Файл: Теоретические основы процесса сушки 5 1 Сушка. Общие сведения 5.doc
Добавлен: 09.11.2023
Просмотров: 377
Скачиваний: 5
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Шнеком центрифугированный крахмал влажностью 36—38% через воронку подается в сушильный барабан, вращаюшийся на роликах с частотой 4 об/мин. Внутри барабана имеются выгнутые лопатки, подхватывающие продукт. Поднимая продукт вверх и сбрасывая обратно, они постепенно продвигают его вдоль барабана. При этом образуется сплошная падающая завеса, что создает благоприятные условия для максимального контакта крахмала с горячим воздухом, способствует хорошей отдаче тепла высушиваемому материалу.
Навстречу движению продукта вентилятором через горловину внутрь барабана нагнетается подогретый в калорифере до 77° С воздух с относительной влажностью 70%. Пройдя сквозь барабан, охлажденный до температуры 30° С и насыщенный влагой до 72% воздух через горловину выходит в камеру и попадает в рукавный фильтр. Воздух проходит сквозь поры фильтровальной ткани, а захваченное им небольшое количество крахмальной пыли оседает на стенках фильтра. Основная же масса сухого крахмала, движущаяся навстречу воздуху, падает в конце барабана в шнек и передается в отделение рассева крахмала. Периодически, при засорении фильтра 5 (что обнаруживается по увеличению сопротивления движения воздуха), задвижка на вентиляторе закрывается на несколько секунд, давление в системе падает, фильтры сжимаются и крахмал с их поверхности падает в камеру 6, а затем находящимся под камерой шнеком присоединяется к основной массе продукта.
Производительность сушилки от 250 до 650 кг сухого картофельного крахмала в час. Мощность электродвигателя малой сушилки 8 кВт, большой 16 кВт.
Температура крахмала на входе в сушилку около 10, на выходе 28—30° С. Удельный расход пара на 1 кг испаряющейся воды равен 2,2 кг, а на 1 кг сухого крахмала влажностью 20% — 0,66 кг. Коэффициент полезного действия сушилки 52%. Сушилка обеспечивает высокое качество крахмала.
1.3 Материалы, применяемые для изготовления сушилки
При выборе и создании аппаратуры необходимо учитывать такие важные факторы, как тепловая нагрузка аппарата, температурные условия процесса, физико-механические параметры рабочих сред, условия сушки, характер гидравлических соединений, вид материала и его коррозийную стойкость, простота устройства и компактность, расположение аппарата, взаимное направление движения рабочих сред, возможность очистки поверхности сушки от загрязнений, расход металла на единицу переданной теплоты и другие технико-экономические показатели.
Экономическое использование качественных материалов, высокий уровень технологии изготовления и полное использование всех достижений теплопередачи дают возможность выбора и создания рациональных теплообменных аппаратов, удовлетворяющих всех перечисленным требованиям.
Химические продукты в той или иной мере всегда вызывают коррозию материала аппарата, поэтому для изготовления их применяются различные металлы (железо, чугун, алюминий) и их сплавы. Наибольшее применение находят стали. Благодаря способности изменять свои свойства в зависимости от состава, возможности термической и механической обработки стали с низким содержанием углерода хорошо штампуются, но плохо обрабатывают резанием.
Добавки других металлов - легирующих элементов - улучшают качество сталей и придают им особые свойства, например, хром улучшает механические свойства, износостойкость и коррозионную стойкость; никель повышает прочность, пластичность; кремний увеличивает жаростойкость.
Легирующие элементы обозначаются буквами: Х - хром, Н - никель, М - молибден, Г - марганец, С - кремний, Т - титан, Д - медь, Ю - алюминий и т.д.
Стали обыкновенного качества применяют для изготовления аппаратов, работающих под избыточным давлением до 6 Па при температурах 30С до +425С. Для более жестких условий применяют углеродистые стали улучшенного качества - марок 15К и 20К.
Для повышения термостойкости и прочности применяют низколегированные стали 10Г2С1, 16ГС, 30Х, 40Х, что позволяет использовать аппараты при температурах от 70С до +550С.
Для повышения кислотостойкости и жаропрочности аппаратов их изготавливают из хромоникелевых сталей марок 08Х18Н10Т, 12Х18Н9Т.
Для очень агрессивных сред применяются высоколегированные стали, например 06ХН28МДТ.
Выбираем конструкционный материал, стойкий к нагреванию, - сталь В Ст 3 сп ГОСТ 380-71.
Скорость коррозии её менее 0,1мм/год (точечная коррозия).
Глава 2. Расчетная часть
2.1 Технологический расчет параметров сушилки
В начале расчета определяем параметры воздуха города Москва для летних и зимних условий.
Январь:
средняя температура воздуха 5,8
;
относительная влажность воздуха 89%;
Июль:
средняя температура воздуха 25 ;
относительная влажность воздуха 50%.
Определяем влагу , кг/с, удаляемую в процессе сушки, по формуле
Точка А:
влагосодержание 0,0025 кг/кг;
энтальпия = 2000 Дж;
Точка В:
влагосодержание 0,0025 кг/кг;
энтальпия = 128000 Дж;
Точка :
влагосодержание 0,027 кг/кг;
энтальпия = 128000 Дж.
Теоретический процесс сушки для летних условий и находим недостающие параметры воздуха.
Точка А:
влагосодержание 0,011 кг/кг;
энтальпия = 53000Дж;
Точка В:
влагосодержание 0,011 кг/кг;
энтальпия = 150000 Дж;
Точка :
влагосодержание 0,036 кг/кг;
энтальпия
= 150000 Дж.
Определяем удельные тепловые потери на нагрев материала , Дж/кг, по формуле
(1.1)
(1.2)
где удельная теплоемкость воды, 4180 Дж/(кг К);
удельная теплоемкость абсолютно сухого материала,
1650 Дж/(кг К).
Удельные тепловые потери в окружающую среду , Дж/кг находим по формуле
Для зимних условий:
(1.3)
где удельный расход тепла в теоретической сушилке, Дж/кг.
(1.4)
Для летних условий:
Строим действительный процесс сушки для зимних условий:
(1.5)
где внутренний баланс сушильной камеры, Дж/кг.
Удельный расход воздуха , кг/кг определяем по формуле
(1.6)
где влагосодержание на выходе из сушильной камеры, 0,023 кг/кг.
Определяем полный расход воздуха , кг/с:
Удельный расход тепла , Дж/кг определяем по формуле
(1.7)
где энтальпия воздуха на выходе из сушильной камеры, 118000 Дж.
Полный расход тепла , Вт определяем:
(1.8)
Определяем удельный расход воздуха и тепла для летних условий.
Удельный расход воздуха , кг/кг определяем по формуле 4.1.8.1, где 0,032 кг/кг
Определяем полный расход воздуха , кг/с по формуле
Удельный расход тепла , Дж/кг определяем по формуле, учитывая, что энтальпия воздуха на выходе из сушильной камеры,