Разработка способа обезвоживания свекловичного жома методом прессования в поле вибрационного воздействия

• Автор: Бабенко, Денис Сергеевич
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 179 с. : ил.

Введение.
Глава 1. Современное состояние теории, техники и технологии переработки свекловичного жома

1.1. Характеристика свекловичного жома как объекта двухступенчатого обезвоживания

1.2. Краткий обзор современного состояния технологий и техники обезвоживания свекловичного жома
1.3. Анализ современного состояния исследований и разработка технических решений для обезвоживания свекловичного жома

и направления их развития.

1.4. Основные сведения о применении вибрации в массообменных процессах при обработке дисперсных материалов.
1.4.1. Методология исследования реологических свойств дисперсных систем при вибрационном воздействии и ее аппаратурное оформление

1.4.2. Влияние вибрационного воздействия на дисперсные материалы.

1.4.3. Существующие подходы для математического описания массообменных и тепловых процессов в поле вибрационного воздействия.

1.5. Цель и задачи работы.

Г л и в а 2. Исследование свойств свекловичного жома как объекта обезвоживания в иоле вибрационного воздействия
2.1. Определение плотности свекловичного жома.
2.2. Исследование реологических характеристик комплекса на основе свекловичного жома.
Г л а в а 3. Экспериментальные исследования процесса прессования
свекловичного жома в поле вибрационного воздейс вин
3.1. Описание экспериментальной установки и методика проведения экспериментов
3.2. Математическое планирование и обработка результатов эксперимента
3.2.1. Обоснование выбора пределов изменения входных факторов
3.2.2. Анализ регрессионной модели.
3.3. Исследование влияние основных факторов на процесс прессования свекловичного жома в поле вибрационного воздействия
3.4. Оптимизация процесса вибрационного прессования свекловичного жома
Г л а в а 4. Математическое моделирование движения свекловичного жома внутри двугранного угла конического шнекового виброиресса
4.1. Физическая постановка задачи
4.2. Определение предела т екучести свекловичного жома.
4.3. Инженерная методика расчета конического шнекового вибропресса .
4.3.1. Определение радиальной и угловой скоростей движения жома внутри двугранного угла
4.3.2. Определение давления внутри двугранного угла
4.4. Анализ результатов математического моделирования
Г л а в а 5. Комплексная оценка качества свекловичного жома полученного в результате вибрационного прессования
5.1. Исследование качественных показателей свекловичного жома
5.2. Определение токсичности свекловичного жома
Глава 6. Практическое применение результатов научных и проектно
технических решений
6.1. Организация машинной технологии переработки свекловичною жома в сухой кормопродукт
6.1.1. Барабанная сушилка для продуктов подверженных комкообразованию
6.1.2. Шнековая центрифуга
6.2. Способы обезвоживания свекловичного жома в поле вибрационного воздействия.
6.2.1. Вибропресс для полидисперсных продуктов
6.2.2. Вибропресс с плавающей матрицей для полидисперс
ных продуктов
6.2.3. Вибрационная пресссушилка для полидисперсных продуктов.
6.2.4. Способ автоматического управления обезвоживания свекловичного жома в поле вибрационного воздействия
Основные выводы и результаты.
Библиографический список.
Приложения.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
У влажность,
д ускорение свободного падения, мс2 р плотность, кгм
С время, с
Я высота, м
V скорость, мс г радиус, м
7 вязкость
у амплитуда деформации, с
А линейная амплитуда колебаний, мм а угловая частота, с
У интенсивность колебаний, мс
а ускорение колебаний, мс
5 удвоенная амплитуда колебаний, м
Т период колебаний, с
Р давление, Па а коэффициент затухания, 1мм
Е динамический модуль упругости, Па
Е площадь, м
т масса, кг
к предел текучести Па
Безразмерные числа, критерии
С со комплексный модуль
С д упругий динамический модуль
Б со модуль потерь
Индексы
i минимальный тах максимальный г радиальная
Ф угловая эф эффективный к комплекса ср средняя уд удельная н продукта г груза
ВВЕДЕНИЕ


При стандартной технологической схеме процесс сушки свекловичного жома делится на две стадии прессование и собственно сушка. Первая стадия необходима для уменьшения расхода тепла на высушивание. При прессовании жома удаляется, да и то не полностью, только влага, имеющая физикомеханические связи. На второй стадии, когда свекловичный жом нагревается, в основном протекают физикохимичсскис процессы. При высушивании жома происходит коагуляция коллоидных частиц, деформация клеточных оболочек и уменьшение первоначального объема материала изза удаления влаги, в результате чего образуется сушеный жом влажностью . В соответствии с вышеизложенным, для управления реологическими характеристиками систем с целью оптимизации и интенсификации технологических процессов получения сухого свекловичного жома необходимо создание вполне определенного динамического состояния системы, на фоне которого должны осуществляться конкретные технологические операции. Это состояние должно обеспечиваться внешними механическими воздействиями, в большинстве случаев независимо от . Эти воздействия должны учитывать физическую природу объекта переработки и исходить из того, что связи между частицами дисперсной фазы должны быть разрушены по возможности в равной степени во всех элементах объема системы до любого заданного регулируемого уровня. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что актуальной задачей является исследование процесса обезвоживания свекловичного жома с применением эффективных средств создания регулируемого динамического состояния системы и разработка способа интенсификации процесса с уменьшением его энергетических затрат. Работа выполнялась на кафедре машин и аппаратов пищевых производств Воронежской государственной технологической академии. Кравченко Владимиру Михайлович за оказанную помощь и консультации при выполнении диссертационной работы, а также признательность коллективу кафедры МАПП за оказанное содействие при оформлении. ГЛАВА 1. Самым объемным отходом свеклосахарного производства является обессахаренная стружка, или жом. Такое название происходит от того, что на заре свеклосахарного производства сок из свекловичной кашки отжимали. Сухие вещества жома состоят из пектиновых веществ целлюлозы гемицеллюлозы азотистых веществ 1,,5 золы 0,,3 сахара 0,0, . Кроме того, в свежем сыром жоме имеются витамин С и белок. В жоме содержатся также лизин и треонин наиболее дефицитные в зерновом сырье аминокислоты. Рис. Схема использования жома
Характер несахаров жома определяет основное направление его использования рис. По питательности жом занимает среднее положение между такими естественными кормами как овес и луговое сено, уступая им лишь немного по содержанию азотистых веществ. Он содержит безазотистых, легко усваиваемых веществ в 1,5 раза больше, чем сено и почти столько же, сколько овес. Сырой жом это трехфазный продукт, состоящий из твердой, жидкой и газовой фаз. Свекловичный жом по своей структуре является сложным коллоидным капиллярнопористым телом. После обессахаривания в горячей воде диффузионного аппарата, стружка свеклы сырой или свежий жом попрежнему сохраняет клеточное строение, но внутриклеточное а также межклеточное пространство изза процесса диффузии заполнено очень слабым 0,2 раствором сахара. Кроме того, в процессе термообработки сильно ослаблена механическая прочность стружки. По размерам частиц длина мм, толщина мм, ширина мм жом относится к грубодисперсной среде 2, 9, 4, 9. Для определения границ процесса обезвоживания свекловичного жома необходимо знание видов связи влаги, которые делятся на физикохимические адсорбционная и внутриклеточная и физикомеханические капиллярная и смачивания. Обезвоживание свекловичного жома характеризуется совокупностью массообменных процессов, сопровождающимися физикохимическими и структурно механическими изменениями. При прессовании жома удаляется влага, имеющая физикомеханические связи. По возможности механического удаления влаги из сырого жома е можно распределить примерно следующим образом в к массе влаги в сыром жоме, табл.