Исследование процесса сушки пивной дробины в аппарате с закрученным потоком фаз

• Автор: Прибытков, Алексей Викторович
• Шифр специальности: 05.18.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 208 с.

Введение.

Гла в а 1. Современное состояние теории, техники и технологии

переработки пивной дробины.

1.1. Общая характеристика пивной дробины.

1.2. Основные способы утилизации пивной дробины

1.3. Аппараты для проведения технологических процессов с использованием закрученных потоков.

1.4. Особенности гидродинамики аппаратов с закрученными потоками.

1.5. Особенности процесса тепло и массообмена при сушке влажных материалов в аппаратах с закрученными потоками фаз.

1.6. Цели и задачи исследования

Г л а в а 2. Характеристики пивной дробины как объекта

2.1. Изотермы десорбции пивной дробины.

2.2. Определение физикомеханических свойств пивной дробины
2.2.1. Удельный вес пивной дробины.
2.2.2. Насыпная плотность пивной дробины.
2.2.3. Коэффициент укладки.
2.2.4. Порозность
2.2.5. Углы естественного откоса.
2.2.6. Гранулометрический состав пивной дробины
2.3. Исследование гидрофильных свойств объекта сушки
2.4. Дифференциальный термический анализ пивной дробины
2.5. Теплофизические характеристики объекта сушки.
Г л а в а 3. Исследование процесса сушки пивной дробины в
аппарате с закрученным потоком фаз
3.1. Экспериментальная установка и методика проведения исследований
3.2. Гидродинамика закрученного слоя пивной дробины.
3.3. Сушка пивной дробины в аппарате с закрученным потоком фаз.
3.4 Оптимизация процесса сушки пивной дробины.
Г л а в а 4. Математическое моделирование процесса сушки
влажной частицы пивной дробины в вихревой камере.
4.1. Постановка задачи.
4.2. Исходные уравнения
4.2.1. Поле скоростей в аппарате.
4.2.2. Уравнения движения частицы
4.2.3. Уравнения тепло и массообмена при сушке частицы пивной дробины.
4.3 Численное решение задачи о движении частицы пивной
дробины в процессе сушки
4.4. Результаты расчетов процесса движения в аппарате частицы с изменяющейся массой
Г л а в а 5. Разработка перспективных сушильных установок для
сушки пивной дробины.
5.1. Сушилка с активной гидродинамикой и пофракционной обработкой материала.
5.2. Сушилка с пофракционным разделением материала
5.3. Сушилка для осуществления способа получения пищевой
биодобавки
5.4 Расчет экономической эффективности.
Основные выводы и результаты.
Библиографический список.
Приложение.
Основные условные обозначения
с удельная теплоемкость, Джкг К й коэффициент диффузии, мс
диаметр, м
Г площадь поверхности, м2, сила, Н
коэффициент трения
ускорение свободного падения, мс
И, высота, м
С нагрузка, кг расход м3с
I энтальпия, Джкг шаг
т масса, кг
р парциальное давление, Па
расход кгс количество тепла, кДжс
Я универсальная газовая постоянная, ДжмольК г радиус, м удельная теплота парообразования, Джкг
Т, , температура, К С и влагосодержание материала, кгкг
V объем, м3 объемный расход, мс скорость, мс
IV влажность, относительная скорость, мс и скорость частицы, мс с влагосодержание сушильного агента, кгкг
а коэффициент температуропроводности, м2с коэффициент теплообмена,Втм2К
коэффициент массообмена, кгм К
А разность, приращение порозность слоя
С коэффициент гидродинамического сопротивления л коэффициент теплопроводности, ВтмК
коэффициент динамической вязкости, Па с
v коэффициент кинематической вязкости, м с р плотность, кгм
9 угол естественного откоса, град т время, с, мин
р угол, градус относительная влажность газа,
ПД пивная дробина
СВ содержание сухих веществ,
Безразмерные числа, критерии
число Рейнольдса
число Нуссельта
число Архимеда.
Индексы
диффузионный дифференциальный тах максимальный i минимальный м материал н, о начальное состояние н насыпная сл слой гиг гигроскопичный г газа к критический пд пивная дробина р равновесная са сушильный агент ср средняя уд удельная ч частицы э эталон, эквивалентный.
ВВЕДЕНИЕ


Повышение кормовой ценности ПД предложено производить улучшением усвояемости ее ингредиентов например, добавлять к влажной ПД каустическую соду, чтобы модифицировать кристаллическую структуру целлюлозы и разрушить лигнинцеллюлозные связи, что превращает компоненты ПД в более доступные формы для бактерий рубца скота , 7. Для повышения кормовой ценности ПД, в частности, могут быть использованы ферментные препараты. При совместной обработке цитолитическими и протеолитическими ферментными препаратами сухих веществ было прогидролизовано до растворимого состояния 4. При действии композиционных целлюлолитических ферментных препаратов на предварительно обработанную кислотой ПД, глубина гидролиза по сухим веществам составила 0. Экстракт жидкой фазы ПД, содержащий липидные вещества, может быть использован в качестве пеногасителя 6. Другим направлением использования ПД является комплексная переработка отходов пивоварения и кооперирования пивоваренного производства и сельского хозяйства , , . Предложено получать из отходов пивоварения этиловый спирт. Фирмой ii Финляндия в г. Экономический эффект комбината, по сравнению с работой отдельных производств, составляет экономию воды . В 1 описано использование пивной дробины и как субстракта для выращивания микроскопического гриба ii i в процессе культивирования этого гриба при образовании грибной биомассы утилизируется сахара, содержащегося в полисахаридах дробины. Анализ химического состава пивной дробины показывает, что она может быть также использована для производства продукции, основанной на микробном биосинтезе кормового белка, этанола, молочной и уксусной кислот, бутаиола. Аппараты для проведения технологических процессов с использованием закрученных потоков. В настоящее время в пищевой промышленности для получения сухих дисперсных продуктов, применяют главным образом, конвективную сушку во взвешенном состоянии, когда газ является не только теплоносителем, но и транспортирующим агентом. Сушилки со взвешенным слоем дисперсного материала составляют значительную часть аппаратов используемых в пищевых технологиях. К ним относятся сушилки с кипящим слоем, пневматические, распылительные, аэрофонтанные, вихревые и т. Для трудносохнущих материалов применение находят аппараты со стационарным слоем, такие как ленточные и шахтные сушилки, а также сушилки с полувзвешенным слоем материала барабанные. На рис. Характер циркуляции теплоносителя

5
I
Рис. Использование закрученных потоков в области сушки началось сравнительно недавно. Исходя из анализа отечественных и зарубежных данных, этот принцип широко применяется как в чистом виде, так и в комбинациях с другими аэродинамическими режимами. Ввиду многообразия конструктивных решений подобных аппаратов рассмотрим лишь наиболее характерные из них. На рис. Сушилка состоит из пневматической трубы с рубашкой для обогрева. Внутри трубы находится вытеснитель, также обогреваемый и вращающийся со скоростью 1. На вытеснителе имеются спиралеобразно расположенные лопасти. Влажный материал, подаваемый шнековым питателем, подхватывается транспортирующим газом и движется по спиралеобразному каналу, образованному направляющими лопастями, стенками трубы и вытеснителя. Под действием центробежной силы материал образует тонкий слой, который перемещается по внутренней поверхности обохреваемой трубы, сушилка предназначена для сушки сыпучих материалов, не имеющих адгезии к стенкам аппарата. Время пребывания материала в аппарате составляет несколько секунд. Сушилка имеет производительность по сухому материалу от 0,4 до 0, кгс. Аналогичный тип сушилки описан в работе , где в отличие от пописанной выше сушилки транспортирующий газ одновременно является источником тепла, для этого он подогревается в калорифере, вращение корпуса вытеснителя отсутствует. На рис. Веппа i . В этих сушилках поток теплоносителя вводится в корпус через тангенциально расположенные сопла . Высушиваемый материал отбрасывается к стенкам камеры. Время сушки регулируется в сушилке с кольцевым движением двухфазного потока от нескольких секунд до нескольких часов, при спиральном движении время пребывания материала составляет несколько секунд.