книги из ГПНТБ / Подготовительные процессы переработки масличных семян

необходимость применения повышенных скоростей сушильного агента и наличие изменения направления движения семян и су­ шильного агента на 180°. Сочетание перечисленных факторов от­ рицательно отражается на качестве семян и делает сушилку менее надежной с точки зрения противопожарной техники, чем однобарабанная. Несомненным преимуществом двухбарабанной сушилки перед обычной барабанной является более высокая производительность.

Ниже приведены основные результаты испытаний двухбара­ банной сушилки, проведенные в 1966—1967 гг.

Габаритные размеры двухбарабанной сушилки такие же, как и однобарабанной.

В последние годы для сушки семян подсолнечника находят применение ш а х т н ы е с у ш и л к и Д С П , которые широко ис­ пользуются на хлебоприемных пунктах и элеваторах. Эти су­ шилки строятся в железобетонном и металлическом исполнении

производительность сушилок этого типа достигается за счет уве­ личения габаритных размеров.

Типовая сушильная установка ДСП-32-ОТ стационарная в металлическом исполнении открытого типа была испытана на семенах подсолнечника [249, 259].

Габаритные размеры сушилки 3,7X3,2X17,7 м, объем шахты 17,8 м3, установленная мощность электродвигателей 89 кВт, общая масса 32,6 т, площадь застройки здания топки 51 м2, развернутая площадь 108 м2, строительный объем 332 м3, общая сметная стои­ мость 35,4 тыс. руб.

Сушильная установка ДСП-32-ОТ (рис. 142) состоит из двух параллельно установленных шахт. Каждая шахта по высоте сверху вниз делится на три ступени: первые две-—зоны сушки, третья — зона охлаждения. Шахта по высоте имеет 27 рядов ко­ робов, подводящих сушильный агент, и 29 — отводящих. В каж­ дом ряду установлено по 15 коробов. Над шахтами сушилки установлен загрузочный бункер. Отводящие короба защищены от атмосферных осадков предохранительными козырьками. Для выпуска семян каждая шахта снабжена затвором подвесного роликового типа, при помощи которого регулируется среднее

232

время пребывания семян в сушилке в зависимости от их влаж­ ности и режима сушки.

Сушильным агентом является смесь топочных газов и возду­ ха. Охлаждение семян производится атмосферным воздухом. Топка сушилки, работающая на жидком топливе, размещена

Рис. 142. Схема шахтной сушилки ДСП-32-ОТ:

1 — сушильные шахты, 2 н 3 — подвесной роликовый затвор, 4 — распре­ делительный бункер, 5 и 6 — вентиляторы сушильных камер, 7 газо­ ход, 5 —.форсунки, 9, J0 я 1 1 — футерованные и нефутерованные метал­

лические кожухи, 12 ц 13 — вентиляторы топки и охладительной камеры.

в специальном помещении, в котором находятся вентиляторы 5 и 6 сушильных камер и пульт управления. Вентилятор 13, нагне­ тающий атмосферный воздух, установлен вне здания. Для защи­ ты сушилки от переполнения и от оголения коробов в загрузоч­ ном бункере установлены датчики верхнего и нижнего уровней

233

семян, по сигналу которых или прекращается подача семян в су­ шилку, или останавливаются все механизмы сушильного агре­ гата.

По принципу работы сушилка ДСП-32-ОТ не отличается от шахтных сушилок других типов. Сушка семян в этой сушилке производится в плотном малоподвижном слое, который нерав­ номерно движется сверху вниз под действием собственной массы и перемешивается за счет установленных коробов и различной скорости движения семян у стенок и в центральной части шахт.

Испытания шахтной сушилки ДСП-32-ОТ показали, что она имеет в основном те же недостатки, которые характерны для всех сушилок шахтного типа [259]. Более того, за счет большего расстояния между коробами (200 мм) увеличивается неравно­ мерность нагрева и сушки семян как по высоте слоя, так и по сечению шахты. Поэтому создаются условия для скачкообразно­ го изменения качественных показателей семян и содержащегося в них масла при сравнительно низкой предельной температуре нагрева семян. Из-за большого объема шахт сушилка весьма опасна в пожарном отношении.

Причиной отмеченных недостатков, как уже отмечалось, яв­ ляется конструкция сушильной установки (большое расстояние между коробами) и способ сушки в плотном перемещающемся слое, в котором семена нагреваются или охлаждаются более неравномерно, чем даже в плотном неподвижном слое [66, 184]. Хотя и во втором случае нельзя достичь одинаковой степени тех­ нологической обработки семян, даже при равномерном распреде­ лении газообразной фазы, поскольку не вся поверхность семян находится в контакте с воздухом, параметры которого по мере прохождения через слой изменяются. Другие факторы еще более усугубляют отмеченные принципиальные недостатки способа сушки и охлаждения семян в плотном, малоподвижном слое.

Ниже приведены данные испытаний сушилки ДСП-32-ОТ на семенах подсолнечника [259].

Таким образом, в результате реализации первого направле­ ния развития сушильной техники для масличных семян можно достичь донекоторой степени улучшения работы и увеличить производительность барабанных и шахтных сушилок, однако полностью исключить отмеченные недостатки невозможно, по­

234

В соответствии с другим направлением развития сушильной техники для масличных семян наиболее перспективным техноло­ гическим методом является ме­ тод сушки в кипящем (псевдо­ ожиженном) слое.

Сущность метода сушки с использованием кипящего (псевдоожиженного) слоя за­ ключается в том, что семена, подвергающиеся сушке, верти­ кальным (снизу вверх) пото­ ком сушильного агента приво­ дятся в подвижное состояние и по внешнему виду напоминают кипящую жидкость. В резуль­ тате расширения и перемеши­ вания слоя все семена вступа­ ют во взаимодействие с су­ шильным агентом и процесс сушки значительно интенсифи­ цируется за счет равномерного нагрева и сушки.

Р о т а ц и о н н а я с у ш и л ь ­

Ротационная сушилка име­ ет пять камер: три сушильных,

изолированных для уменьшения теплопотерь, и две охладитель­ ные, без изоляции.

Каждая камера представляет собой цилиндрическую царгу диаметром 2,5 м, внутри которой вращается ротор с 18-ю лопа­ стями. Высота лопастей составляет 0,8 м. Под ротором установ­ лена стальная решетка с отверстиями диаметром 2,5 мм, которая отделяет рабочую часть камеры от воздушной. Рабочая поверхность одной решетки составляет 3,72 м2. Общая высота одной камеры 1,6 м.

235

Семена из бункера 6 подаются в сушилку с помощью шлюзо­ вого питателя 7, работающего от привода роторного вала 8, ко­ торый состоит из электродвигателя мощностью 4,5 кВт, вариато­ ра и двух редукторов. С помощью вариатора частота вращения роторного вала может быть изменена в широких пределах. Мак­ симальная частота вращения роторного вала 1 об/мин.

Шлюзовой питатель непрерывно подает семена через течку 9 в секторы, образованные лопастями ротора, которые перемеща­ ют их над решеткой 11 в направлении против часовой стрелки. Одновременно с помощью вентиляторов 3 через решетку подает­ ся сушильный агент, который преодолев сопротивление слоя, переводит семена в псевдоожиженное состояние. В таком состоя­ нии благодаря некоторому расширению слоя и движению семян достигается полный контакт сушильного агента с поверхностью семян, что обеспечивает равномерный нагрев и сушку всего слоя Оптимальная скорость сушильного агента при сушке семян под­ солнечника составляет 1,3—1,5 м/с.

Пройдя вместе с ротором дугу в 330° по окружности подсу­ шенные семена через секторную течку попадают во вторую ка­ меру сушилки, а затем в третью, четвертую и пятую камеры. Устройство и принцип работы остальных камер аналогичны пер­ вой. Отличие заключается лишь в том, что в первые три камеры подается сушильный агент, а в четвертую и пятую камеры — атмосферный воздух со скоростью не менее 1,1 м/с, который охлаждает семена после сушки. Охлажденные семена через шлюзовой затвор 12, расположенный под пятой камерой и имею­ щий самостоятельный привод, выгружаются в разгрузочный шнек 13.

агента или атмосферного воздуха. У сушильных камер к нижним патрубкам присоединены изолированные воздуховоды, по кото­ рым подается сушильный агент. К верхним патрубкам присоеди­ нены неизолированные воздуховоды, по которым отработанный агент вентиляторами подается в батарейные циклоны 5, где очи­ щается от пыли и сора, а затем выбрасывается в атмосферу.

Каждая сушильная камера снабжена вентилятором ЦП-7-40 № 8 и батарейным циклоном 4ЦН-15-600. Две охладительные ка­ меры снабжены одним вентилятором типа ВД-13,5. Непосред­ ственно у вентиляторов установлены заслонки, с помощью ко­ торых регулируется подача сушильного агента и охлаждающего воздуха в камеры сушилки.

Пусковая аппаратура загрузочного и разгрузочного шнеков, привода сушилки, шлюзового затвора и вентиляторов сблокиро­ вана и расположена в непосредственной близости от сушилки.

Подача семян в сушилку регулируется по сопротивлению слоя семян в первой камере, которое замеряется тягоиапороме-

236

МГП-10. Температура сушильного агента на выходе из сушиль­ ных камер контролируется и фиксируется с помощью электрон­ ных автоматических приборов типа ЭМИ-107 и термометрами сопротивления ТСП.

Температура сушильного агента на выходе из третьей су­ шильной камеры поддерживается на уровне 65—70° С за счет изменения подачи газа на форсунки топки. Изменение начальной влажности семян или производительности сушилки вызывает увеличение или уменьшение температуры сушильного агента после третьей сушильной камеры. Через систему автоматическо­ го регулирования соответственно уменьшается или увеличивает­ ся подача газа в топку, а следовательно, уменьшается или увели­ чивается температура сушильного агента на входе в камеры.

Благодаря такой системе автоматического регулирования теплового режима достигается незначительное отклонение конеч­ ной влажности от оптимальной при колебаниях производитель­ ности и начальной влажности семян.

Ротационная сушилка, как показали испытания [259], лише­ на недостатков, присущих шахтным и барабанным сушилкам. При периодической организации процесса в ротационной сушил­ ке достигается следующее:

одинаковая степень технологической обработки семян за счет строго определенного регулируемого времени пребывания семян в сушилке и полного взаимодействия сушильного агента с по­ верхностью семян;

возможность автоматической регулировки конечной влажно­ сти и температуры семян при неравномерной подаче семян по влажности и количеству, характерной для производственных условий эксплуатации сушилок;

объективный контроль производительности и режима сушки; практически любой съем влаги за счет возможности регули­

рования производительности сушилки в широких пределах; относительно низкая пожароопасность за счет секционирова­

ния камер сушилки лопастями.

Ротационная сушилка высокопроизводительна и совмещает - в одном аппарате сушильные и охладительные камеры.

Сушилка стационарная в металлическом исполнении, откры­ того типа, диаметр сушилки 2,5 м, высота 11,1 м, объем камер 45,0 м3, установленная мощность электродвигателей 130 кВт. масса 17,0 т, площадь, занимаемая сушильной установкой, 108 м2, стоимость изготовления одного опытного образца 34 тыс. руб.

237

Основные показатели по результатам испытаний ротационной сушилки следующие [259].

4 т/ч при снижении влажности на 5%.

Целесообразность предварительного нагрева пшеницы убеди­ тельно показана в работе [66], авторы которой разработали не­ сколько схем установок. Рекомендации по предварительному на­

238

греву зерна перед сушкой обоснованы тем, что коэффициент потенциалопроводности влагопереноса в зерне пшеницы резко возрастает при увеличении температуры зерна, поэтому предва­ рительный нагрев в атмосфере насыщенного воздуха интенсифи­ цирует влагоотдачу зерна в процессе сушки. Возможно, эти зако­ номерности имеют место и при сушке масличных семян.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ И ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА

СУШИЛОК РАЗНОГО ТИПА

Оценка эффективности различных способов сушки и сушилок разных типов и конструкций является сложной задачей, требую­ щей комплексного учета многих показателей.

Одним из основных показателей является технологический к. п.д. сушилки, под которым понимается отношение количества тепла, затраченного на данный технологический процесс, ко все­ му подведенному теплу [41, 137].

А. В. Лыков [151] указывает, что при разработке новых ме-■ тодов сушки и сушильных устройств необходимо принимать во внимание следующие основные показатели или критерии рента­ бельности:

технологические свойства (качество высушенного мате­ риала);

длительность сушки, обусловленную качеством материала; расход тепла и электроэнергии на 1 кг испаренной влаги; съем влаги с 1 м2 производственной площади и 1 м3 здания; металлоемкость установки; количество человеко-часов на 1 т продукции; возможность автоматизации процесса;

стоимость сушки по сравнению со стоимостью высушенного продукта;

производительность по сухому продукту.

Очевидно, только учет большей части перечисленных и неко­ торых специфических показателей при технико-экономических расчетах позволяет объективно выявить преимущество той или иной сушильной установки.

При сравнении сушилок для дисперсных материалов с плот­ ным малоподвижным и псевдоожиженным состоянием слоя обычным является более высокое значение удельных затрат электроэнергии у сушилок с псевдоожиженным слоем, а по удельным затратам тепла эти сушилки, как правило, имеют су­ щественное преимущество перед сушилками, в которых исполь­ зуется плотный малоподвижный слой.

Наиболее' объективно оценивать эффективность сушилок на основе технико-экономического расчета с учетом стоимостные показателей. И. Л. Любошиц [155],-произведя такой расчет, по* казал, что даже пневмогазовад сушилка, которая имеет наиболь­

239

ший удельный расход электроэнергии, является конкурентоспо­ собным аппаратом.

Вработах [117, 118] применительно к сушке масличных семян

вкипящем слое предпринята попытка проведения экономиче­ ского анализа на основе стоимостных показателей с учетом ки­ нетических закономерностей. Например, полученные в работе [117] кинетические зависимости для виноградных семян позво­ лили провести обобщенный экономический анализ процесса суш­ ки в кипящем слое и получить выражение для расчета удельных

затрат на единицу массы высушиваемого материала.

В результате обобщенного экономического анализа и расче­ тов выявлено, что применительно к сушке масличных семян ос­ новную часть затрат составляют тепловые затраты. Капитальные и энергетические затраты могут быть снижены за счет увеличе­ ния удельного теплоподвода. Выбор массовой скорости сушиль­ ного агента определяется этими затратами.

Еще более значительные трудности возникают при необходи­ мости сравнения различных типов сушилок, предназначенных или использующихся для одного вида масличных семян, посколь­ ку предельно допустимая температура нагрева семян и глубина съема влаги для разных сушилок неодинаковы. В связи с этим при испытаниях ротационной, шахтной и барабанных сушилок

влажности 7% и среднем съеме влаги 3—5%- Таким образом, новая конструкция ротационной сушилки с кипящим слоем срав-

Т а б л и ц а 36

240

Продолжение табл. 36

нивалась при условиях, максимально благоприятных для шахт­ ной и барабанных сушилок, поскольку для ротационной сушилки предельно допустимая температура семян подсолнечника и глу­ бина съема влаги примерно в 2 раза выше, чем у шахтной и барабанных.

Перечисленные методические положения проведенных испы­ таний показывают, что основной их целью являлось сравнение не только конструкций сушилок, но и способов сушки, на основе которых они сконструированы.

В табл. 36 приведены некоторые показатели работы сушилок, которые используются для сушки семян подсолнечника [223], в том числе и для сушилок, подвергавшихся сравнительным ис­ пытаниям в 1966—1967 гг.

Технико-экономические расчеты, выполненные отделом эко­ номических исследований ВНИИЖа [259] на основании данных сравнительных испытаний, показали следующее. Для наиболее невыгодных условий работы ротационной сушилки, когда рас­ чет ведется применительно к экстракционному заводу, оборудо­ ванному одной экстракционной линией НД-1250, и при подсчете производительности на средний съем влаги 3,5%, установлено, что годовой экономический эффект от внедрения ротационной