CC BY
66
УДК 690-502.7
МОДЕРНИЗАЦИЯ АППАРАТОВ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАННОГО ВОЗДУХА В ПИЩЕВОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
Е.А. Рудыка, Е.В. Батурина, О.А. Семенихин, И.Н. Матющенко
Установлены основные закономерности процесса улавливания пылевидных пищевых продуктов в разработанном центробежном пылеуловителе. Рассмотрены основные вопросы модернизации аппаратов очистки отработанного теплоносителя различных отраслей пищевой промышленности
Ключевые слова: пыль, очистка, пищевая промышленность
Во многих перерабатывающих отраслях АПК частицы пыли, содержащиеся в воздушных выбросах, представляют собой летучие продукты соответствующих производств.
Практика показывает, что в настоящее время для улавливания такой пыли широко применяются установки очистки различных видов.
Ими оборудуются также все производственные помещения, где находится пылящее оборудование (сахаросушильное, сахароупаковочное, жомосушильное, жомогрануляционное, склады сахара, известковое отделение и т. д.).
Отечественными и зарубежными исследователями по прежнему ведутся работы по разработке наиболее совершенных аппаратов по очистке отработанного теплоносителя сушилок с учетом специфики разных отраслей пищевой промышленности [1,2,3].
Методы расчета циклонов, используемые при проектировании, основаны на существующих экспериментальных исследованиях. При этом учитываются физико-химические свойства пыли, технологические условия производства, требуемая степень очистки, энергозатраты, габариты пылеуловителя.
Метод центробежного осаждения частиц из запыленного потока газа, получивший широкое распространение в промышленности, является едва ли не единственным в случае умеренных объемных расходов газа, что весьма характерно для сушильных и иных установок в пищевой промышленности. Это объясняется
Рудыка Елена Александровна - ВГТА, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732) 53-10-76
Батурина Елена Вячеславовна - ВГТА, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732) 53-10-76
Семенихин Олег Александрович - ВГТУ, канд. техн. наук, доцент, тел. (4732) 43-76-70
Матющенко Ирина Николаевна - ВГТА, ст. преподаватель, тел. (4732) 53-10-76
простотой устройства и достаточно высокой эффективностью центробежных пылеосадите-лей - циклонов. Работа этих аппаратов исследовалась рядом авторов, однако движение газа в циклоне носит весьма сложный характер и, несмотря на большое число теоретических работ, требует дальнейшего изучения.
Нами проводилась работа по усовершенствованию конструкции аппаратов сухой очистки.
Во всех предыдущих работах анализируется классический циклон, состоящий из верхней цилиндрической и нижней конической части, имеющей форму конфузора. Ввод газа чаще всего осуществляется через тангенциально расположенный патрубок в цилиндрической части аппарата. Обычно указывают на две стадии в процессе осаждения: перенос частиц в зону осаждения за счет центробежной силы и отделение частиц у стенки аппарата, когда концентрация частиц в газовом
Поскольку в классическом циклоне с конфузором газовый поток совершает круговое движение по 2-2,5 спиралям, окружная скорость его быстро затухает. Целесообразно предложить для исследования циклон, в котором совершается устойчивое круговое движение с постоянной угловой скоростью.
В зоне переноса частиц инерционные центробежные силы во много раз превосходят гравитационные силы. Но действие центробежных сил в классическом циклоне кратковременно, так как возникающие при круговом движении потока сжимающие его силы направлены от периферии к центру вихря; происходит движение газового потока от стенки аппарата к его оси, которое противодействует вылету частицы пыли. При переходе цилиндрической части в коническую - конфузор перепад статического давления в потоке газа происходит более резко, сжимающее поток усилие становится значительно больше центробежной силы, поток
в виде сильного вторичного вихря направляется внутрь, захватывая с собой много частиц пыли.
Движение частицы вниз происходит только благодаря воздействию вторичного потока газа искривленного вдоль конической стенки, при этом ему приходится преодолевать и силу трения частиц о стенку аппарата.
Ряд исследований подтверждают зависимость эффективности очистки циклонов, работающий в автомодельном режиме от интенсивности вихреобразования. При этом в классическом циклоне неизбежно возрастает его гидравлическое сопротивление.
В разработанной нами конструкции при сохранении первого условия можно добиться менее стремительного увеличения коэффициента сопротивления. Естественно, при этом необходимо добиться оптимального соотношения конструктивных размеров аппарата.
Пылеуловитель работает следующим образом: запыленный воздух нагнетается в корпус пылеуловителя через входной патрубок. За счет центробежной силы в цилиндрической полости циклона начинается отделение частиц пыли из потока. Затем запыленный поток поступает в коническую полость циклона. Очищенный воздух удаляется через выходной патрубок. Частицы уловленной пыли удаляются через патрубок.
На разрабатываемом аппарате очистки были проведены исследования с целью выявления зависимости эффективности пылеулав-
ливания установки от изменения скорости подаваемого запыленного воздуха (величина Xl), изменении геометрических параметров соотношения высоты выходного патрубка пылеуловителя Н и его диаметра d (величина x2), а также изменении угла наклона входного пат-рубка(величина x3),. При проведении испытаний нами использовались свекольно-паточная пыль и пыль цикория, полученные после распылительной сушки.
По данным испытаний получена следующая зависимость изменения эффективности очистки в пылеуловителе.
у=84,87+6,83х1+1,182х2-5,33х3-0,472х1х2-
-1,034x1x3+0,078x1x3+0,3215x1x2x3
Наибольшее влияние на эффективность очистки в циклоне оказывала скорость подаваемого запыленного воздуха. ланируется продолжать проведение работ по оптимизации работы данного аппарата очистки.
Литература
1. Гавриленков А.М., Рудыка Е.А. Оборудование для очистки воздушных выбросов и сточных вод пищевых предприятий ГИОРД 2007- Гриф _УМО
2. Очистка воздуха и обезвреживание отходящих газов / Под ред. Ю. И. Шумяцкого. - Пенза, 2001. - 128 с.
3. А. М. Гавриленков, С. С. Зарцына, С. Б. Зуева. Экологическая безопасность пищевых производств. СПб. : ГИОРД, 2005. - 272 с.
Воронежская государственная технологическая академия Воронежский государственный технический университет
MODERNIZATION OF DEVICES OF CLEARING OF FULFILLED AIR IN THE FOOD-PROCESSING INDUSTRY
E.A. Rudyka, E.V. Baturina, O.A. Semenihin, I.N. Matiushchenko
The basic laws of process of catching of foodstuff containing a dust in the developed centrifugal deduster are established. The basic questions of modernisation of devices of clearing of the fulfilled heat-carrier of various branches of the food-processing industry are considered
Keywords: clean, dust, food industry
