Рассчитать установку для сушки крахмала

Министерство  образования Республики Беларусь

УО  «Могилевский государственный  университет продовольствия»

Заочный факультет

Кафедра «Теплохладотехники»

Курсовой  проект

На  тему: «Рассчитать  установку для сушки крахмала»

Выполнил: студентка гр. ТРХЗ-031

Шевердо И.Н.

шифр 030370

213633, Могилевская обл.,

г. Климовичи, ул. 50-лет СССР, 2/48 

 
 
 
Проверил: проф., д.т.н., Шуляк В.А.

Могилев, 2007 г.

 

Министерство образования Республики Беларусь

УО «Могилевский государственный университет продовольствия»

Заочный факультет

Кафедра «Теплохладотехники»

Курсовой  проект

Пояснительная записка

На  тему: «Рассчитать  установку для сушки сухарей»

Выполнил: студентка гр. ТРХЗ-031

Шевердо И.Н.

шифр 030370

213633, Могилевская обл.,

г. Климовичи, ул. 50-лет СССР, 2/48

 
 
 
Проверил: проф., д.т.н., Шуляк В.А.

Могилев, 2007 г.

 

      

      Содержание 

                                                                           стр. 

      Введение 

      1 Состояние вопроса 

1.1 Классификация  сушильных установок и способы  сушки 

1.2 Классификация  сушильных установок 

1.3 Способы  сушки 

           1.3.1 Сушка во взвешенном  слое 

           1.3.2 Сушка в виброкипящем слое 

           1.3.4 Распылительная сушка 

           1.3.5 Сушка инфракрасными лучами 

           1.3.6 Сушка токами высокой и сверхвысокой частоты 

           1.3.7 Сублимационная сушка 

1.4 Пневматические  сушилки 

1.5 Патентный  поиск 

      2 Технические описания и расчеты 

2.1 Описание  принципа работы технологической схемы 

2.2 Описание  принципа работы проектируемого  аппарата 

2.3 Материальный  расчет установки 

2.4 Тепловой  расчет аппарата 

2.5 Тепловые  расчеты комплектующего оборудования 

2.6 Гидравлический  расчет продуктовой линии и  подбор нагнетательного оборудования 

2.7 Подбор  комплектующего оборудования и  конструктивный расчет проектируемого  аппарата 

      Заключение 

      Список  используемых источников  

 

      

      Введение

     Сушка – один из наиболее распространенных способов удаления влаги из материала. В пищевой промышленности этот процесс применяется для уменьшения массы продуктов, повышения их транспортабельности и стойкости при хранении. Широкий ассортимент высушиваемых материалов обуславливает использование различных способов подвода теплоты и ведения процесса и, соответственно, разных типов и конструкций сушилок.

     Процесс сушки связан с подводом к высушиваемому  телу тепла, за счет которого происходит испарение влаги. Для отвода испаряемой влаги применяются сушильные  агенты (воздух, перегретый пар, топочные газы), которые насыщаются влагой, диффундирующей с поверхности материала. Сушка является, с одной стороны, диффузионным процессом, с другой – тепловым.

     Задача  технологии сушки как научной  дисциплины заключается в разработке методов управления процессами, протекающими в самом материале – объекте сушки, с целью получения продукта высокого качества с регламентированными физико-химическими, структурно-механическими и органолептическими показателями.

     Влажные материалы как объекты сушки  имеют различные специфические особенности, которые обусловлены их природой (продукты животного или растительного происхождения, минеральное сырье и т.п.) и структурой (капиллярно-пористые, коллоидные, капиллярно-пористые коллоидные), химическим составом, методами предварительной обработки и подготовки к сушке. Особо следует отметить такие свойства, как термостабильность и влагоинерционность, приводящее к быстрому нагреву продукта до предельной температуры при сравнительно малой влагоотдаче; специфические реологические свойства, вызывающие деформацию и растрескивание материала и т.д. Во влажных материалах существуют различные формы и виды связи влаги, причем в условиях «глубокой» сушки приходится удалять влагу, весьма прочно связанную со скелетом продукта.

     Технологические свойства материалов могут описываться термодинамическими характеристиками (потенциал влагопереноса, удельная массоемкость, термоградиентный коэффициент, энергия связи и др.), т.е. технология сушки непосредственно увязывается с термодинамикой массопереноса.

     В ряде производств роль сушки значительно расширяется в связи с использованием ее не только для обезвоживания материалов, но и с целью осуществления различных совмещенных технологических процессов и химических реакций (перемещение внутри материала водорастворимых минеральных веществ, ферментов и т.п., окисление, ускорение релаксации внутренних напряжений, обжарка и др.).

     Сушка как технологический процесс  во многом зависит от предварительной  подготовки материала, поэтому важное значение имеет операция по подготовке продукта к сушке, в которых используются различные методы механического и физико-химического воздействия (разрыхление, диспергирование, придание рациональной формы, виброобработка пастообразных материалов, применение ПАВ и т.п.).

     Таким образом, сушка влажных материалов на современном предприятии – это сложный технологический процесс, в результате которого изменяются свойства материала. В пищевой промышленности сушка является одним из основных процессов и применяется почти в любом производстве. 

 

       1 Состояние вопроса

     1.1 Классификация сушильных  установок и способы  сушки

     В пищевой промышленности применяются  разнообразные сушилки. Конструкция  сушилки должна, прежде всего, обеспечить равномерный нагрев и сушку продукта при надежном контроле его температуры  и влажности.

     Сушилки должны иметь достаточно высокую  производительность, но при этом должны быть экономичными по удельным расходам теплоты и электроэнергии, иметь, возможно, меньшую металлоемкость.

     Современные сушилки должны быть универсальны, в части возможности сушки различных материалов.

     1.2 Классификация сушильных  установок

     Сушильные установки классифицируются по ряду признаков:

     1) по способу подвода тепла к  влажному материалу – конвективные, кондуктивные (контактные), радиационные  при помощи инфракрасных лучей,  при помощи токов высокой (ТВЧ) и сверхвысокой частоты (СВЧ);

     2) по давлению воздуха в сушильной  камере – атмосферные, вакуумные  и сублимационные;

     3) по характеру работы – аппараты  периодического и непрерывного  действия;

     4) по виду сушильного агента  – аппараты, использующие нагретый воздух, дымовые газы, смесь воздуха с дымовыми газами или перегретый пар;

     5) по циркуляции сушильного агента  – установки с естественной  циркуляцией и с принудительной  циркуляцией при помощи центробежных  и осевых вентиляторов;

     6) по характеру движения сушильного агента относительно материала – прямоточные при одинаковом направлении движения сушильного агента и материала, противоточные при противоположном направлении движения материала и сушильного агента, с пронизыванием слоя материала потоком сушильного агента;

     7) по способу нагрева сушильного  агента – сушильные установки  с паровыми, огневыми калориферами;

     8) по кратности использования сушильного  агента с однократным и многократным  применением нагретого воздуха  в различных вариантах;

     9) по виду объекта сушки –  для твердых (крупных, мелких, пылевидных), жидких и пастообразных материалов;

     10) по конструктивным признакам  – тоннельные, камерные, шахтные,  коридорные, барабанные, вальцевые  и др.

     1.3 Способы сушки

     Методы  сушки различаются способами подвода теплоты. В сушильной технике применяются конвективный, кондуктивный (либо контактный), термоизлучением (при помощи инфракрасных лучей) и токами высокой и сверхвысокой частоты.

     Конвективный  способ сушки материалов. Этот способ сушки получил широкое распространение. Сушильный агент (нагретый воздух, перегретый пар либо смесь топочных газов) выполняет функции теплоносителя и влагопоглотителя. Простота, возможность регулирования температуры материала – преимущества этого метода. Но при этом способе градиент температуры направлен в сторону, противоположную градиенту влагосодержания, что тормозит удаление влаги из материала. Другим недостатком конвективного способа сушки являются относительно, небольшие величины коэффициента теплоотдачи от сушильного агента к поверхности материала.

     Возможности интенсификации конвективной сушки  связаны с увеличением тепломассообмена между материалом и сушильным  агентом путем повышения скорости и температуры сушильного агента либо уменьшения размера частиц.

     Сушка материалов в неподвижном слое. В камерных, ленточных конвейерных, тоннельных и шахтных сушильных установках процесс осуществляется в неподвижном слое.

     Тоннельные  сушильные установки используют для сушки плодов. Для их установки  характерны простота конструкции, надежность в работе. Применение смеси топочных газов с воздухом в них хотя и экономично, но существует опасность возникновения канцерогенных веществ. В связи с этим в современных тоннельных сушильных установках заменена система подготовки сушильного агента. Вместо смеси топочных газов и воздуха применяют воздух, нагретый в огневых калориферах без непосредственного контакта с топочными газами. Теплообмен между воздухом и продуктами сгорания топлива в огневых калориферах – через металлические стенки.

     Основной недостаток тоннельных сушильных установок – параллельное движение воздуха и материала, что значительно уменьшает контакт и теплообмен между ними. Так, по сравнению с пронизыванием слоя материала нагретым воздухом теплообмен в тоннельных сушильных установках приблизительно вдвое меньше, а продолжительность сушки, например, яблок, в 3–4 раза больше, чем в ленточных конвейерных сушильных установках. Кроме того, обслуживание тоннельных сушилок требует больших затрат ручного труда на загрузку и выгрузку материала на сита и тележки.

     Шахтные сушильные установки типов ВИС-2 и ВИС-42 с опрокидывающимися полками  обеспечивают непрерывность процесса сушки. Однако продолжительность сушки  пищевых материалов в этих аппаратах  в 2–3 раза выше, чем в ленточных  конвейерных сушильных установках.