Созревание и послеуборочное дозревание зерна

2.1 Созревание и послеуборочное дозревание зерна

Сущность процесса созревания зерна состоит в том, что растворимые в воде низкомолекулярные вещества, образовавшиеся в зеленых листьях и стеблях, перемещаются в зерно. Сахара, находившиеся в зерне на его ранних стадиях созревания, превращаются в крахмал и гемицеллюлозу, из свободных аминокислот синтезируются белки, идет формирование клейковины. Свежее убранное зерно имеет пониженные семенные и технологические качества. Полная физиологическая зрелость зерна, при которой оно отличается наивысшей всхожестью и энергией прорастания, наступает через некоторое время в процессе его хранения. Этот период называется периодом послеуборочного дозревания. Зерно наиболее быстро дозревает при низкой влажности, температуре 15-30С° и выше и свободном притоке воздуха к семенам. Кислород не только ускоряет этот процесс, но и ведет к удалению диоксида азота образующегося при дыхании зерна и замедляющего эту стадию.

 

2.2 Сушка зерна в зерносушилке

При неблагоприятных условиях хранения процесс послеуборочного дозревания пшеницы требует 1-1,5 месяцев, а при искусственной сушке его можно сократить до 2-3 недель. Для ускорения процесса дозревания применяют зерносушильные аппараты.

Зерносушильный агрегат ДСП-32-ОТ открытого типа предназначен для сушки сырого зерна кукурузы, пшеницы, ржи, ячменя, овса, семян подсолнечника и других зерновых культур.

Зерносушильный агрегат такого типа (рис. 2) состоит из двух параллельно работающих шахт 3 высотой 11,57 м. Каждая из них состоит из семи секций по высоте делится на три зоны: первая зона сушки высотой 4,95 м расположена на верхней части шахты; вторая зона сушки высотой 2,85 м находится в средней части шахты; третья зона является охладительной. Высота одной секции составляет 1,65 м, причем в каждой секции расположено 8 рядов коробов по 16 в каждом ряду. Шахта по высоте имеет пеногасителями сплавного устройства и частично увлекается водой в канал. Примеси из моечной ванны через воронку 8 и патрубок 9 отводятся в сборник. В отжимной колонке под действием центробежной силы и вихревых потоков воздуха влажное зерно прижимается к ситовой обечайке и поднимается лопатками барабана 19 к выпускным патрубкам. Из отжимной колонки зерно поступает на дальнейшую обработку.

Технологическая схема подготовки зерна к помолу (см. чертеж) может быть сокращенной или развернутой в зависимости от типа зерновой культуры, ее качества, типа помола и т. д. Для сортового помола пшеницы применяют развернутую схему, которая включает в себя следующие стадии: сушка зерна в зерносушилке, отлежка зерна на складе, взвешивание, магнитный контроль, сепарирование, выделение минеральных примесей на камнеотделительной машине, магнитный контроль, обработку поверхности на обоечных машинах, гидротермическая обработка зерна (аспирационная колонка А1-БКА), увлажнение и мойка зерна, короткая отлежка.

 

2.3 Помол зерна

Помол зерна состоит из двух операций: собственно помола зерна и просеивания продуктов помола. Помолы могут быть разовыми и повторительными.

Разовый помол - наиболее простой, при этом зерно на молотковых дробилках за один прием полностью измельчают в муку вместе с оболочками. Полученная мука отличается низким качеством, имеет темный цвет, неоднородна по размеру частиц. Для улучшения качества муки разового помола из нее путем просеивания отбирают некоторое количество крупных оболочек (отрубей). Разовые помолы имеют ограниченное применение.

Повторительные помолы более совершенны, зерно измельчают в муку путем многократного прохождения через измельчающие машины, при этом после каждого измельчения продукт сортируют в просеивающих машинах.

Основным видом измельчающего оборудования для этих помолов являются вальцовые станки. Два цилиндрических чугунных вальца 2 одинакового диаметра расположены под углом и вращаются навстречу друг другу с разными скоростями. Поверхность вальцов рифленая, зазор между ними устанавливается в зависимости от намечаемой крупноты помола. Исходное зерно через приемную трубу 5 питающим механизмом 3 подается на вальцы 2. Зерно задерживается нижним вальцом, имеющим меньшую скорость вращения, скалывается и растирается рифлями верхнего быстровращающегося вальца.

Чувствительный элемент сигнализатора уровня 4, шторки-датчики 6 и заслонка 7 служит для регулирования подачи зерна. Поверхность вальцов очищается с помощью щеток 1 и ножей 8. Измельченное зерно II удаляется через выпускные конусы 9. Для сортирования продуктов измельчения зерна по размеру частиц после каждого вальцового станка устанавливается рассев с набором сит разных размеров, расположенных друг под другом.

3. Расчет циклона

 

Исходные данные (пыль зерновая):

1) количество очищаемого газа при рабочих условиях Q_р = 3800 м³/ч = =1,05 м³/с;

2) плотность газа при рабочих условиях ρ_г = 1,3 кг/м³;

3) динамическая вязкость газа при рабочей температуре μ_t = 22,2*10^-6 Па·с;

4) дисперсный состав пыли, задаваемый двумя параметрами d_m= 5мкм и lg σ_ч = 0,283;

5) запыленность газа С_вх = 10 г/м³;

6) плотность частиц ρ_ч = 1100 кг/м³;

7) требуемая эффективность очистки газа η = 80 %.

Расчет циклонов производится методом последовательных приближений в следующем порядке:

1.  Задавшись типом циклона (ЦН-15У), по таблице 2.8 [1] определяем оптимальную скорость газа в аппарате ω_опт = 3,5 м/с.

2.  Определяем необходимую площадь сечения циклона, м²:

 

 

3. Определяем диаметр циклона, задаваясь количеством циклонов N=1, м:

 

 

Диаметр циклона округляем до значения, указанного в таблице 2.2 [1].

В данном случае D = 0,5 м.

4.  Вычисляем действительную скорость газа в циклоне, м/с:

 

 

Скорость газа в циклоне не должна отклоняться от оптимальной более чем на 15%.

В данном случае отклонение составляет 6 %, что допустимо.

5.  Принимаем по таблице 2.10 коэффициент гидравлического сопротивления, соответствующий данному циклону: .

К₁ - поправочный коэффициент на диаметр циклона, определяемый по таблице 2.11:

К₁ = 1;

К₂ - поправочный коэффициент на запыленность газа, определяемый по таблице 2.12:

К₂ = 0,92;

К₃ - коэффициент, учитывающий дополнительные потери давления, определяемый по таблице 2.13:

К₃ = 35

 

 

6.  Определяем потери давления в циклоне, Па:

7. Приняв по таблице 2.8 два параметра, характеризующих эффективность выбранного типа циклона, определяем значение параметра d₅₀ при рабочих условиях (диаметр циклона, скорость потока, плотность пыли, динамическая вязкость газа) по уравнению:

8. Определяем параметр Х по формуле:

9. Определяем по таблице 1.11 значение Ф(Х), представляющее собой полный коэффициент очистки газа, выраженный в долях:

Ф (0,66) = 0,497

10. Фактическая степень очистки, %:

Для проектирования и построения циклона необходимы геометрические размеры. Для этого используем табл. 1.13 [2] “Соотношение размеров (в долях внутреннего диаметра)”:

Внутренний диаметр выхлопной трубы d = 0,3 м;

Внутренний диаметр пылевыпускного отверстия d₁ = 0,2 м;

Ширина входного патрубка в циклоне (внутренний размер) b= 0,1 м;

Ширина входного патрубка на входе (внутренний размер) b₁ = 0,13 м;

Длина входного патрубка l = 0,3 м;

Диаметр средней линии циклона D_ср = 0,4 м;

Высота установки фланца h_фл = 0,05 м;

Угол наклона крышки и входного патрубка циклона α = 15^°;

Высота входного патрубка а = 0,33 м;

Высота выхлопной трубы h_т =0,75 м;

Высота цилиндрической части циклона H_ц = 0,755 м;

Высота конуса циклона H_к = 0,75 м;

Высота внешней части выхлопной трубы h_в = 0,15 м;

Общая высота циклона H =1,71 м.

Таблица 1 - Техническая характеристика Циклона ЦН-15-500 × 1УП

Типоразмер циклона	Площадь сечения цилиндрической части корпуса (группы корпусов), м2	Производительность, м3/ч		Рабочий объем бункера, м3
		при V=2,5 м/с	при V=4 м/с
ЦН-15-500 × 1УП	0,196	1800	2800	0,32

Условное обозначение:

Ц-циклон; Н- конструкция НИИОГАЗа; цифры после тире: первая (500) - внутренний диаметр цилиндрической части циклона (мм); вторая (после знака умножения) - количество циклонов в группе; У - усовершенствованный; П - пирамидальная форма бункера.

Заключение

Данный курсовой проект позволил расширить, систематизировать и закрепить знания, полученные при изучении методов очистки выбросов отходящих газов. Все методы очистки отходящих газов от пыли и загрязняющих веществ подразделяются на мокрые и сухие. Процесс пыле- или золоулавливания в мокрых газоочистных аппаратах сопровождается процессами абсорбции и охлаждения газов. Многие аппараты этого класса могут применяться не только для очистки газов от пыли и капель жидкости, но и для очистки от газообразных составляющих, а также для охлаждения газов. К аппаратам сухой инерционной очистки газов относятся пылеосадительные камеры и некоторые из простейших по конструкции пыле- и золоуловителей инерционного действия, жалюзийные аппараты, циклоны в одиночном и групповом исполнении, прямоточные циклоны, батарейные циклоны, ротационные пылеуловители, дымососы-пылеуловители.

В ходе работы были изучены технологии и технологические схемы переработки зерна в муку. Также был выявлен факт загрязнения производственного помещения пылью, причиной которого в технологической схеме является зерноочистительный сепаратор типа ЗСМ. В таких условиях наиболее эффективным способом борьбы с образующейся пылью является – установка очистного оборудования.

 Таким образом, была выявлена необходимость установки основного аппарата (циклона), так как он обладает следующим рядом преимуществ:

·  низкая стоимость;

·  незначительное ремонтное обслуживание

·  небольшое падение давления.

В данном курсовом проекте был рассчитан и спроектирован циклон типа ЦН-15 У, фактическая степень очистки, которого составила 82%.

Использованная литература

 

1. Справочник по пыле- и золоулавливанию/М.И. Биргер, А.Ю. Вальдберг, Б.И. Мягков и др.; под общ.ред. А.А. Русанова. – 2 – е изд., перераб. и доп. – М.: Энергоатомиздат,1983.

2. Справочник «Основы конструирования и расчета технологического и природоохранного оборудования»/А.С. Тимонин т.1. - Калуга: Бочкарева, 2003.

3. Машины и аппараты пищевых производств/ Антипов С.Т., Кретов И.Т. и др.; под редакцией академика РАСХН В. А. Панфилова./ М.: Высшая школа 2001. Том 1.

4. Технология пищевых производств/ А.П. Нечаев, И.С. Шуб и др., под редакцией А.П. Нечаева./ М.: КолосС 2005.

5. Технология муки, технология крупы/ В.И. Егоров. – издательство Колосс, 2005.

6. Подьемно-транспортные машины зерноперерабатывающих предприятий/ Ф.Г. Зуев, 1985