Установка для пропаривания зерна крупяных культур

 

1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОПАРИВАНИЯ ЗЕРНА КРУПЯНЫХ КУЛЬТУР по авт.св. № 1106532, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени утилизации вторичного тепла на предварительный подогрев, улучшения технологических свойств зерна и увеличения производительности работы пропаривателя , под пропаривателем установлен сушильныйбункер, бункер для предварительной подготовки зерна снабжен примыкающими с наружной стороны к его боковым стенкам сборным коллектором и газораспределительной камерой, причем сборньй коллектор соединен воздуховодом с вентилятором отсоса смеси иторичного пара и ноздуха из сушильного бункера, а газораспределительная камера сообщена с тешюобменником трубопроводом для подачи подогретого воздуха, в бункг.ре для предварительной подготовки зерна в шахматном порядке по всей высоте установлены под углом 3-5° к горизонтали тепловые трубы с закрепленными над ними подводящими коробами для подачи подогретого воздуха, при этом из газораспределительной камеры теплопые трубы одним cnout i концом выходят в сборный коллектор, а в ltIfжнeй части бункера для irpensaрительной подготовки зерна pacntmoжены трубы для подвода подогретоРО воздуха, сообщенные с теплообменнис ком. 2. Установка по ii.l, отлича taet: ющаяся тем, что сборньи коллок-тор снабжен патрубками, устаноплеини0 1 ми в верхней части для выхода отработанного влажного в атмос таЛ феру через даклон, а в нижней части О для сбора и вывода конденсатов в конденсатосборник.

Со!ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 В 02 В 1/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЧ1 И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1106532 (21) 3458127/28-13 (22) 28.06.82 (46) 07.08.85. Бюл. N- 29 (72) В.Д.Каминский, О.Г.Бурдо, Н.В.Остапчук, В.Д.Каминский и Н.Т.Монашко (71) Одесский технологический институт пищевой промышленности им. M.Â.Ëîìîíoñoâà (53) 664.72(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 1106532, кл. В 02 В 1/04, 25.02.82.. (54)(57) 1. УСТАНОВКА ДЛЯ ПРОПАРИВАНИЯ ЗЕРНА КРУПЯНЫХ КУЛЬТУР по авт.св.

У 1106532, отличающаяся тем, что, с целью повышения степени утилизации вторичного тепла на предварительный подогрев, улучшения технологических свойств зерна и увеличения производительности работы пропаривателя, под пропаривателем установлен сушильный бункер, бункер для предварительной подготовки зерна снабжен примыкающими с наружной стороны к его боковым стенкам сборным коллектором и газораспределительной камерой, причем сборный коллектор со" единен воздуховодом с вентилятором отсоса смеси вторичного нара и воздуха из сушильного бункера, а газораспределительная камера сообщена с тенлообмен трубопроводом для подачи подогретого воздуха, в бункере для предварительной подготовки зерна в шахматном порядке по всей высоте установлены под углом 3-5 к горизонтали тепловые трубы с закрепленными пад ними подводящими коробами для подачи подогретого воздуха, при этом иэ гаэораспределптельной камеры тепловые трубы одним свопм концом выходят в сборньиЪ коллектор, а в нижней части бункера для предварительной подготовки зерна расположены трубы для подвода подогретого воздуха, сообщенные с теплообменннком.

2. Установка по п.1, о т л и ч а ю щ à я с я тем, что сборный коллектор снабжен патрубками, установленными в верхней части дпя выхода отработанного влажного воздуха в атмосферу через циклон, а в нижней части для сбора и вывода конденсатов в конденсатосборник.

1 1171091 2

Изобретение относится к мукомоль ного воздуха через воздуховод 44 вентилятором 45 из бункера 1, патрубка 46 для сбора и вывода конденсата по трубопроводу 47 в конденсатосбор5 ник 48.

В бункере 1 (фиг.2) в нижней части по всей его длине расположены перфорированные трубы 27, выше в шахматном порядке по всей высоте установно-крупяной промышленности и может быть использовано для гидротермической обработки зерна, гречихи, овса, и является усовершенствованием известной установки по авт. св.. 0 1106532.

Цель изобретения — повышение степени утилизации вторичного тепла на предварительный подогрев, улучшение технологических свойств зерна и увеличение проиэводительсти работы пропаривателя.

На фиг.1 показана установка для!

15 пропаривания зерна крупяных культур; на фиг.2 — бункер для предварительного подогрева зерна.

Установка состоит из бункера 1 для ду 12 второй фракции вторичного пара, содержащей конденсат, обратного клапана 13, второго буферного пароаккумулирующего сосуда 14, паропровода

15 подвода остатков вторичного пара, патрубка 16, первого контура рекуперативного теплообменника 17, патрубка 18, конденсатосборника 19, паро35 редуктора 20, паропровода 21, патруб40

45 ка 22 для подвода теплоносителя во второй контур рекуперативного теплообменника, патрубка 23, вентиляТора

24 для всасывания через диффуэор 25 теплового отработанного воздуха иэ сушилок и нагнетания в теплообменник

17 для дополнительного нагрева и пода чи по воздуховоду 26 через патрубок в перфорированные трубы 27; вентиля

28, паропровода 29, пароредуктора 30, тора 32, отсоса смеси вторичного пара с воздухом по воэдуховоду 33 вентилятором 34 и нагнетания его по воздуховоду 35 в сборный коллектор 36, тепловых труб 37, подводящих коробов

38, гаэораспределительной камеры 39, патрубка 40, воздуховода 41, циклона

41, коллектора 43, отсоса отработанпредварительного подогрева зерна, пробкового загрузочного затвора 2, 20 пропаривателя 3, разгрузочного пробкового затвора 4, сушильного бункера 5, вентиля 6 подачи пара от центральной магистрали, вентиля 7 выпус25 ка из пропаривателя вторичного пара, паропровода 8 подачи первой фракции ,вторичного пара, не содержащей конденсат, обратного клапана 9,буферного пароаккумулирующего сосуда 10, вентиля 11 для выпуска по паропрово- З0 датчика 31 уровня конденсата, коллек-50 лены под углом 3-5, подводящие короба 38 с жестко закрепленными в их вершинах по всей длине тепловыми трубами 37. Тепловые трубы содержат участки испарения, конденсации и транспортную зону. Участки конденсации тепловых труб расположены под углом

3-5 к горизонту. Транспортная зона тепловых труб используется для их крепления на стенке бункера 1. Внутренние поверхности тепловых труб 27 гладкие, либо покрытые на участке испарения металлическими сетками с размерами ячейки 71-120 мкм. Тепловая труба заправляется через штенгуль теплоносителя, например, дегозированным дистелятом. Объем заправки составляет 10-20 X от объема участка конденсации.

За счет отработанного тепла смеси вторичного пара и воздуха отсасываемого из сушильного бункера 5 вентилятором 34 и нагнетаемого в сборный кол лектор 36 производится нагрев концов тепловых труб (испарительных зон) 37.

В результате нагрева смесью пара и воздуха последних начинается процесс испарения воды внутри тепловых труб.

Давление в трубе несколько повышается и образовавшийся пар направляется на участок конденсации, который находится в другом конце трубы, при этом происходит отбор и передача тепла от отсасываемой смеси вторичного пара и воздуха тепловой трубе и, следовательно, подводящим коробам 38, ко" торые нагреваются до той же температуры, что и тепловые трубы 37, так как они жестко закреплены к коробам 38.

Пар проходит по тепловой трубе, внутри нее соприкасается с холодными стенками, и температура снижается. Поскольку тепловая труба расположена под углом к горизонту (3-5 ) и испарительные участки находятся несколько ниже по уровню, конденсирующая жидкость возвращается в зону кипения и цикл работы тепловой трубы повторяется.

3 1171

Таким образом, в тепловой трубе не прерывно осуществляется перенос скрытой теплоты парообразования от испарителя к конденсатору, причем эта ве личина на несколько порядков выше ко- Б личества тепла, которое может быть перенесено в виде энтальпии рабочей жидкости в обычной конвективной системе. Поэтому тепловая труба может передавать большие тепловые потоки 10 г (осевой поток до 10 кбт/см ) при малом размере установки и, практически, в изотермических условиях. Уникальные свойства тепловой трубы (очень малый перепад температур на испарите- 15 ле и конденсаторе, компактность, высокая эффективность теплопроводности) дают возможность эффективной утилизации вторичного тепла на предварительный подогрев зерна в бункере 1.. 20

Работа установки для пропаривания зерна крупяных культур с учетом ее начального запуска в работу заключается в следующем.

Из бункера 1 пробковым загрузочным затвором 2 зерно загружают в пропариватель 3, после чего открывают вентиль

6 и подают насыщенный водяной пар я пропариватель 3 до набора -в ием требуемого давления (0,30-0,20 ИПа) и 3 выдерживают установленную экспозицию пропаривания (2,8-4,0 мин). Затем открывают вентиль 7 и по паропроводу

8 через обратный клапан 9 в буферный пароаккумулирующий сосуд 10 по35 дают первую фракцию вторичного пара, . несодержащую конденсат. Емкость бункерного сосуда 10 подбирается таким образом, чтобы обеспечить полный отбор первой фракции вторичного пара.

Продолжительность выброса первой фракции подбирается эмпирически и зависит. от давления пара в пропаривателе 3, Поэтому после отбора паровой фракции открывают вентиль 11 и вторая фракция вторичного пара, смесь пара с коиденсатом по паропроводу 12, через обратный клапан 13 подается в буферный пароаккумулирующий сосуд 14 и парвииельно по паропроводу 15 и па" трубку 16 в первый контур рекуперативиого теплообменника 17.

По мере поступления второй фракции пара в буферный сосуд 14 давле-: ние вторичного пара в магистрали па 5> .ропровода 8 падает, при этом обратный клапан 9 рассчитан на определенное давление пара, которое устанавли

091 4 вается в сосуде 10 при полном отборе первой фракции вторичного пара. IIoэтому, когда в сосуде 10 устанавливается заданное давление, а в магистрали паропровода 8 при истечении второй фракции оио падает и давление пара внутри сосуда превышает давление в паропроводе 8, тогда срабатывает обратный клапан 9, который перекры-вает впуск пара в сосуд 10, чем обеспечивается отбор и сохранность вторичного пара для последующего целевого назначения. †Параллельн выпуск второй фракции вторичного пара позволяет произвести ее отбор в требуемом количестве в сосуд 14 за период выпуска, что достигается соответствующим соотношением диаметров паропроводов 12 и 15. Дальнейшее истечеййе остатков второй фрак" ции приводит к сш1жению давления пара . в паропроводе 15, при этом обратный . клапан 13 срабатывает, перекрывая поступление второй фракции вторичного пара в сосуд 14. Остатки второй фракции, проходя через первый контур теплообменника 17, производят нагрев его рабочей теплообмениой поверхиос" ти. Отработанный конденсат через патрубок 18 поступает в кондеисатосбориик 19. После сброса давления пара в пропаривателе 3 до 0,02 ИПа открывают разгрузочный пробковый затвор 4 и производят выгрузку зерна в сушильныи бункер 5. Вместе с зерном в последний поступает смесь вторичного пара с воздухом. В связи с тем, что относительная влажность смеси очень

1 высокая и находится в пределах 8795 Ж, несмотря иа то, что температу ра смеси составляет 92-98 С, тепло отсасывается из бункера и выбрасывается в атмосферу. . В отличие от известной иа предлагаемой установке используется (фиг.2) конструкция подводящих коробов 38 с тепловыми трубами 37. Дн возможности эффективной работы подводящих коробов 38 через коллектор

32 и сушильного бункера 5 отсасывается смесь вторичного пара с воздухом вентилятором 34; которая по воздуховоду 35 нагнетается в спорный кол- . лектор "36, в котором производится нагрев концов выступающих тепловых труб 37. По последней тепло перено- сится по всей .ее длине, находящейся в.;утри бункера 1 и так как тепловая труба жестко закреплена с подводя1171091 щим коробом 38, происходит также и нагрев последних. В бункер 1 непрерывно подается подогретый воздух, по мере его наполнения зерном иэ-за снижения проницаемости слоя зерна равномг,>ность и эффективность нагрева значительно снижается.

Для устранения этого недостатка и применяется кондуктивный способ 10 нагрева зерна теплоносителем, подаваемым по подводящим коробам 38. В особенности эффективность кондуктивного способа проявляется после наполнения бункера 1 зерном. В дополнение к t5 этому сочетание двух способов: конвективного и кондуктивного, обеспечивает равномерный нагрев всей массы зерна в бункере 1, при этом повышается эффективность утилизации вторично- 20 го тепла на предварительный подогрев зерна.

Параллельно описанной операции предварительного нагрева зерна в бун кере 1 сразу же после закрытия об- 25 ратного клапана 13 включают пароредуктор 20 и производят непрерывное редуцирование смеси пара с конденсатом по паропроводу 21 через патрубок

22, обеспечивая нагрев рабочей по- 30 верхности второго контура рекуперативного теплообменника 17, при этом отработанный конденсат через патрубок 23 подается в конденсатосборник

19. Расход смеси пара с конденсатом редуцируемого пароредуктором 20 из сосуда 14 устанавливается таким образом, чтобы обеспечить непрерывную подачу смеси пара с конденсатом до начала операции повторного отбора 4р второй фракции вторичного пара в сосуд 14.

Указанная последовательность опе-. рации позволяет обеспечить постоян-, ный непрерывный нагрев рабочей поверхности второго контура теплообменника 17. В результате засасываемый вентилятором 24 через диффузор

25 теплый отработанный воздух из сушилок и нагнетаемый в теплообменник

17 удается поддерживать подогретым на протяжении всего периода работы установки, Параллельная подача подогретого воздуха по воздуховоду 26 в перфорированные трубы 27 и через га- 55 зораспределительную камеру 39 в подводящие короба 38 позволяет равномерно по всему объему производить нагрев зерна в бункере 1. Предварительно подогретое зерно в бункере 1 через загрузочный затвор 2 загружают в пропариватель 3 после чего открывают вентиль 28 и из сосуда 10 по паропроводу 29 подают паровую фракцию вторичного пара. После установления с равновеликого давления пара между пропаривателем 3 и сосудом 10 вентиль

28 закрывают и открывают вентиль 6, чем производится подача насьпценного водяного пара в пропариватель 3 до установленного давления. После завершения операции пропаривания открывают вентиль 7 и производят выпуск вторичного пара по описанной схеме, в дальнейшем цикл работы установки . повторяется.

По мере накопления в сосуде 10 конденсата до определенного уровня, но. не выше середины сосуда 10, датчик 31 подает команду и через пароредуктор 30 производится сброс содержащейся в сосуде смеси пара с конденсатом в первый контур теплообменника

17. Необходимость накопления до определенного уровня конденсата в сосуде 10 связана с тем, что он выполняет.роль очистителя вторичного пара и требующего очистки из-эа контакта пара с зерном в пропаривателе. Удаление примесей в результате очистки в сосуде 10 вторичного пара на предлагаемой установке производится как и на известной установке.

В процессе сравнительных испытаний известной и предлагаемой установок установлено, что температура нагрева зерна в бункере предварительного подогрева на 11-33 С выше на предлагаемой установке, при этом температура нагрева по всему объему бункера достигает одних и тех же значений в центральной и периферических его частях в пределах 84:89 С, в то время как на известной установке не обеспечивается равномерный нагрев зер на. В периферических частях бункера температура нагрева зерна в известной установке достигает 72-78 С, что связано с недостатками конструкции бункера предварительного подогрева. увеличение температуры предварительного подогрева зерна на 35Х на: предлагаемой установке способствует интенсификации процесса пропаривания и производительности работы пропаривателя на 147.. Более высокая и рав1171091 номерная температура нагрева зерна перед поступлением в пропариватель на предлагаемой установке уменьшает интервал температур между зерном и парам. При поступлении подогретого 5 зерна в пропариватель снижается продолжительность времени, необходимого на нагрев зерна до температуры равной температуре пара. В результате чего сокращается продолжительность времени, необходимого на операцию пропаривания и на 13 расход пара по отношению к начальному его поступлению в пропариватель, при этом влажность зерна на выходе иэ пропаривателя снижается на 0,7 . в сравнении с известной.

Снижение влажности зерна на выходе из пропаривателя на предлагаемой установке приводит к облегчению работы 20 сушилок и снижению на 6/ расхода пара на операцию сушки. Ийтенсивный предварительный нагрев зерна на предлагаемой установке до более высокой температуры вызывает в большей мере релаксациониые изменения зерна гречихи. В результате этих изменений облегчается шелушение оболочек, так как снижается прочность соединенных составных частей последних. Следст- 30 вием ртого является повышение коэффициентов шелушения крупной и мелкой фракций зерна соответственно на 3,5 и 1,6 . Равномерность нагрева зерна в бункере предварительного подогрева, а также его равномерное увлаж" пение в процессе пропаривания способствует улучшению комплексных потребительских показателей готовой продукции в сравнении.

В предлагаемой установке для пред,варительного подогрева зерна гречихи используют тепло вторичного пара, как выбрасываемое из прапаривателей, так и выходящие с зерном после операции пропаривания. При поступлении зерна в бункер предварительного подогрева с температерай 5-20 С ti пагреве его в бункере до 84-85 С требуется 7660 кДж/кг. В установке с производительностью пропарпваппя

10 т/ч подается па предварительный нагрев концов тепловых труб и следовательно подводящих коробов 1, 1 кг/с смеси вторичного пара с воздухам с температурой 99 С, располагаемые теплосодержание вторичного пара при указанной характеристике его параметров составляют 173 кДж/кг. При ИЩ нагрева подводящих коробов ат тепловых труб в пределах 50-553 можно ис- пользовать 95,15 кДж/кг бросового тепла па нагрев зерна.

Таким образом, конструктивные особеппости установки позволяют па 35Х повысить температуру и обеспечить равномерность предварительного подогрева зерна, на 14 увеличить производительность пропаривателя, снизить на 13% расход пара на операцию про- паривания, па б . на операцию сушки при этом на 1,6-3,5 достигается повышение коэффициентов шелушения зерна и соответственно производительнос-. ти крупоцеха при улучшении качества готового продукта, что и предопределяет рациональность использования предлагаемой установки промышленности.

1171091

1171091

Составитель В,Сорокина

Техред М.Пароцай Корректор Л.Пилипенко

Редактор М.Бианар

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4

Заказ 4770/6 Ти;>ак 584 Подписное

ВНИИПИ Государственного ко -:н;:ета СССР по делам изобретений и оч тритий

113035, Москва,. Ж-35, Раушска наб., д. 4/5,