Введение к работе
Актуальность проблемы. Важнейшей проблемой пищевой промышленности, имеющей и огромное аколої ическое значение, является сокращение потерь в технологии производства сухих сыпучих продуктов за счет совершенствования циклонной очистки, и изыскания резервов работы пылеулавливающих аппаратов.
Одним из путей увеличения продовольстьегешх товаров является выпуск продуктов, полученных с использованием процессов сушки, что обусловлено высокой транспортабельностью и длительным сроком хранения этих продуктов. Однако процесс сушки молочных продуктов сопровождается образованием в отработанном теплоносителе большого количества пыли. Пыль загрязняя окружающую среду и оказывая неблагоприятное воздействие на работающих, одновременно вызывает преждевременный физический износ технологического оборудования и. потерю значительной части сырья и готовой продукции. Кроме того, большинство пылей пищевых производств способны, образовывать с воздухом взрывоопасные смеси, а ей отложения представляет большую покарнуа опасность.
Повышение эффективности очистки составляет одну из главных задач при разработке ноеых конструкций пылеулавливающих аппаратов, так как аффективная очистка воздуха в пищевой отрасли имеет не только санитарно-гигиеническое, экологическое, но и экономическое значение. Проблема снижения пылевых выбросов при условии рациональной технологии и правильной эксплуатации пылеулавливающих устройств может быть успешно решена, если для каждого вида продукта можно будет обоснованно выбрать пылеуловитель, обеспечивающий минимум выброса продукта.
В молочной промышленности эксплуатируются циклоны различных типов, которые различаются между собой по конструкции, и количеству установленных аппаратов в системе очистки. Практика сксплуатации средств очистки свидетельствует о. несоответствии фактической эффективности улавливания пылевидных продуктов паспортным, или проектным показателям и конструктивным возможностям циклонных установок. О важности и актуальности проблемы можно судить по высоким потерям продукта, которые в среднем составляют 0,5-0,6% от производительности сушилок, и всё возрастающим научным исследованиям, посвященным этой проблеме,которые широко просматриваются в публикациях за последнее десятилетие.
Решоние вопроса осложняется отсутствием б литературе полных сведений о физико-химических свойствах молочных порошков, режимных параметрах запыленного воздуха, противоречивых данных по вопросу эффективности циклонной очистки, отсутствием решений непрерывного контроля и оперативного обнаружения нарушения режима работы циклона на ранней стадии.
Повышение требований -к чистоте атмосферного воздуха приводит к необходимости совершенствования как технологии производства, так и ре-'.ммов работы аппаратов пылеочистки.
Разработка технических решений направленных на повышение Б^хїективности очистки воздуха от пыли, а также предотвращение пылеобразоазния и пылевыделения, имеет важное народнохозяйственное значение. Эта проблема может быть успешно решена лишь совместными усилиями технологов и специалистов по процессам и пылеулавливающим аппаратам. В первую очередь должны быть приняты меры по уменьшению пылеобразования и пылевыделения в процессе производства и циклонной очистки воздуха.
Рабочая гипотеза. Анализ литературных данных позволил выдвинуть рабочую гипотезу о том, что раннее обнаружение накопившегося порошка в циклоне и оптимизация технологических и аэродинамических режимов работы пылеулавливающего аппарата будет способствовать снижении потерь сухих молочных продуктов с отработанным воздухом на рзыылительных установках.
Цель и задачи исследований. Цель» настоящей работы является разработка конструктивных и технологических научно-обоснованных направлений уменьшения потерь сухих молочных продуктов с отработанным воздухом при пылеулавливании в циклонных аппаратах.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи,-
- исследование зависимости пылеуноса от технологических и аэро
динамических режимов работы распылительной сушильной установки
с циклонной очисткой воздуха,-
. - установление расчётной зависимости критического диаметра частиц отделяемых в циклоне,-
разработка показателей, комплексно характеризующих эффективность работы циклотШх~1мпэрэто&; : —
разработка математической модели процесса ззбиадния циклона порошком;
разработка способа раннего обнаружеьия накопившегося, порошка ь циклоне,-
разработка методики и программного обеспечения расчета Фракционного коэффициента очистки циклонного аппарата ;
разработка конструкции высокоэффективного циклона;
апробация способа раннего обнаружения забившегося порошка в циклона в производственных условиях и разработка технической документации на устройство обнаружения.
Научная новизна,Установлена аналитическая зависимость критического диаметра частиц, отделяемых в циклоне, от конструкции циклона, режима пылеочистки и физических свойств порошка. Получека трехфзкторнэя математическая модель пылеуноса .заменителя цельного молока учитывающая технологические и аэродинамические режимы работы сушильной установки с циклонной очисткой воздуха. Представлена математическая модель расчёта частоты забивания циклона порошком в отдельном аппарате и системы очистки в целом. Получена расчётная зависимость времени индикации забивания циклона порошком, определены условия раннего обнаружения скопившегося порошка в циклоне, разработана номограмма расчЗта времени обнаружения забившегося порошка ь аппгрэте. Разработана промышленная установка по раннему обнаружению забившегося порошка в циклоне (Полезная модель Л 95100563/20, 001003).Сконстру-ирован экспериментальный высокоэффективный а,иклон (Авт.свид. !6 1445S06. СССР). Для регулирования дисперсности сухих молочных продуктов и уменьшения потерь продукта с пылеуносом разработан центробежный распылитель жидкости (Авт. свид. 14 іЗІООЗО, СССР). Практическая ценность и внедрение результатов. На основе проведенных исследований получены научно-обосиовэнныэ способы,позволяющие уменьшить потери сухих молочных продуктов с уходящим воздухом на распылительных установках с циклонной очисткой воздуха. Для контроля режима работы циклона разработано устройство, позволяющее обнаруживать фазу забивания циклона порошком на ранней стадии, (в течение Зс.) Внедрение рекомендуемых режимов работы сушильной установки и пылеулавливающих аппаратов позволили свести пылеунос до минимально возможных величин
Ряд, разработанных конструктивных и технологических решений по уменьшению пылеуноса (полезная модель №95100563/20) внедрены на Ялуторовском МКК и Любинсном МКК.
Оформлен и подписан лицензионный договор между ОмГАУ и заводом "Автоматика" на изготовление а внедрение & производство установки для обнаружения забившегося порошка в циклоне.
Апробация работы и публикации. Основные положения работы доложены автором и обсуждены иа:
- научно-техническом семинаре "Интенсификация процессов произ
водства в молочной промышленности", г. Омск, 1966г.;
- научно-техническом совещание "Научно-технический прогресс в
молочной промышленности", г. Омск, 1967г.;
научно технической конференции "Современные проблемы научного обеспечения АПК и подготовки кадров", г. Тюмень, 1969;
Всесоюзном научно-техническом симпозиуме "Актуальные проблемы переработки молока и производства молочных продуктов." г. Вологда, 1969г.;
Всесоюзной научно-технической конференции "Электрофизические методы обработки пищевых продуктов и . сельскохозяйственного сырья", г. Морква, 1969г.;
научно-технических конференциях профессорско- преподавательского состава, научных рэботникоа инженеров и аспирантов ОМГАУ г. Омска, 1966- 1996г.,-
расширенном заседание специальных кафедр факультета технологии молока и молочных продуктов ОмГАУ, г. Омска 1996г.
По материалам диссертации опубликовано 15 печатных работ,в том числе 2 авторских свидетельства <А.С.№1445606. А.С.№1310030 . и одно свидетельство на полезную модель (№95100563/20). Структура и обьм работы. Диссертационная работа состоит из: введения. 5 глав, включающих обзор литературы, теоретических и экспериментальных исследований, методов исследований, выводов, списка литературы, программного обеспечения, приложений.