Введение к работе
Актуальность темы. Для решения продовольственной проблеми в нашей стране планируется провести рл.д мер, направленных на раззитие и техническое перевооружение дрохкевой промышленности. К 1995 г. выработка дрохаеіі долина составить 473 тыс. тонн. Намечено выработать 288 гас. тонн высококачественных дроетей с содержанием сухого вещества более 30 %, подъемной силой и мальтаз-ной активностью до 60 мин, ожидается выпуск нового вида дрожжей - "экспресс".
В ближайшио пять лет предполагается построить 18 новых дрожжевых заводов и реконструировать ряд действующих предприятий, начать серийный выпуск нового высокопроизводительного технологического обору дования: самораз гру наших ся сепараторов-кларіфі-каторов, смесителей-стерилизаторов, вакуум-фильтров, сушилок, фасовочно-упаковочных автоматов для прессовшпщх и сушеных дрок-кей; внедрить средства механпзацші и автоматизации технологических операций.
Выполнешш поставленной задачи требует интенсификации и совершенствования технологических процессов производства, иодер-низачт^і действующего и разработки нового автоматизированного высокопроизводительного оборудования.
В настоящее время производительность дро:.';ксвых заводов составляет от 6 до к!0 тис. топи прессованных дрокней в год, однако ввиду отсутствия надекных и пцеокоэфуектчттшх сушильных установок на ряде заводов не освоен випуск суїленой продукции,
В дрожжевом производстве получение сухих дрохжей, возникшее впервые более 50 лет назад, считается одной из главнейших стадий технологического процесса. Непрерывный рост спроса на
сушеные дрожжи, представляющие меньшие трудности на транспортировку их в отдаленные районы, привлекает внимание многих специалистов. Однако предприятия дрожжевой промышленности в настоящее время остро нуждаются в современных автоматизированных су- шильных установках о обоснованными режимами сушки. Решение этого вопроса откроет новые возможности повышения производительности технологического процесса, улучшения качества готовой продукции и совершенствования организации труда.
Цель работы. Целью настоящей работы является исследование гидродинамики и кинетики процесса сушки хлебопекарных дрожжей в' установке с постоянным поперечным сечением камеры, снижение энергозатрат на псевдоожияение гранул, получение кинетических моделей процесса, позволяющих выполнить уточненный инженерный расчет сушилки, выбор рациональных режимов ведения процесса, обеспечивающих повышение технико-экоНомяческих показателей проектируемых сушилок.
В соответствии с поставленной целью предусматривалось решить следующие задачи:
провести экспериментальное исследование гидродинамики кипящего слоя гранулированных хлебопекарных дрожжей в установке с постоянным поперечным сечением камеры и разработать способ снижения пика давления при их псевдоонижении;
экспериментально изучить кинетику процесса сушки дрожжей и построить математические модели для определения длительности процесса и расчета температуры слоя высушиваемых дрожжей;
. методами планирования эксперимента исследовать влияние скорости сушильного агента и удельной нагрузки дрожжей на решетку на ход процесса, определить их оптимальные значения;
разработать ноЕые конструкции сушилок с системой автомата-
чесного управления процессом}
изготовить опытный образец сушилки и провести производственные испытания о анализом качества высушенных дрожжей.
Научная новизна. По результатам э: :;цариментального исследования гидродинамики и кинетики процесса сушки получены уравнения для определения скорости псевдоокижения и усадки слоя дрожжей. Разработана модель кинетики сушки дрожжей, учитывающая одновременно периоды постоянной и падающей скорости сушки. С учетом кинетической модели получено уравнение для нахождения средней температуры в слое высушиваемых дрожжей и определен их приведенный коэффициент теплоотдачи. Проведена оптимизация процесса с точки зрения минимума энергозатрат на сушку.
Разработан ряд конструкций сушильных установок и устройств для загрузки дрожжей в сушилку, способ автоматического управления процессом cyrnai дрожжей в кипящем слое, новизна которых защищена в 9-ти авторских свидетельствах и 2-х пологитолыак решениях Госкомитета по долам изобретений и открытий СССР.
Практическая ценность. По результатам проведенных исследований получены оптимальные значения основных технологических парамэтров процесса суяш дрожжей в кипящем слое, позволяющие снизить продолжительность и опоргозатратн процесса при высоком качестве готоеого продукта.
Разработанные конструкции и способ автоматического управления процессом сушки могут быть использованы в промышленном производстве.
Сделан уточненный расчет сушильной установки кипящего слоя.
Разработан и изготовлен опытный образец сушилки кипящего слоя по а.с. й 1537992, производственные испытания которого проведены на Воронежском дрожжевом заводе. Ожидаемый экономяче-
4 ский эффект от внедрения одной такой сушилки составит 25 тыс. руб. в год.
Апробация работа. Основные полонення диссертационной работы и результаты экспериментальных исследований докладывались и обсуждались на отчетных научных конференциях Воронежского технологического института с 1987 по 1990 гг. и Воронежского лесотехнического института в 1990 г., на Всесоюзном совещании "Создание и производство пилотных установок для биотехнологнческих процессов" (Пущино, сентябрь,1987 г.), на Всесоюзном научно-техническом симпозиуме "Проблемные вопросы автоматизации производства" (Воронен, октябрь, 1987 г.), на межвузовском постоянно действующем семинаре "Процессы тепломассообмена в энергомашиностроении" (Воронеж, ноябрь, 1990 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 печатных работ, получено 9 авторских«свидетельств и 2 пологителышх ре-сеїшя Госкомитета по делам изобретений и открытий о выдаче авторских свидетельств.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 149 страницах машинописного текста, содержит 47 рисунков и II таблиц. Список литературы вшючг-эт 118 наименовании, в том числе 8 иностранных. Приложения к диссертации представлены на 32 страницах.