содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..

Интенсификация процесса переработки сырья в горизонтальных вакуумных котлах - часть 1

Интенсификация процесса переработки сырья в горизонтальных вакуумных котлах — важнейшее условие увеличения пропускной способности цехов технических фабрикатов при выработке кормовой муки. Основными путями решения этой задачи являются уменьшение вла-госодержания сырья перед его загрузкой в горизонтальные вакуумные котлы, более интенсивные методы тепловой обработки сырья в результате увеличения подвода тепла и улучшения его теплопередачи, контроль за окончанием процесса сушки.

Для ускорения процесса обезвоживания в горизонтальных вакуумных котлах целесообразно проводить компоновку сырья с таким расчетом, чтобы обеспечить суммарную влажность его в пределах 50—60%. Это достигается увеличением доли сырой кости в составе сырья (до 45—50 %), а также применением обезжиренной кости вместо сырой с учетом действующих коэффициентов пересчета, исключающих превышение содержания золы в готовой муке сверх установленных требований стандарта.

Другим путем снижения содержания влаги в сырье, используемом для выработки кормовой муки, является его предварительная тепловая коагуляция, при которой отделяется большая часть содержащейся свободносвязанной влаги. С этой целью необходимы коагуляция крови и механическое ее обезвоживание, коагуляция шляма, мякотного и мясокостного сырья. При этом обработку мякотного и мясокостного сырья требуется проводить

сухим методом с целью снижения потерь белковых веществ.
 

Для осуществления процесса частичного обезвоживания мясокостного сырья можно использовать установку (рис. 50), состоящую из транспортера, силового измельчителя, шнекового обезвоживателя с жироуловителем и горизонтального вакуумного котла.

Процесс обработки сырья осуществляется следующим образом. Мясокостное сырье транспортером подают на силовой измельчитель, на котором его измельчают до частиц размером 40—50 мм, а затем непрерывно загружают в шнековый обезвожнватель. Нагрев сырья осуществляется в процессе непрерывного перемещения в обезвоживателе в течение 8 мин в результате обогрева от паровой рубашки корпуса и полого шнекового вала. Благодаря тому что нагрев сырья происходит в тонком слое, кратковременная обработка обеспечивает повышение его температуры до 95 °С, при которой происходит коагуляция всех белков животных тканей, сопровождающаяся выделением свободносвязанной влаги, причем 20— 22 % ее выделяется в виде слабого бульона и до 25 % в виде сокового пара. Одновременно с бульоном извлекается до 3 % вытопленного жира. В результате такого метода обработки влажность сырья снижается до 55 %, что способствует сокращению продолжительности последующей стерилизации и сушки в горизонтальном вакуумном котле до 3—3,5 ч. Выход скоагулированного сырья составляет 50 % исходного.

Таким образом, применение предварительной коагуляции мясокостного сырья сокращает продолжительность тепловой обработки в горизонтальном вакуумном

котле на 30%, уменьшает затраты пара, электроэнергии и воды, а также способствует частичному обезжириванию и получению жира более высокого качества. Недостатками данного метода являются потери незначительной части в основном водорастворимых белковых веществ (0,6% массы сырья) и дополнцельные трудовые затраты.

Рис. 50, Установка для частичного обезвоживания мясокостного сырья:
1 — транспортер; 2 — силовой измельчитель; 3 — шнековый обезвожнватель; 4 — жироуловитель; 5— горизонтальный вакуумный котел

Существенным фактором, влияющим на интенсивность тепловой обработки сырья, является также величина поверхности нагрева горизонтальных вакуумных котлов, разность температур между теплоносителем и обрабатываемым материалом, толщина слоя последнего и частота вращения мешалки.

Применение горизонтальных вакуумных котлов с развитой поверхностью нагрева главным образом в результате обогрева мешалки способствует значительной интенсификации процесса тепловой обработки сырья, так как в этом случае величина слоя обрабатываемого материала уменьшается в результате двустороннего нагрева как от рубашки, так и от мешалки, а также благодаря увеличению удельной площади теплообмена.

Коэффициент теплопередачи для обогреваемой мешалки котла значительно выше, чем для рубашки. Так, спустя 50 мин после начала процесса он был равен для рубашки 1642 кДж/(м2-ч*К), для мешалки

2003 кДж/(м2-ч-К). Следовательно, обогрев мешалки имеет важное значение для интенсификации теплообмена и ускорения технологического цикла переработки сырья.

При использовании горизонтальных вакуумных котлов без обогрева мешалки коэффициент теплопередачи от рубашки значительно ниже и. составляет 1047—1466 вместо 1759—3352 кДж/(м2-ч-К) для котлов с обогреваемой мешалкой. Увеличение частоты вращения мешалки котла способствует сокращению продолжительности теплового процесса на 18—25%, но связано с повышением удельного расхода электроэнергии в результате применения электродвигателей большей мощности.

Интенсификации тепловой обработки сырья способствует также применение разрежения на стадии сушки шквары. Оно достигается из-за увеличения разности температур между греющим паром в рубашке и испаряемой влагой внутри котла. Максимальное разрежение в котле обеспечивает большую разность температур и способствует ускорению процесса сушки.

Существенное влияние на интенсификацию процесса производства сухих животных кормов оказывает контроль за окончанием процесса сушки шквары в горизонтальном вакуумном котле, так как собственно фаза сушки составляет более половины всего технологического цикла переработки непищевого сырья. Поэтому своевременное завершение сушки шквары в горизонтальном вакуумном котле дает возможность сократить продолжительность тепловой обработки сырья, снизить теплоэнергетические затраты, повысить степень использования оборудования и увеличить выход готовой продукции в результате исключения ее пересушки.

Физические и химические процессы в ходе термической обработки сырья в горизонтальных вакуумных котлах заметно изменяют свойства материала. Степень этих изменений может служить мерой готовности продукта. К ним относятся температура, диэлектрическая проницаемость, электропроводимость, реологические показатели. С увеличением продолжительности сушки при прочих постоянных параметрах отмечается закономерный рост температуры продукта, так как постепенно убывающая интенсивность испарения в период падения скорости сушки влечет уменьшение расхода тепла на испарение влаги.

Температура продукта в процессе сушки будет тем ниже, чем интенсивнее испарение влаги с его поверхности. Поэтому по мере удаления влаги из продукта интенсивность ее испарения уменьшается, что обусловливает рост температуры продукта. При соблюдении постоянных условий сушки температура продукта может характеризовать его влажность.

Емкостный метод определения влажности материала основан на измерении диэлектрической проницаемости. Этот способ используют для гигроскопических порошкообразных веществ и жидких сред. Метод заключается в измерении приращений емкости конденсатора, диэлектриком которого является испытуемое вещество, помещенное между его обкладками.

Диэлектрическая проницаемость сухих, жидких и твердых веществ (диэлектриков) органического происхождения (жиры, масла, мука, крупа, сахар и т. п.) колеблется от 2 до 10, а диэлектрическая проницаемость воды равна 81—82. Поэтому наличие в продукте влаги изменяет его диэлектрическую проницаемость, вызывая приращение

емкости конденсатора, по которому и судят об увлажненности вещества.

Наиболее распространенным методом определения готовности шквары по ее влагосодерканию является измерение электрического сопротивления перерабатываемого сырья в процессе его сушки. Электрическое сопротивление высушиваемого материала изменяется в ходе процесса и находится в строгой зависимости от содержания влаги в продукте. Известно, чго при уменьшении влажности продукта его электропроводность уменьшается, а при повышении влажности увеличивается. При этом электрическое сопротивление твердых материалов может быть выражено

уравнением R = A/Wⁿ,


где R — сопротивление, Ом; А — постоянная величина, зависящая от геометрических размеров и содержания солей в материале; Wn— влажность, % от сухой массы вещества.



Показатель степени n зависит от структуры и природы измеряемого материала. Степенная зависимость сопротивления от влажности материала характеризует высокую чувствительность данного метода.
 

содержание   ..   80  81  82  83  84  85  86  87  88  89  ..