Разработка вертикальной цилиндрической ик-сушилки

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Пищевая промышленность


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Загорулько А. н. разработка вертикальной
цилиндрической ик-сушилки
Представлена разработанная вертикальная цилиндрическая ИК-сушилка для сушки плодово-ягодного и пряно-ароматического сырья с возможностью использования вторичного (нагретого) воздуха для интенсификации процессов сушки созданием турбулентного режима, а также с использованием пленочных лучистых электронагревателей в качестве ИК-генератора.
Ключевые слова: ИК-излучение, вертикальная цилиндрическая ИК-сушилка, пленочный лучистый электронагреватель, плодово-ягодное и пряно-ароматическое сырье.
/ ПРОЦЕССЫ И ОБОРУД! ВАНИЕ ПИЩЕВЫХ И ХИМИЧЕСКИХ
производств
УДК 644. 8:658. 562.5 Б01: 10. 15 587/2312−8372. 2014. 30 422
1. Введение
Для получения высококачественных высушенных растительных полуфабрикатов необходимо использовать современные технологии и высокопроизводительную надежную технику. Таким образом, можно сделать вывод, что повышения качества сушимого плодово-ягодного и пряно-ароматического сырья можно достичь внедрением новейших технологий переработки сырья и аппаратов для его высушивания. Этим обосновывается актуальность проведения данных исследований, связанных с проектированием ИК-сушилки с оптимальным ИК-генератором.
2. Анализ исследований и публикаций
Основной причиной снижения качества производимых пищевой промышленностью растительных плодово-ягодных и пряно-ароматических полуфабрикатов являются потери биологически активных веществ (БАВ), связанные с резкими перепадами температуры в сушильных камерах за счет неравномерного температурного поля на приемных поверхностях [1, 2].
В настоящее время для сушки растительного сырья наибольшее распространение получили сушильные установки, отличающиеся простотой конструкции и эксплуатации, возможностью работы от различных источников энергии [3]. Вместе с тем многие из них имеют ряд существенных недостатков, в числе которых зависимость эффективности процесса сушки от параметров окружающей среды, локальные перегревы продукта, значительные потери тепла с отходящим отработанным воздухом, негативное влияние высоких температур на качество готового продукта.
Учитывая свойства растительного сырья, весьма перспективно использование радиационных сушильных установок с источниками ИК-излучения ввиду ряда важных отличий от классических методов нагрева [4]. В инфракрасных сушильных установках не требуется наличие теплоносителя, способствующего загрязнению обрабатываемого сырья, а также отсутствуют взрывоопасные концентрации и потери сырья за счет уноса. Сырье не перегревается вблизи стенок сушильных камер, тепловыделение происходит во всем объеме сырья и его температура выше, чем температура стенок аппарата. Интенсивность нагрева не зависит от агрегатного состояния сырья, а зависит только от его оптических
свойств. Использование ИК-лучей с помощью подбора изучения определенной длины волны позволяет установить проникновение теплового излучения на определенную глубину конкретного продукта обезвоживания.
До последнего времени применение этого способа при сушке растительного сырья было сопряжено с рядом трудностей, как в технической реализации, так и в технологической [5, 6]. Применение ИК-излучателей или ИК-ламп не могло обеспечить однородности сушки из-за особенностей размещения ИК-излучателей относительно продукта, что вызывало слипание отдельных частиц сырья между собой. Сушка растительного сырья также была сопряжена с рядом трудностей из-за высоких температур на поверхности излучателя и трудностей, связанных с инерционностью данного типа излучателей.
Целью исследования является обосновать использование пленочных лучистых электронагревателей в спроектированной цилиндрической ИК-сушилке с возможностью использования вторичного (нагретого) воздуха.
Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие основные задачи:
1. Спроектировать вертикальную цилиндрическую ИК-сушилку с возможностью использования вторичного (нагретого) воздуха-
2. Исследовать возможность использования пленочных лучистых электронагревателей в качестве ИК-генератора.
3. Результаты исследований обоснования применения инфракрасных пленочных лучистых электронагревателей
в сушильных установках
В связи с вышесказанным на кафедре процессов, аппаратов и автоматизации пищевых производств Харьковского государственного университета питания и торговли, авторы (Киптелая Л. В. и Загорулько А. Н.) [7] разработали и спроектировали вертикальную цилиндрическую ИК-сушилку, представленную на рис. 1 (патент Украины № 106 461 — «1Ч-сушарка оргашчно! рослинно! сировини» [8]).
Работа аппарата заключается в следующем: растительное сырье загружается на сетчатые лотки (15), которые фиксируются с помощью монтажной шпильки (16) на штатив (14), после чего штатив с лотками
ТЕСНЫОЮСУ Аипгг АЫП РИОПиСТШМ RESERVES — № 6/5(20], 2014, © Загорулько А. Н.

с
процессы и оборудование пищевых и химических Производств
ISSN 2226−3780
устанавливается в фиксирующем устройстве (13) крышки (8) с затяжными фиксаторами и вытяжным вентилятором (9) и загружается в цилиндрическую вертикальную рабочую камеру сушилки (1), установленную на стойках (2), где сырье сушиться при температуре 40… 60 °C. Отработанный и подогретый воздух нагнетается вытяжным вентилятором (9) в канал (10), где при открытой задвижке (11) и нагнетающего в вентиляторе (12) нагретый вторичный воздух поступает в кольцевой барбо-тер (5), который установлен у ИК-нагревателей, создавая в пристеночном слое турбулентный режим.
90 80 70 60 50 40 30 20 10
Вт/м2 МКМ _




а



} г X, мкм
4 1 0 1 2 1 4 1
Рис. 1. Вертикальная цилиндрическая ИК-сушилка: 1 — вертикальная цилиндрическая рабочая камера- 2 — стойки- 3 — распределительная решетка- 4 — регулирующая задвижка- 5 — кольцевой барботер- 6 — продольные по высоте рабочей камеры карбоновые прямоугольные ИК-излучатели (пленочный лучистый электронагреватель) — 7 — отражающая фольга с теплоизолирующим листовым алюфомом- 8 — крышка с затяжными фиксаторами- 9 — вытяжной вентилятор- 10 — канал- 11 — регулирующая задвижка- 12 — нагнетающий вентилятор- 13 — фиксаторы- 14 — штатив- 15 — сетчатые лотки- 16 — монтажные шпильки
На сегодняшний день актуальным источником ИК-генератора является пленочный лучистый электронагреватель (ПЛЕН) со степенью черноты? = 0,96 [9, 10]. Такая степень черноты позволяет считать его абсолютно черным телом. Следовательно, лучеиспускательная способность данного нагревателя при одной и той же температуре нагрева будет максимальной, нежели, например, у ТЭНов, имеющих степень черноты от 0,6 до 0,8. ИК-излучатели такого типа способны создавать высокую плотность потока энергии (от 34 до 80 Вт/м2) в диапазоне длин волн от 8 до 10 мкм (рис. 2) из-за особенности их конструкции, что позволяет применять данные генераторы для сушки любых культур.
Рис. 2. Графическая зависимость спектральной плотности потока излучения %]¦ от длины волны Я при различной температуре на поверхности ПЛЕН при: — Т= 308 К- - Т = 318 К- -*- - Т= 338 К- -з- - Т= 358 К
4. Выводы
Спроектированная экспериментальная вертикальная цилиндрическая ИК-сушилка имеет следующие преимущества:
1. Равномерно распределяющийся тепловой поток по всей приемной поверхности (лотки) с плодово-ягодным и пряно-ароматическим сырьем, а также и между ними, за счет формы ИК-сушилки и повторяющего геометрию камеры ПЛЕНа.
2. Оптимальная лучистая составляющая источников ИК-излучения в процессе теплопередачи, предохраняющей сырье от перегрева излишнего испарения влаги и разрушения поверхностных слоев, поскольку температурный режим проведения процесса сушки в пределах 45 °C (точка а) при длине волны 9 мкм.
3. Простота конструкции и эксплуатации с применением автоматики на всех этапах высушивания.
4. Возможность использования вторичного (нагретого) воздуха для интенсификации процессов сушки созданием турбулентного режима в пристенном слое возле ИК-излучателей.
5. Низкая энерго- и металлоемкость конструкции, поскольку потребляемая мощность 210 Вт, а масса без загрузки 5 кг.
Литература
1. Лебедев, П. Д. Расчет и проектирование сушильных установок [Текст] / П. Д. Лебедев. — М.: Госэнергоиздат, 1962. — 320 с.
2. Лыков, А. В. Теория сушки [Текст] / А. В. Лыков. — М.: Энергия, 1968. — 471 с.
3. Касаткин, В. В. Сушка термолабильных материалов на установках непрерывного действия [Текст] / В. В. Касаткин, И. Ш. Шумилова // Пищевая промышленность. — 2006. — № 10. — С. 12−13.
4. Алексанян, И. Ю. Высокоинтенсивная сушка пищевых продуктов. Пеносушка. Теория. Практика. Моделирование [Текст]: монография / И. Ю. Алексанян, А. А. Буйнов. — Астрахань: АГТУ, 2004. — 380 с.
5. Гинзбург, А. С. Инфракрасная техника в пищевой промышленности [Текст] / А. С. Гинзбург. — М.: Пищевая промышленность, 1966. — 408 с.
6. Шаззо, Р. И. Продукты детского питания из растительного и мясного сырья инфракрасной сушки [Текст] / Р. И. Шаззо, Г. П. Овчарова // Хранение и переработка сельхозсырья. — 2005. — № 1. — С. 50−52.
ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АУДИТ И РЕЗЕРВЫ ПРОИЗВОДСТВА — № 6/5(20], 2014
issn 222Б-3780 процессы и оборудование пищевых и химических Производств
7. Киптелая, Л. В. ИК-сушка плодоягодного сырья [Текст] / Л. В. Киптелая, А. Н. Загорулько // Научный журнал НИУ ИТМО. Серия Процессы и аппараты пищевых производств. — 2014. — Вып. 2. — С. 80−86.
8. 1Ч-сушарка оргашчно! рослинно! сировини [Текст]: Патент № 106 461 Укра! на, А23N 12/08 В0Ш 1/00 / Черевко О. I., Кштела Л. В., Загорулько А. М. (Украша). — № а 2013 14 949- заявл. 20. 12. 2013- опубл. 26. 08. 2014, Бюл. № 16. — 3 с.
9. Мачкаши, А. Лучистое отопление [Текст] / А. Мачкаши, Л. Банхиди. — М.: Стройиздат, 1985. — 464 с.
10. Брамсон, М. А. Инфракрасное излучение нагретых тел [Текст] / М. А. Брамсон. — М.: Наука, 1965. — 222 с.
РОЗРОБКА ВЕРТИКАЛЬНО! ЦИЛ1НДРИЧНО1 1Ч-СУШАРКИ
Представлена розроблена вертикальна цилшдрична 1Ч-су-шарка для сушшня плодово-ягщного 1 пряно-ароматично! сировини з можливютю використання вторинного (нагр1того)

пов1тря для штенсифшацй процеав сушшня створенням турбулентного режиму, а також можливють використання пл1в-кових променистих електронагр1вач1 В в якост 1Ч-генератора.
Ключовi слова: 1Ч-випромшювання, вертикальна цилшд-рична 1Ч-сушарка, пл1вковий променистий електронагр1вач, плодово-ягщна та пряно-ароматична сировина.
Загорулько Андрей Николаевич, аспирант, кафедра процессов, аппаратов и автоматизации пищевых производств, Харьковский государственный университет питания и торговли, Украина, e-mail: match_andrey@mail. ru.
Загорулько Андрт Миколайович, астрант, кафедра процеыв, апаратiв та автоматизацп харчових виробництв, Хартвський державний утверситет харчування та торгiвлi, Украта.
Zagorulko Andrey, Kharkiv State University of Food Technology and Trade, Ukraine, e-mail: match_andrey@mail. ru
УДК 622. 245.3 DOI: 10. 15 587/2312−8372. 2014. 31 852
Олексюк М. П., виб1р способу л1кв1дацн ЮарСиЬч0А1р^./ флюидопронвлень
В статтг проведено аналгз наукових праць та промисловог гнформацгг з метою розроблення рекомендацш для вибору оптимального способу вимиву флюгду, з урахуванням умов його посту-плення у свердловину. Проведено узагальнене поргвняння методгв та встановлено фактори, якг впливають на технологгчну можливгсть гх реалгзацп. Розробленг рекомендацп щодо гх застосу-вання в залежностг вгд умов виникнення проявлень.
Ключов1 слова: бургння свердловин, флюгд, лгквгдацгя флюгдопроявлень.
1. Вступ
Спорудження свердловин багатогранний процес та завжди обумовлений можливштю виникнення рiзного роду ускладнень та аварш. Частка витрат на лжввда-щю ускладнень в баланс календарного часу буршня свердловин може бути досить значною i в основному визначаеться складшстю прничо-геолопчних умов буршня. В середньому на боротьбу з ускладненнями в глибокому буршш затрачаеться 20−25% календарного часу. Одним з резервiв подальшого росту продуктивност ведення бурових роби е скорочення втрат робочого часу на лжввдащю ускладнень та! х наслвдюв. Добре ввдомий той факт, що лжввдувати ускладнення значно простше на раннш стадп його розвитку.
В перелжу можливих ускладнень особливе мш-це займають флю! допроявлення (ФП) осюльки вони можуть призвести до ввдкритого фонтанування, що спричинюе велик витрати кошпв i засобiв, для лжвь дацп фонтанування, руйнування бурового обладнання i шструменту, забруднення навколишнього середовища i навiть загибель людей [1]. Тому актуальнiсть питан-ня раннього виявлення та лжввдацп ФП не викликае сумшву.
2. Анал1з л1тературних даних та постановка проблеми
В умовах надвисоких енергш пласпв необхiдно вмiти керувати! х впливом на вибш i весь процес проводки свердловини. Керування пластовими тисками об'-еднуе в собi двi основш групи мiроприемств. Перша — прогноз аномально високих пластових тисюв [2−4]. Друга — гнучке регулювання вибшного тиску на пласти, що розкриваються у всьому вщкритому стовбурi свердловини [5, 6]. Незважаючи на придшення значно! уваги проблемi попередження ФП, уникнути! х повтстю, як показуе практика бурiння, не вдаеться [7, 8]. Так само, як i немае единого пщходу щодо методiв! х лiквiдацi! [9−11].
Зважаючи на це, метою роботи е проведення аналiзу сучасного стану проблеми та розроблення рекомендацш для вибору оптимального методу лжвщацп флю! допро-явлень, за результатами оцшки умов! х виникнення.
Для досягнення поставлено! мети необхщно:
1. Провести аналiз лиературних джерел та промис-лових даних.
2. Визначити прюритетш способи лiквiдацi! ФП.
3. Порiвняти технологiчнi особливостi та встановити основш фактори, як впливають на! х реалiзацiю.
4. Провести систематизащю та розробити рекомендац!!.
TECHNOLOGY AUDiT AND PRODUCTiON RESERVES — № 6/5(20], 2014, © Олексюк М. П., Васько I. С., Юрич А. Р.
15
э

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой