги, тер модиффузии и величины потенциала фильтрационного движе ния.
В свою очередь изменение потенциала фильтрационного дви жения (VII—3) зависит от величины фильтрационного потока парогазовой смеси и расхода тепла на фазовое превращение.
Граничные условия, отражающие закон взаимодействия по верхности тела с окружающей средой и соответствующие рас сматриваемым уравнениям, записываются в таком виде [149]:
|
—■Ь (ѵ#)п + Я(т) — (1 — е) rqm (т)= 0; |
|
(VII—4) |
|
|
Ъщ (ѵѲ)п + |
ß' (V'ö’In + К (ѴР)п + q,n(т) = |
0; |
(VII—5) |
|
|
Рп = р — const, |
|
(VII—6) |
где |
%— коэффициент теплопроводности; |
|
|
|
Ь(т) |
и qm(т)— плотности потоков тепла и вещества на поверхности тела. |
|||
|
В равенстве (VII—4) первый член соответствует количест |
|||
ву тепла, ушедшего с поверхности внутрь тела, |
второй — коли |
честву тепла, подведенного к поверхности; третий — количест ву тепла, затраченного на испарение жидкости.
Равенство (VII—5) отображает баланс по влаге, а его чле ны показывают, что к поверхности тела влага подводится под действием градиентов потенциала массопереноса, теплопереиоса и под действием градиента общего давления (соответственно первые три члена).
Граничное условие (VII—6) отображает равенство давлений парогазовой смеси у поверхности тела и барометрического дав ления, поскольку избыточное давление релаксируется со ско ростью звука.
Рассматриваемая система дифференциальных уравнений с граничными условиями справедлива для любых способов суш ки при наличии внутри влажного тела градиента общего давле ния, т. е. когда перенос пара происходит не только молекуляр ным путем, но и в виде молярного движения. Исчерпывающий
анализ подобных систем уравнений |
произведен |
в работах |
А. В. Лыкова и Ю. И. Михайлова [149, |
152, 153]. |
В частности, |
в результате преобразований рассматриваемой системы урав нений с применением теории подобия получены следующие кри териальные уравнения:
|
y ~ |
~ JX,0) = |
Л |
Lu, |
Bi, Ko, Pn, 8 , Fo, Bu,-f- ], |
(VII—8) |
|
|
f o — 'u (x,0) |
\ |
|
|
R 1 |
|
|
где Lu = |
----- |
— критерий Лыкова; |
|
|
|||
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
а R |
— теплообменный критерий Био; |
|
|
|||
Bi = —— |
|
|
|||||
Bim — auR |
— влагообменный критерий Био; |
|
|
||||
|
а т |
|
|
|
|
|
|
Ко = |
гДм |
— критерий Коссовича; |
|
|
|||
c&t |
|
|
|||||
Рп = |
6Аt |
— критерий Поснова; |
|
|
|||
Аи |
|
|
|||||
8 = |
du$ |
— критерий фазового превращения; |
|
|
|||
|
du |
|
|
|
|
|
|
F°m = |
OjnC_ |
— влагообменный критерий Фурье; |
|
|
|||
R2 |
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Fo = |
|
— теплообменный критерий Фурье; |
|
|
|||
гсвАр |
•критерий Булыгина; |
|
|
||||
Ви - |
сДГ |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
— |
— симплекс геометрического подобия; |
|
||||
|
R |
|
|
влагосодержание и |
температура |
в точке |
|
^(А*,т)» ^(л-т) — соответственно |
|||||||
|
тела X в момент времени т; |
|
|
||||
и(х,0 ), ®(х,0 ) — то же в начальный |
момент времени |
( т = 0 ); |
|
||||
|
іс — температура |
сушильного агента; |
|
|
|||
|
Up— равновесное влагосодержание материала; |
|
|||||
|
а — коэффициент теплоотдачи; |
|
|
||||
|
осн — коэффициент массоотдачи; |
|
|
||||
|
Т — абсолютная |
температура; |
|
|
|||
|
б — термоградиентный |
коэффициент; |
|
|
R — характерный геометрический размер;
т— время.
Вработе [15] критериальные уравнения (VII—7) и (VII—8)
применительно к сушке и увлажнению масличных семян были дополнены и имеют вид:
и(х,х) и(х,0)
f Lu, Bim, Ко, Рп, е, Fom, Bu, Re, Prm,
и (х,0) - «р
Gu, Ki, So, — |; |
(VII—9) |
(A,T) U(A,0)
= n Lu, B i, Ко, Pn, e, Fo, Bu, Re, Pr,
* 0 ~ ®(x,0)
0«, D». y ) ; |
(VII— 10) |
201