Техническая характеристика

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО

ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Имени Н. ОГАРЕВА

Кафедра механизации переработки сельскохозяйственной

Продукции

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №13

СУШИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

Составил: к.т.н. доцент

В.С. Борисов

Саранск 2002

Лабораторная работа №13

СУШИЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ

Цель работы. Изучить устройство, принцип работы и регулировки сушильных установок.

Приборы и приспособления. Методические указания к выполнению лабораторной работы, фрагменты сушильных установоки учебные плакаты.

Содержание отчета

В отчет необходимо включить:

1. Назначение машин.

2. Техническая характеристика машин.

3. Общее устройство машин и ее составных узлов.

4. Схема принципа работы машин.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ. Высушиваемые материалы могут находиться в жидком, пастообразном или зернистом (твердом) состоянии. В мясомолочной промышленности сушке подвергают молоко, сыворотку, кровь, яичную массу, масло, сыр и др.

Из всех способов сушки для обезвоживания жидких продуктов, наибольшее распространение получила распылительная сушка в состоянии тонкой дисперсности в среде нагретого газа.

РАСПЫЛИТЕЛЬНАЯ СУШИЛЬНАЯ УСТАНОВКА предназначена для получения порошка из подготовленного для сушки продукта. Отечественная промышленность выпускает распылительные установки с разной производительностью и отличающиеся конструктивными особенностями. Рабочий процесс этих сушилок состоит из трех последовательно протекающих операций: распыление жидкости, сушка распыленного материала, отделение высушенного материала от воздуха. Сушильные установки состоит из: сушильной камеры, распыляющего устройства, устройства для сбора и выгрузки высушенного продукта, устройства для улавливания частиц уносимых воздухом, подогревателя, вентиляторов для подачи и отсоса воздуха, устройства для регулирования подачи исходного продукта.

Основные узлы и устройства распылительных сушильных установок. СУШИЛЬНАЯ КАМЕРА прямоточного типа, представляет собой вертикальную башню цилиндрической формы с плоской крышей и днищем с малым углом конуса. Цилиндрическая часть состоит из нескольких секторов, скрепленных между собой болтами с уплотнительной прокладкой. Каждый сектор имеет листовую обшивку: внутреннюю - из нержавеющей стали и наружную – из рифлёной углеродистой стали.

На цилиндрической части камеры имеются герметически закрывающаяся дверь с площадкой, смотровое окно и опоры. На крыше установлены светильники, два клапана и центральное отверстие для монтажа распылителя. Днище заканчивается штуцером для выхода отработанного теплоносителя с высушенным продуктом. В камере вращается пневматическая метла и короб для более полной очистки осевшего на стенках и днище порошка. Для снижения потерь тепла башня снабжена теплоизоляцией.

Центробежный дисковый распылительный механизм, состоящий из электродвигателя, зубчатого редуктора, шпинделя с распыляющим диском, системы смазки, охлаждения, вакуума, подпора и линии подвода продукта, подаваемого на сушку. Конструкция привода за счёт сменных шестерён позволяет получить четыре скорости вращения шпинделя с диском: 1800; 12067; 13662; 15570 об/мин (30; 201; 227; 259 с^-1 соответственно). Принцип работы установки заключается в следующем (рис. 1).

Исходный продукт подаётся через фильтр в ванну 30, где перемешивается, охлаждается или нагревается. Затем насосом-дозатором 27 он подаётся на центробежный распылитель 7, установленный в сушильной камере 4. С помощью быстровращающегося диска продукт распыляется на частицы диаметром 10 - 100 мкм.

Воздух из помещения очищается в воздушном фильтре 13 и вентилятором 12 подаётся в паровой 11 и электрический калориферы (до 200 ^о С), а далее в воздухораспределительное устройство 6.

Рис. 1. Общий вид распылительной сушильной установки марки А1-АРС

1 - лестница; 2 – хомут; 3,4 – перила; 5, 15 – колено; 6 – установка калориферно-вентиляционная; 7 – ящик распределительный; 8 – щит контроля и управления; 9 – площадка обслуживания; 10 – система охлаждения и транспортирования продукта; 11 – система отсасывание отработанного воздуха; 12 – стойка; 13 – труба; 14 – фланец; 16 – основание; 17 – подставка для распылителя; 18 -распылитель дисковый; 19 – вакуумная установка; 20 – сушильная башня; 21 – моечное устройство; 22 – система подачи продукта.

В результате взаимодействия потоков нагретого воздуха и распыленного продукта в сушильной камере 4 капли продукта обезвоживаются и образуют твёрдые сухие частицы. Высушенный продукт вместе с отработанным воздухом по воздуховоду 23 поступает в батарею циклонов 14, где происходит их разделение. Очищенный от порошка воздух отсасывается вентилятором, который выбрасывает его в атмосферу, а сухой порошок через роторный шлюзовой затвор 20 поступает в систему охлаждения (до 22 ^о С) и выгрузки.

До этой температуры продукт охлаждается при его пневмотранспортировании охлажденным воздухом. Для более глубокого охлаждения продукта имеется пневмоохладитель вихревого типа 19. Воздух охлаждается в калорифере ледяной водой и частично осушается в охладителе воздуха 21, предварительно очищаясь во встроенных ячейковых фильтрах.

Порошок отделяется от охлаждающего воздуха в разгрузочном циклоне 14 и через вихревую ловушку 15 и роторный затвор поступает в просеиватель 16. Очищенный воздух вентилятором пневмотранспорта подается на повторную очистку в батарею циклонов.

В просеивателе происходит разделение порошка на кондиционную и некондиционные части (более крупные частицы). Кондиционный порошок поступает в дозирующее устройство 18 и упаковывается в бумажный крафт-мешок с полиэтиленовым вкладышем. Мешки с продуктом зашиваются на мешкозашивательной машине 17.

Порошок, осевший на дне и стенках сушильной камеры 4, удаляют с помощью системы пневмоочистки 24, состоящей из пневматической метлы и пневмокороба, которые вращаются по оси сушильной камеры от привода с редуктором 22. Сжатый воздух на пневмометлу подается специальной установкой, состоящей из фильтра, ротационной газодувки 26, глушителей 28 и теплообменника 25.

Установка может работать в двух режимах: дистанционном и автоматическом. Регулируемый параметр – температура воздуха на выходе из сушильной камеры. Стабильность этой температуры, определяющей влажность сухого воздуха, поддерживают, подавая на распылитель исходный продукт насосом-дозатором 27.

Рис. 2. Технологическая схема сушильной установки А1-АРС

1 – устройство моечное; 2 – бачок для моечного раствора; 3 – бачок для горячей воды; 4 – камера сушильная; 5 – таль; 6 – воздухоразделительное устройство; 7 – распылительный диск; 8 – приводной механизм диска; 9 – вакуум – насос; 10 – калорифер электрический; 11 – калорифер паровой; 12 – вентилятор; 13 – фильтр; 14 – циклон; 15 – ловушка; 16 – просеиватель; 17 – мешкозашивочная машина; 18 – дозирующее устройство; 19 – охладитель продукта; 20 – шлюзовый затвор; 21 – охладитель воздуха; 22 – редуктор; 23 – патрубок; 24 – система пневмоочистки; 25 – теплообменник; 26 – газодувка ротационная; 27 – насос – дозатор для подачи продукта; 28 – глушители; 29 – насос моечный; 30 – ванна.

Условные обозначения: 1 – вода; 1л – ледяная вода; 1г – горячая вода; 1т – технологическая вода (для запуска и окончания процессов сушки); 1х – холодная вода; 2 – пар; 3 - воздух; 3г – горячий воздух; 3х – холодный воздух; 3от – отработанный воздух; 3сж – сжатый воздух; 3под – воздух подпора; 14 - масло; 26 – вода для тушения пожара; 30 – продукт; 31 – моющий раствор; 32 – отработанный моющий раствор; 33 – белок сухой неохлажденный; 34 – белок сухой охлажденный; 35 – промаслянная смесь.

Установка имеет автоматическую систему пожаротушения (26). При резком повышении температуры воздуха на выходе из сушильной камеры до определенного значения открывается электромагнитный клапан подачи в камеру холодной воды, распыляемой с помощью душевых насадок.

Для мойки трубопроводов подачи исходного продукта предусмотрен моечный насос 29 и бочек с моечным раствором 2. При мойке центробежно-распыливающего механизма последний поднимается толью 5 и моется на специальной подставке. Бачок для горячей воды 3 используют при включении и остановке установки.

Управление установкой централизовано и осуществляется с помощью щита контроля и управления, в котором смонтированы приборы контроля и автоматического регулирования, пускозащитная аппаратура, органы управления, средства светозвуковой сигнализации.

ТЕХНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА

Производительность по испаренной влаге, кг/ч 135

Исходное содержание сухих веществ в сырье, % 25

Давление греющего пара перед входом в калорифер, МПа 0,8

Количество потребляемой электроэнергии, кВт^.ч 71,4

Расход:

холода, кВт 5

сушильного агента, кг/ч 3600

пара, кг/ч 250

Температура, ^о С:

поступающего в сушильную камеру продукта 45 – 50

порошка, после выхода из сушильной установки 22

сушильного агента при выходе в камеру 200

сушильного агента при выходе из камеры (мах) 80

Частота вращения распыливающего диска, с^-1 300

Габаритные размеры, мм

длина 7620

ширина 5270

высота 8000

Масса, кг 10000

Выбор режима сушки. На эффективность распылительной сушки влияют: концентрация и температура продукта подаваемого в сушилку, а также температура воздуха на входе и выходе из нее.

Во всех случаях желательно подавать в сушилку концентрированные растворы (сгущенные до содержания влажности около 50 %). Повышение температуры продукта уменьшает их вязкость. Этим улучшается их распыление и увеличивается объем сухого продукта. Однако степень подогрева ограничивается его термочувствительностью.

Температура воздуха, подаваемого в сушилку, ограничивается взрывобезопасным пределом, который равен 175 – 180 ^оС. При сушке топочными или инертными газами (азот, углекислота) он не имеет значения.

Чем выше температура воздуха на выходе из сушилки, тем выше интенсивность сушки, но она ограничивается чувствительностью продукта к нагреву. Для белковосодержащих продуктов она должна быть 65 – 75 ^оС. Конечная температура служит показателем, по которому регулируется ход сушки. При повышении температуры воздуха на выходе увеличивают подачу продукта, при понижении – уменьшают. Продолжительность времени между изменением подачи и измерением должна быть не менее 30 мин.

Распыливающее устройство состоит из привода, дискового распылителя и воздухораспределителя. В приводном устройстве (рис. 3) используется фланцевый электродвигатель, который через муфту сцепления 2 от вала 12 приводит в движение главный вал 7. Вращение от главного вала в валу диска 9 осуществляется от зубчатого зацепления.

Рис. 3. Приводное устройство распылительного диска

1 – нижняя часть корпуса; 2 – муфта спепления; 3 – лабиринтное уплотнение; 4 – верхняя часть корпуса; 5 – подшипники; 6 – шестерня; 7 – главный вал; 8 – бронзовое кольцо; 9 – вал диска; 10 – разбрызгивающее кольцо; 11 – патрубок для отвода масла; 12 – вал электродвигателя.

Наиболее распространенными распылителями являются канальные диски (рис. 4).

Рис. 4. Центробежные диски

а – одноярусные с прямолинейными каналами; б – одноярусные с криволинейными каналами.

Одноярусные диски с прямоугольными каналами (рис. 4, а) применяются для разбрызгивания молока. Эти диски просты в эксплуатации и надежны в работе. Достаточно большая величина поверхности смоченного периметра у этих дисков достигается путем увеличения количества каналов и их высоты.

Диск, представленный на рис. 4.б, имеет изогнутые каналы, что позволяет снизить концентрацию воздуха в частицах сухого молока. Получаемое с их использованием сухое молоко обладает повышенным на 7 – 10 % по сравнению с продуктом, выработанным с использованием дисков с радиальными каналами, насыпным весом.

Для закрутки воздуха, поступающего на сушку, применяется устройство снабженное лопастями (рис. 5), регулировку положения которых можно осуществлять непосредственно в ходе сушки.

Рис. 5. Воздухораспределитель