Введение к работе
Актуальность. Одной из проблем, приобретающих в последние годы все большую экологическую роль и отраслевую значимость, является, сокращение потерь в технологии производства сухих молочных продуктов за счет совершенствования очистки выбросов пылевидных фракций, обеспечивающего,и свою очередь, охрану воздушной среды. В молочной промышленности частица пыли представляют собой летучие продукты соответствующего производства ( процессы сушки молока и молочных продуктов, пневмотранспортирование). Выброс таких пылевидных продуктов в окружающую воздушную среду не только ухудшает санитарно-гигиеническое состояние производственных помещений, способствует увеличении фактора взрывопожароопасности, но и связан с прямыми потерямі! готовой продукции.
При распылительной сушке молока и молочных продуктов средние потери составляют 0,5-0,6% от производительности сушилок, а это около-7 тыс. тонн сухих молочных продуктов в год ( рассчитано нами на основе отчетных данных Ассоциации "Союзконсервмолоко"). Чтобы удовлетворить санитарно-гигиеническим требованиям с учетом важности проблемы сокращения потерь продукта в качественно новых рыночных условиях развития отрасли, необходимо, в первую очередь, исследовать и реализовать возможности существенного повышения эффективности и стабильности основных способов улавливания шлей -сухих и мокрых инерционных методов, а также обосновать и рэгламен-тировать необходимый уровень очистки отработанного воздуха с учетом возросших экологических требований.
Проблема осложняется отсутствием полноценных сведений о физико-химических и.структурно-механических свойствах пилей сухітл молочных продуктов, режимных параметрах запыленного отработанного воздуха сушилок, данных об оптимальних типах пылеуловителей для конк-
pcniux условия производства. . .-
Необходимостью разработки более эффективных и высокопроизводительных пылеочистных устройств,отвечающих специфике производства сухих молочных'продуктов, определяется актуальность проблемы.
Цель и задачи. Разработка путей интенсификации сухой и мокрой центробешо-инерциэшюй очистки отработанного сушильного воздуха на основе теоретического анализа и экспериментальных исследований при максимальном учете производственной специфики технологии сухих молочных продуктов, физико-химических и структурно-механических свойств соответствующих пылей, режимных параметров отработанного воздуха, экологических требований.
Нэтодн исследований. В работе использован метод теоретических проработок и экспериментальных исследований на лабораторных, опит-но-промьплленньк установках, анализа к обобщения показателей роботы исследуема и существующих средств очистки выбросов. Исследования в лабораторных и производственных условиях проводились с использованием общепринятых методик аэродинамических и пнлевпх замеров. Математическое моделирование.изучаемых процессов и обработка результатов исследований проводились с использованием ЭВМ.
Научная новизна. Впервые на базе исследованных основных фиэико--хпмических свойств ( дисперсный состав, степень взрывчатости, адгезия и т.д.), а тате режимных параметров запыленного отработанного воздуха сушилок осуществлено комплексное изучение факторов, влия-тдих на эффективность очистки выбросов для пылей, образующихся при производстве сухого молока и молочных продуктов.
С использованием положений механики аэрозолей разработана математическая модель и основы расчета отделения пылевидных фракций в плоском горизонтальном криволинейном канале с' оценкой влияния на траектория движения ча?гицы, еэ плотности, размера, скорости потока.
4 его температуры; решены на ЭШ системы уравнений криволинейного движения частицы применительно к условиям очистки выбросов при сушке молочных продуктов.
Установлены основные закономерности взаимодействия сред в установках цёнтробекно-инерционной очистки выбросов, основанных на использовании энергии очищаемого воздушного потока и самоорошения, возникающего при вращении узла контактирования фаз (УКЭ). Проанализированы основные закономерности изменения концентрации пылевидного продукта в аппарате очистки, получены основные' уравнения для расчета установки.
Определена пенообразующая способность ііелоксодержаіг,"'х пылей п процессе их мокрого улавливания из отработанного сушильного воз,гу>:а; разработана методика расчета кратности ггены, образующейся при скошений пылевидного продукта с очищающей жидкостью.
Практическая ценность.работы заключается в определении применительно к технологии производства сухих молочных продуктов основных исходных данных для проектирования более совершенных средств очистки отработанного воздуха и расчета конструктивных характеристик сушильных установок с учетом пылевзрывобезопасности.
На основании проведенных исследований разработан и внедрен на сушилках РС-1000 ( Россошанский молкомбинат Воронежской области) способ модернизаци'.г циклонов с целью исключения отложений продукта на их внутренних стенках. Промышленная эксплуатация модернизированных циклонов показала их высокую зффектинвость и надежность удаления налипавшего пылевидного продукта, закупорки циклонов lie наблюдалось. Разработана техническая документация на малозатратную модернизацию циклонов и техническая характеристика механизма удаления налипшего продукта.
С использованием полученных автором данных разработана тея-іг^с-к-зя документация для серийного производства оборудования для мог"-О
ь
очистки выбросов в линии сушки молочного сахара Я4, ОГВ (производи^,
тельность по воздуху.до 1,0 м3/с).' ". .
Материалы диссертации используются в лекционных курсах "Техно-'' логия молока и молочных продуктов",- "Охрана окружающей среды", курсовом и дипломном проектировании Воронежского технологического института.
Автор защищает результаты исследований основных физико-химических свойств пылевидных фракций, режимных параметров.отработанного воздуха при производстве.сухих молочных продуктов; основные теоретические положения, экспериментальные результаты и конструкции в -сухом и мокром ценгробекно-инерционном пылеулавливании, обеспечивающие существенное повыаение эффективности и стабильности их работы, . значительное сокращение потерь при производстве сухого продукта; результаты экспериментальных исследований пенообразутадей способности широкого диапазона белок содержащих пылей, улавливаемых мокрым способом; результаты, внедрения выполненных.работ в практику молочной промышленности,
Апробация работы. Основные положения работы докладывались автором и обсуадались на научно-технических конференциях Воронежского технологического института (1990,1991,1992,1993 г.'г.); на техническом совете Ассоциации "Ыолпром" Воронежской области (1992,1993 г.г.) . Основное содержание работы отражено в 6.печатных работах. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы, включающего 210 источников, приложения. Объем диссертации 202 страницы, включая 128 страниц основного текста, 37 страниц рисунков и 28 таблиц.