14.02.2014
Камінський В. Д., заслужений винахідник України, д.т.н., професор ОГСХИ
Бабич М. Б., к.т.н., генеральний директор НВО «АГРО-СІМО-МАШБУД»
Пiдприємства галузi хлiбопродуктiв використовують нову технологiю виробництва гречаних круп на основi гiдросепарування зерна на мийних машинах з пiдсушуванням, попереднiм пiдiгрiванням, пропарюванням, сушiнням та утилiзацiєю вiдпрацьованого тепла парових сушарок. Це дає змогу забезпечити краще зволоження зерна пiд час миття та пропарювання. Водночас пiдвищується навантаження на паровi вертикальнi сушарки, а вiдтак i зростають затрати тепла.
При гiдросепаруваннi зерна вiдокремлюються смiтнi домiшки (вiдходи), якi виводяться з мийної машини досить вологими i потребують подальшого сушiння. Але належних агрегатiв для вiдокремлення важко сипких вiдходiв в Українi поки що не має, як не оптимiзованi й параметри їх обробки.
У технiчно логiчному процесi водотеплової обробки заключний етап - сушiння зерна. На iснуючих парових агрегатах ВС-10-49М його сушать контактним способом, який не забезпечує високої ефективностi. Нерiвномiрнiсть обробки, а також низька продуктивнiсть згаданих сушарок - одне з вузьких мiсць крупоцеху. Крiм того, вiдпрацьованi тепле повiтря i пара викидаються в довкiлля.
Для усунення цих недолiкiв ми розробили нову парову сушарку для обробки зерна i вiдходiв пiсля мийної машини. Характерна її особливiсть - утилiзацiя тепла вiдпрацьованої пари в конденсаторi з подальшим нагрiвання агента сушiння у пароводяному калориферi, в якому використовують вiдпрацьовану пару.
Технологiєю обробки зерна i вiдходiв у паровому агрегатi передбачено пiдiгрiвання i пiдсушування вiдпрацьованим агентом на першiй стадiї i сушiння кондуктивно-конвективним способом на другiй. Для встановлення оптимального спiввiдношення тривалостi обробки конвективним i кондуктивно-конвективним способом на основi експериментальних даних застосовано безрозмiрне визначення.
W = Wn - Wi / Wn - Wk (1)
W* = Wi - Wk / Wn - Wk (2)
де: Wn та Wk — початкова та кiнцева вологiсть зерна або вiдходiв,
Wi — поточна вологiсть.
Визначення коефiцiєнтiв значимостi в рiвняннi регресiї наведено для виду.
N = Dw / Da = f (n, ca, T, F, W, W*) (3)
- де: n — температура t попереднього пiдiгрiтого зерна,
- ca — температура агента сушiння,
- T — температура сушильних труб,
- F — поверхня теплопередачi.
У такому рiвняннi показано кiнетику сушiння зерна гречки. Для встановлення кiлькiсних i якiсних звя'зкiв мiж параметрами сушiння використали несиметричний насичений квадратичний план Рехтшафнера ПФЕЗ - оптимальний для такої розмiрностi (К-6). Як критерiй оптимiзацiї вибрали затрати.
П = Q3*Nc (4)
- де: Qз — загальнi затрати тепла на процес сушiння, кДж/год,
- Nc — продуктивнiсть сушарки, кг/год.
При використаннi цього критерiю поверхню вiдгуку визначають за таким рiвнянням:
П = 3.175 + 0.2064Х1 + 0.366Х2 + 0.3915Х4 + 0.4036Х5 + 0.1368Х6 - 0.1833Х2X2 + 0.3015Х2X4 + 0.5944Х2X5 - 0.5613Х1Х2 - 0.03933Х1Х3 - 0.0488Х1Х4 - 0.859Х1Х5 - 0.0736Х1Х6 + 0.04596Х2Х6 + 0.4615Х3Х4 + 0.1494Х2Х5 - 0.1058Х2Х6 - 0.1863Х3Х5 + 0.2559Х3Х6 + 0.06918Х4Х5 - 0.166Х4Х6 (5)
- де: Х1, Х2, Х3, Х4, Х5, Х6 — кодованi значення натуральних змiнних;
- n, ca, T, F, W, W* — вiдповiдно.
Аби визначити оптимальнi умови сушiння в паровому агрегатi при мiнiмальних затратах розроблено програму на ЕОМ «ОПТIМ», яка забезпечує пошук оптимуму методом половинного подiлу.
В результатi розрахунку на ЕОМ отримано такi оптимальнi параметри сушiння:
- n = 100 °C,
- ca = 30 °C,
- T = 140 °C,
- F = 15.7 м
Вони забезпечують мiнiмальнi затрати енергiї на сушiння.
На основi аналiзу коефiцiєнта рiвняння регресiї (5) можна зробити висновок, що основними факторами, якi позначаються на критерiї оптимiзацiї наведених затрат (П), є:
- межа переходу вiд першої стадiї до другої — W
- температура труб, у яких циркулює пiд тиском пара — T
- температура агента сушiння — ca
- температура попереднього пiдiгрiва зерна — n
«Зерно i хлiб» № 1, 2001 р.
