CC BY
53
УДК 664. 8. 039. 51
Методика расчёта установки инфракрасной сушки
пшеничных зародышей
Демидов С.Ф. [email protected] Вороненко Б.А. Беляева С. С. [email protected] Демидов А. С.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский институт информационных
технологий, механики и оптики. Институт холода и биотехнологий
Разработана методика инженерного расчёта установки с транспортёрной тефлоновой лентой и блоками ИК-излучателей с функциональной керамичсекой оболочкой для сушки зародышей зерна пшеницы. Ключевые слова: методика инженерного расчёта, инфракрасное излучение, пшеничные зародыши.
Выбор конструкций сушильных установок и оптимальных режимных параметров их работы определяется структурно-механическими и теплофизическими свойствами обезвоживаемых продуктов как объектов сушки. Характерными структурно-механическими свойствами влажных дисперсных материалов является гранулометрический состав, объемная (насыпная) и удельная плотности, порозность слоя, форма, подвижность и связанность частиц, степень шероховатости их поверхности, сопротивление перемещению относительно твёрдых поверхностей, влажность и т. д.
Целью данной работы является разработка методики инженерного расчёта установки с транспортёрной тефлоновой лентой и блоками ИК-излучателей с керамической функциональной оболочкой для сушки пшеничных зародышей. Задача расчёта установки с ИК-излучателями с функциональной керамической оболочкой сводится к определению размеров и потребляемой мощности рабочей камеры, обеспечивающих заданную производительность при оптимальных параметрах проведения процесса.
Авторами [1 - 7] получены кинетические закономерности процесса сушки ржаных отрубей и зародышей зерна пшеницы на тефлоновой ленте в зависимости от плотности теплового потока, высоты слоя и расстояния от ИК-излучателя с функциональной керамической оболочкой до слоя материала при использовании полукруглого отражателя из полированной нержавеющей стали
сферой 0,05 м.
Продолжительность процесса инфракрасной сушки зародышей зерна пшеницы на тефлоновой ленте определяется в зависимости от динамичсеких и технологических параметров при удалении влагосодержания с 14 % до 6 % и достижения температуры до 65°С определяется из уравнения:
(1),
где У - время сушки зародышей зерна пшеницы, с,
21 - высота слоя обрабатываемого материала, от 5 до 10 мм,
22 - плотность теплового потока ИК-излучения, от 4,8 до 5,26 кВт/м ,
23 - расстояние от ИК-излучателя до слоя зародышей зерна пшеницы, от 40 до 60 мм.
Время пребывания продукта на транспортёрной ленте определяются из уравнения (2):
где т - время пребывания продукта на транспортёрной ленте, с; Ь - длина транспортёра, м; ю - скорость движения транспортёра, м/с.
Длительность инфракрасной обработки зародышей зерна пшеницы под нагревательными блоками с ИК-излучателями с керамической функциональной оболочкой принимаем 80 % времени пребывания продукта на транспортёрной ленте, 20 % времени уходит на загрузку и выгрузку продукта. Высоту слоя зародышей зерна пшеницы на тефлоновой ленте определяется из уравнения (1).
Единовременное заполнение продуктом трансрортёрной ленты составляет:
т = р -V = р • Ь^ • Ь • Ш (3),
где т - масса продукта, кг;
V - объём продукта на транспортёрной ленте, м ; р - насыпная плотность зародышей зерна пшеницы, кг/м ; Исл - высота слоя продукта на транспортёрной ленте, м; Ш - ширина транспортёрной ленты, м. Отражатели с ИК-излучателями распологается вдоль транспортёрной ленты. Задаваясь часовой производительностью аппарата, шириной транспортёрной ленты, зная насыпную плотность, время сушки, плотность теплового потока и высоту слоя продукта из уравнения (1), определяем длину транспортёра,
добавляя 1/5 длины для узлов загрузки и выгрузки продукта и скорость движения транспортёра.
Произведен расчёта установки для инфракрасной сушки зародышей зерна пшеницы производительностью 150 кг/ч.
Установка состоит из следующих узлов: бункера питатаеля, образующего толщину слоя обрабатываемого зернового сырья не более 15 мм, ленточного транспортёра длиной 3,о м и шириной ленты 1 м, привода ленточного транспортёра мощностью 0,37 кВт, двух блоков излучателей над транспортёром, число ИК-излучателей в каждом блоке 11 шт. с общей мощностью ИК-излучателей 10,5 кВт. Вывод: разработана методика
инженерного расчёта инфракрасной установки для сушки зародышей зерна пшеницы. Составлены исходные требования и техническое задание на разработку конструкторской документации установки для сушки производительность 150 кг/ч по исходному продукту.
Список литературы:
1. Демидов С.Ф., Беляева С.С., Вороненко Б.А., Демидов А.С. Оптимизация процесса инфракрасной сушки с электроподводом зародышей пшеничных// Естественные и технические науки. 2012. № 1. - С. 433-436.
2. Демидов С.Ф., Беляева С.С., Вороненко Б.А., Демидов А.С. Кинетика сушки отрубей ржаных инфракрасным излучением // Новые технологии. 2012.№1. - С. 19-23.
3. Беляева С.С, Демидов С.Ф., Вороненко Б.А. Оптимизация процесса инфракрасной сушки с электроподводом зародышей пшеничных // Материалы Международной научно-практической конференции «Иновационные пищевые технологии в области хранения и переработки сельскохозяйственного сырья». Фундаментальные и прикладные аспекты. ГНУ «Краснодарский НИИ хранения и переработки сельскохозяйственной продукции ». 24-25 мая 2012 г. - С. 219-222.
4. Беляева С.С, Демидов С.Ф., Вороненко Б.А. Экспериментальные исследования процесса инфракрасной сушки зародышей зерна пшеницы // Материалы VII Международной научно-практической конференции «Современное состояние естественных и технических наук». -М.:Издательство «Спутник +», 20.06.2012. - С. 38-42.
5. Беляева С.С. Инфракрасная сушка зародышей пшеничных на промышленной установке [Текст] / С.С.Беляева, С.Ф.Демидов, Б.А.Вороненко//Адаптация ведущих технологических процессов к пищевым машинным технологиям: Сб. материалов международной научно-практической конференции.- Воронеж: ФГБОУВПО "ВГУИТ", 2012.
6. Беляева С.С. Исследование процесса инфракрасной сушки продуктов для диетического питания/ С.С. Беляева // Научный журнал СПб НИУ ИТМО
[Электронный ресурс]. - Санкт-Петербург: СПб НИУ ИТМО, 2012. - №2. - сентябрь. - Режим доступа: http: //open-mechanics.com/j ournals 7. Беляева С.С. Аппаратурное оформление процесса инфракрасной сушки зародышей пшеничных/ С.С. Беляева, С.Ф.Демидов, Б.А.Вороненко // Научный журнал СПб НИУ ИТМО [Электронный ресурс]. - Санкт-Петербург: СПб НИУ ИТМО, 2012. - №2. - сентябрь. - Режим доступа: http://open-mechanics.com/journals
Methods of calculating the unit infrared drying
wheat germ
Demidov S.F., Voronenko B.A., Belyaeva S.S., Demidov A.S.
The Saint-Petersburg international investigative university of informational technologies,
mechanics and optic. Institute of refrigeration and biotechnologies
Methods of calculating the unit with Teflon tape and blocks the infrared emitters with functional keramichsekoy shell for drying wheat germ are developed. Keywords: engineering calculation method, infrared radiation, wheat germ.
