Введение к работе
Актуальность работы. Одной из крупных проблем, имеющих экологическую и отраслевую значимость, является сокращение потерь в технологии сыпучих продуктов за счет совершенствования очистки выбросов пылевидных фракций. Выброс таких пылевидных пищевых продуктов в окружающую среду нежелателен по следующим причинам: развиваются кожные аллергические раздражения и общие заболевания у обслуживающего персонала, увеличивается фактор взрывопожароопасности, происходят потери готовой продукции.
Чтобы соответствовать санитарно-гигиеническим требованиям, учитывая важность проблемы сокращения потерь продукта, необходимо, в первую очередь, исследовать и реализовать возможности существенного повышения эффективности и стабильности основных способов улавливания пищевых пылей -сухих и мокрых центробежно-инерционных методов, - а также обосновать и регламентировать необходимый уровень очистки отработанного воздуха с учетом возросших экологических требований.
Практика эксплуатации средств очистки воздушных выбросов в пищевой промышленности свидетельствует о несоответствии фактической эффективности улавливания пылевидных продуктов проектным показателям и реальным возможностям пылеулавливающих установок. Только при распылительной сушке молока и молочных продуктов средние потери составляют 0,6...0,8 % от производительности сушилок.
Серьезными причинами несовершенства средств очистки воздушных выбросов в технологии сыпучих пищевых продуктов, ведущими к значительным потерям продукций, являются невысокое качество основных узлов пылеуловителей, недостаточный уровень их эксплуатации и недостаточный учет специфических условий работы соответствующего технологического оборудования.
Проблема осложняется отсутствием в ряде случаев полноценных сведений о физико-химических и структурно-механических свойствах пищевых пылей, режимных параметрах запылен-
PQC. НАЦИОНАЛЬНАЯ
БИБЛИОТЕКА
С Петербург а-Л/*|
^ ОЭ МХИ ккуЫ1о\
ного отработанного воздуха, оптимальных типах пылеуловителей.
Необходимость разработки основных направлений интенсификации сухой и мокрой очистки технологических выбросов на основе теоретического анализа и экспериментальных исследований при максимальном учете физико-химических свойств улавливаемых пылевидных продуктов, их концентрации, режимных параметров отработанного воздуха и вызвала проведение нижеизложенных исследований.
Значительный вклад в развитие теории очистки пылевидных выбросов внесли такие зарубежные и отечественные ученые как В. Korst, О. Tapper, Е.А. Штокман, В.В. Варваров, А.Ю. Вальдберг, Ю.В. Красовицкий и многие другие.
Работа проводилась в соответствии с планом НИР Воронежской государственной технологической академии по теме «Исследование процессов тепло- и массообмена, повышение эффективности технологического оборудования и энергоиспользования» (№ гос. регистрации 01960007320).
Цель и задачи диссертационной работы: разработка научных основ процесса очистки отработанного теплоносителя, усовершенствование способа очистки отработанного теплоносителя и создание конструкций инерционного аппарата для его осуществления.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
-
Определение основных физико-химических и структурно-механических свойств пылевидных продуктов как объекта исследования.
-
Теоретический анализ и экспериментальные исследования усовершенствованного процесса центробежно-инерционного улавливания пылевидных продуктов из отработанного теплоносителя.
-
Определение эффективности существующих циклонов и разработка принципа новой конструкции очистного аппарата.
-
Исследование гидравлических сопротивлений и процесса улавливания пылевидного продукта в аппарате, исследование влияния основных факторов на эффективность его работы.
5. Разработка рекомендаций по реализации предложенных разработок в промышленности. Технико-экономическое обоснование результатов исследований.
Научная новизна. Исследованы основные физико-химические и структурно-механические свойства пылевидных продуктов (дисперсного состава, концентрации пыли, показателей взрывоопасное, адгезии и т.д.). Получены регрессионные зависимости степени взрывчатости от концентрации пылевого облака для фракций дрожжевой пыли, коэффициента текучести и объемной массы от размера частиц сахарной пыли.
Построена статистическая модель процесса очистки отработанного теплоносителя, в которой в качестве критериев оптимизации использованы такие показатели, как производительность пылеотделителя, эффективность очистки и гидравлическое сопротивление пылеотделителя, которые являются важнейшими показателями в оценке эффективности процесса.
Установлены кинетические закономерности процесса цен-тробежно-инерционного улавливания пылевидных продуктов из отработанного теплоносителя. Получены зависимости для определения фракционной эффективности пылеулавливания для пищевых пылей.
Новизна технических решений подтверждена патентами РФ № 2088305 и № 2187055.
Практическая ценность работы заключается в том, что разработан способ очистки отработанного теплоносителя и определены рациональные параметры процесса.
Разработаны конструкция пылеуловителя и способ его автоматического управления с целью интенсификации процесса очистки, защищенные патентами (Патенты РФ № 2088305 и № 2187055).
Продана лицензия на патент РФ № 2187055 ОАО «Аннинский маслоэкстракционный завод».
Апробация работы. Основные результаты исследований докладывались и обсуждались на научных конференциях Воронежской государственной технологической академии с 1993 по 2002 гг; Международной научно-технической конференции «Информационные технологии и системы» (Воронеж, 1993 г.); науч-
ной конференции молодых ученых и аспирантов ВГТА (Воронеж, 1995 г.), Ш Международной научно-технической конференции «Техника и технология пищевых производств» (г. Могилев, 2002); XV Международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» (г. Тамбов, 2002).
Результаты выполненной работы демонстрировались на Международной постоянно действующей выставке «Агробизнес Черноземья» и были отмечены двумя дипломами.
Публикации. По теме диссертации опубликовано 15 работ, в том числе получены 2 патента Российской Федерации.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, основных выводов и результатов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 150 страницах машинописного текста, содержит 46 рисунков и 11 таблиц. Список литературы включает 140 наименований, в том числе 34 на иностранных языках. Приложения к диссертации представлены на 38 страницах.
