Рассчитать установку для сушки крахмала

     В периоде сублимации появляется температурный  градиент по толще материала. По мере сублимации льда, когда из него удалилась  влага, вначале повышается температура  поверхностного слоя, затем происходит повышение температуры последующих слоев. После испарения всего льда температура материала повышается, становится выше нуля, приближаясь к температуре окружающей среды.

     Продолжительность периода постоянной скорости сушки  зависит от величины остаточного  давления в сублиматоре, интенсивности подвода тепла, температуры материала и поверхности конденсации, скорости удаления паровоздушной смеси. Интенсивность сушки в этом периоде приблизительно равна интенсивности испарения.

     Третий  период удаления остаточной влаги характеризуется  падающей скоростью сушки. К началу этого времени в основном заканчивается сублимация льда, и температура материала становится положительной. В этот период удаляется связанная влага, не замерзшая в материале.

     Скорость  сушки зависит от интенсивности  подвода тепла в углубленную зону испарения и удаления пара из зоны испарения через высохшие слои к поверхности материала. На интенсивность испарения влияют структура, пористость высушенного материала, форма, размер и толщина частиц и др. Скорость сушки постепенно снижается, а температура материала постепенно увеличивается до температуры окружающей среды. В этот период удаляется 10–20% всей влаги.

     Температура поверхности конденсаторов должна быть на 10–15°С ниже температуры замораживания  материалов, чтобы обеспечить достаточную разность давлений для быстрого удаления сублимированного пара.

     В качестве теплоносителей при сублимационной сушке продуктов применяют глицерин, трихлорэтилен, этиленгликоль и  др.

     1.4 Пневматические сушилки

     Пневматические  сушилки обычно представляют собой вертикальную камеру или трубу, в которой сыпучий продукт при высушивании находится во взвешенном состоянии. Для обеспечения такого состояния необходимо, чтобы скорость движения агента сушки была больше скорости витания частиц продукта. Скорость витания колеблется от 5 до 15 м/с.

     Пневматические  и распылительные сушилки непрерывного действия применяются для сушки  крахмала, молока, кофе, молочного сахара, отрубей и др. Длительность нахождения продукта в камере или трубе пневмосушилок 2–5 с, при этом удаляется только поверхностная влага.

     Большое распространение получили различные  конструкции пневматических сушилок (трубы-сушилки, аэрофонтанные, рисунок 1–3), которые нашли применение, например, в крахмальной промышленности и при сушке зерна. Хотя эти сушилки позволяют использовать сушильный агент высокой температуры, их недостатками являются большая высота установки и малое время пребывания частиц в сушилке. Поэтому они используются для сушки кристаллических продуктов, содержащих в основном легко удаляемую поверхностную влагу. 

Рисунок 1 – Пневматическая сушилка

Рисунок 2 – Пневматическая сушилка с коаксиальными трубами

1 – вентилятор, 2– парубок питания, 3 – калорифер, 4 – коаксиальные трубы, 5 – циклон, 6 – шлюзовой затвор

Рисунок 3 – Аэрофонтанная сушилка:

1 – калорифер; 2 – вентилятор; 3 – шнек; 4, 6 –  усеченные конусы; 5 – камера циркуляции; 7 – циклон; 8 – шлюзовой затвор; 9 – транспортер 

     В пневматических сушилках (рисунок 1) зернистый или кристаллический материал подается через питатель 1 в вертикальную трубу 2 длиной 10–20 м, в которую вентилятором 8 снизу нагнетается воздух, предварительно подогретый в калорифере 7. Материал уклоняется потоком воздуха и выбрасывается уже высушенным в сборник-амортизатор 3 и затем в циклон 5. Воздух проходит через фильтр 4 и выводится в атмосферу, а материал удаляется из циклона при помощи шлюзового затвора 6. Продолжительность пребывания материала в сушилке составляет всего несколько секунд.

     Модификацией  пневматической сушилки, позволяющей  уменьшить высоту, является сушилка с двойными, коаксиальными трубами. Подъем горячей аэросмеси в такой сушилке происходит по внутренней, а опускание – по внешней трубе (рисунок 2).

     Интересны и перспективны для целого ряда продуктов  аэрофонтанные сушилки, автоматически  регулирующие время пребывания и интенсивность сушки в зависимости от влажности и размера частиц. Влажный материал подается шнеком в коническую камеру или рюмку и интенсивно циркулирует в ней до тех пор, пока высохшие частицы, как более легкие, не унесутся в циклон. Одна из конструкций аэрофонтанной сушилки изображена на рисунок 3.

     Влажный  материал  подхватывается  потоком  горячего воздуха и сушится во внутреннем кожухе; скорость газа постепенно снижается, а на выходе из конуса во внешнюю камеру резко падает, так что в циклон выносятся только сухие частицы, а более тяжелые влажные частицы возвращаются закрученным потоком в нижнюю часть для повторной сушки.

     Рассмотрим  некоторые стандартные пневматические сушилки, используемые для сушки  в пищевой промышленности.

     Сушилка ППС-25М

     Сушилка ППС-25М (рисунок 4) предназначена для сушки крахмала после механического обезвоживания.

     Калориферная  установка состоит из шести пластинчатых калориферов КВБ-ПП-01, установленных  в общем кожухе в 2 ряда. Поступающий  воздух очищается в 12 масляных ячейковых фильтрах системы Рокка, установленных перед калориферами.

     Питатель  представляет собой сварную корытообразную емкость. Внутри располагаются мешалка  и винтовой конвейер.

     Рыхлитель представляет собой корытообразный кожух, в котором в подшипниках  вращается вал с бичами. Бичи повернуты  на 15° влево или вправо по отношению  к оси вала. Это способствует лучшему  рыхлению и дает возможность поддерживать частицы во взвешенном состоянии. Кожух снабжен патрубками для входа горячего воздуха и крахмала и выхода крахмало-воздушной смеси. В сушильной трубе 6 сушка заканчивается.

     Сепаратор представляет собой промежуточную  емкость, которая соединена верхней  частью с сушильной трубой, а внизу переходит в возвратную трубу 7.

     Батарея циклонов состоит из четырех циклонов УЦ-38, расположенных в 2 ряда и соединенных  между собой. В нижней части каждая пара циклонов имеет общий винтовой конвейер со специальным клапаном. Клапан препятствует подсосу воздуха и открывается лишь при наличии крахмала на конвейере. Посредством вертикальных патрубков и специального кожуха верхние участки циклонов подсоединены к входному патрубку вентилятора Ц7-40.

     Скруббер (мокрый пылеуловитель) 1 представляет собой усеченный конус со специальным днищем-завихрителем.

     Сырой крахмал подается в питатель, откуда поступает в приемный патрубок рыхлителя. В рыхлителе происходит дробление  крахмала и интенсивное его перемешивание  горячим воздухом. По мере высыхания  частицы поднимаются из рыхлителя вверх по трубе и досушиваются, находясь во взвешенном состоянии в потоке воздуха. Вверху происходит поворот потока вниз. На своем пути частицы ударяются об отражательные щитки сепаратора. При этом более тяжелые частицы выпадают из потока в возвратную трубу, а более легкие направляются к циклонам. Недосушенные и крупные частицы по возвратной трубе поступают в питатель, где смешиваются с сырым крахмалом и снова подаются в сушилку. Высушенный крахмал отделяется в циклонах и винтовыми конвейерами направляется к упаковочным машинам

     Вентилятор 2, отсасывающий воздух из циклонов, создает  разрежение во всей системе. Воздух от вентилятора подается в скруббер на мокрую очистку, откуда выбрасывается  в атмосферу.

Рисунок 4 – Пневматическая сушилка для крахмала ППС-25М:

1 – скруббер; 2 – вентилятор; 3 – воздухопровод; 4 – циклонная установка; 5 – сепаратор, 6 – сушильная труба; 7 – возвратная  труба; 8 – питатель; 9 – калорифер; 10 – выхлопная труба; 11 – винтовой  конвейер; 12 – привод; 13 – рыхлитель; 14 – шлюзовой затвор 

     Техническая характеристика сушилки  ППС-25М

     Производительность, т/сут 25

     Влажность крахмала, % 13

     Давление  пара, МПа 0,8–1,2

     Температура сушильного агента, °С 145

     Расход  воздуха, м³/ч 18 000

     Расход  пара на 1 кг высушенного крахмала, кг 1,3

     Установленная мощность, кВт 47,5

     Габаритные  размеры, мм 8000×5800×8970

     Масса, кг 12 585 

     Вакуумная сушилка Б6-ЖРН-8

     Сушилка Б6-ЖРН-8 (рисунок 5) предназначена для непрерывной сушки масел после рафинации. Входит в состав установки А1-ЖРН для непрерывной рафинации жиров и масел производительностью 80–150 т/сут.

     Сушилка представляет собой вертикальный цилиндрический сосуд, состоящий из двух частей: верхней  и нижней. В верхней части имеется  каплеотделитель 2, состоящий из уголков, уложенных в 2 ряда. Под каплеотделителем расположен блок из трех форсунок. Ниже находятся тарелки-перегородки 5. Через боковой люк нижнего корпуса проходит рычаг с поплавком 6 регулятора уровня. В нижний патрубок корпуса вставлен змеевиковый подогреватель 10.

     Снаружи сушилка имеет люк-лаз, два смотровых стекла, светильник, указатель уровня, термометр, вакуумметры, термореле, регулятор уровня и пробный кран. Корпус сушилки теплоизолирован.

     К блоку форсунок подводится под давлением  рафинированное масло и распыляется. Попадая в зону пониженного давления, влага, содержащаяся в масле, интенсивно испаряется и откачивается пароэжекторным вакуумным насосом. Каплеотделитель препятствует проникновению масла в вакуумный трубопровод. Капли масла, падая на тарелки-перегородки, стекают в нижнюю часть корпуса сушилки. Уровень масла в нижней части контролируется и поддерживается на определенной высоте регулятором уровня Для разогрева оставшегося в сушилке масла служит змеевиковый подогреватель 

     

 

Рисунок 5 – Вакуумная сушилка Б6-ЖРН-8

1 – патрубок  отсоса паровоздушной смеси, 2 –  каплеотделитель; 3 – блок форсунок, 4 – светильник, 5 – тарелки-перегородки; 6 – поплавок, 7 – регулятор уровня, 8 – патрубок отвода конденсата; 9 – патрубок отвода пара; 10 – змеевиковый подогреватель; И – пробный кран; 12 – патрубок подвода масла 

     Техническая характеристика сушилки  Б6-ЖРН-8

     Производительность, т/ч 3,3–6,25

     Вместимость, л 1625

     Количество  распылителей 3

     Давление  пара в подогревателе, МПа 0,2

     Габаритные  размеры, мм 1725×1180×3400

     Масса, кг 1370 

     Центробежная  сушилка ЦС-4М

     Сушилка ЦС-4М (рисунок 6) предназначена для сушки крахмала до товарной влажности после механического обезвоживания на центрифугах. Входит в комплект с картофелеперерабатывающими агрегатами. Может применяться самостоятельно на крахмалопаточных предприятиях.

     Вентилятор  сушилки (см. рисунок 6) всасывающим патрубком соединен с калорифером 1. Для очистки воздуха служат масляные фильтры системы Рекка. Нагнетательный патрубок вентилятора 3 соединен с сушильной трубой, которая представляет собой воздуховод, расширяющийся перед циклоном 2. Циклон в верхней части имеет выхлопную трубу для вывода отработавшего воздуха, а в нижней части соединен с бункером

     Привод  сушилки 9 – от электродвигателя комбинированной центрифуги 3 через центробежную муфту, клиноременную передачу и планетарный редуктор.

     Крахмальное молоко через ловушку по питающей трубе через конус 11 и отверстия  во внутреннем барабане 3 поступает  в конус наружного барабана. Под действием центробежных сил из крахмального молока на стенках конуса осаждается крахмал Жидкая фаза переливается через окна в полуоси и выводится из центрифуги.

     Вследствие  разной частоты вращения барабанов  осажденный крахмал перемещается винтовым конвейером 2 к меньшему диаметру конуса и выгружается в перфорированный цилиндр 5 наружного барабана. В цилиндре крахмал под действием центробежных сил осушается до влажности 35–40%, фильтрат отводится через сборник лопатками 7 из цилиндра 5 крахмал направляется на лопастное колесо вентилятора 8. При этом горячий воздух перемешивается с крахмалом и направляется в сушильную камеру и далее – в циклон. На пути движения крахмал высушивается до влажности 20%. В циклоне сухой крахмал отделяется, и отработавший воздух удаляется в атмосферу. Осажденный крахмал поступает в приемный бункер.