Лекция 2 - Технологические машины и оборудование перерабатывающих производств

# Лекция 2

> > > Тема 2 Очистка зерна от примесей

> > Цель: ознакомить студентов с оборудованием для очистки зерна от примесей

> > План:

> > 1 Назначение воздушных сепараторов

> > 2 Назначение ситовых и ситовоздушных сепараторов

> > 3 Назначение машин вибропневматического принципа действия

1 Назначение воздушных сепараторов

В подготовительном отделении мукомольного завода зерно многократно подвергают воздушному сепарированию: после сортирования в сепараторах, обработки поверхности в обоечных машинах и обеззараживания в энтолейторах. Основная технологическая функция воздушных сепараторов - выделение из зерновой смеси примесей (пыль, частицы оболочек и других «легких» примесей), отличающихся от зерна по аэродинамическим признакам.

Применяют два типа воздушных сепараторов: РЗ-БАБ и РЗ-БСД. Воздушный сепаратор РЗ-БАБ устанавливают на заключительном этапе процесса очистки зерна после обоечной машины РЗ-БМО-12 или РЗ-БГО-8 и энтолейтора РЗ-БЭЗ. Воздушные сепараторы аналогичной конструкции и принципа действия применяют в блоке с сепараторами типа АІ-БИС и АІ-БЛС, а также с горизонтальной обоечной машиной РЗ-БГО-6.

Воздушный сепаратор РЗ-БСД работает в сети нагнетающего пневмотранспорта в качестве разгрузителя зерна для выделения отходов после обработки зерна в обоечной машине РЗ-БМО-6. Сепаратор устанавливают перед оборудованием для увлажнения и мокрого шелушения зерна. При использовании в подготовительном отделении горизонтальных обоечных машин РЗ-БГО со встроенным пневмосепарирующим каналом, где выделяются отходы шелушения, нет необходимости в последующей установке машины РЗ-БСД.

Основным параметром рабочего процесса в воздушном сепараторе, определяющим возможность разделения зерновой смеси по аэродинамическим свойствам, является скорость витания. Это видно из сопоставления средних скоростей витания отдельных компонентов зерновой смеси.

Скорость витания - это скорость воздушного потока, при которой частицы удерживаются во взвешенном состоянии.

При средней скорости воздушного потока 7-8 м/с возможно достаточно четкое разделение зерна пшеницы и примесей. Зерновая смесь разделяется в вертикальном канале, где воздушный поток взаимодействует с движущимся слоем зерна. Воздушные сепараторы, куда исходная смесь поступает по пневмотранспорту, выполняют две функции: выделение легких примесей из зерна и вывод в аспирационную сеть транспортирующего воздуха.

Таблица 2.1 Скорость витания (м/с) компонентов зерновой смеси

Пшеница | 8,9-11,5
Рожь | 6,0-9,9
Пшеница щуплая | 5,5-7,6
Частицы соломистые | 5-6
Куколь | 6,9-9,8
Овсюг | 5,5-8,3
Пыль зерновая | 4
Частицы оболочек | <2,5

На эффективность работы воздушных сепараторов влияют удель-ная нагрузка, состав зерновой смеси (степень различия аэродинамических свойств зерна и примесей), средняя скорость воздушного потока и
равномерность распределения скоростей воздушного потока в поперечном сечении канала в рабочей зоне.

При изменении средней скорости воздушного потока с 4,4 до 5 м/с эффективность очистки повышается примерно с 25 до 45%. Дальнейшее увеличение скорости воздуха увеличивает содержание зерна в отходах. Эффективность процесса пневмосепарирования зависит от отклонения и однородности поля скоростей в поперечном сечении пневмоканала.

2 Воздушный сепаратор РЗ-БАБ предназначен для очистки зерна от легких примесей.

Воздушный сепаратор РЗ-БАБ (рис.2.1, а) состоит из следующих основных узлов: корпуса, пневмосепарирующего канала, вибролоткового питателя с приводом, приемного и выпускного устройств.

Рисунок 2.1 - Воздушный сепаратор РЗ-БАБ:

а - конструкция; б - технологическая схема; 1 - корпус; 2 - патрубок приемньій; 3 - отверстие для аспирации; 4 - камера приемная; 5 - подвеска; 6 - вибратор; 7 - вибролоток; 8 - станина; 9 - конус выпускной; 10 - ограничитель хода; 11, 16, 19 - штурвальі; 12 - пружина; 13 - окно; 14 - канал пневмосепарирующий; 15 - стенка подвижная; 17 - заслонка дроссельная; 18 - жалюзи; 1 - зерно исходное; II - зерно очищенное; III - воздух с легкими примесями

Корпус сепаратора 7, изготовленный из листовой стали с основа- нием из уголка, установлен на станине 8. Передняя стенка корпуса яв- ляется стенкой пневмосепарирущего канала 14. Задняя стенка имеет жалюзи 18, через которые воздух дополнительно поступает в пневмосепарирующий канал. Внутри корпуса установлена подвижная стенка 15 пневмоканала, состоящая из двух неравных частей, соединенных шар- нирно. Верхняя часть составляет примерно 1/6 длины всей стенки. Обе части можно перемещать при помощи штурвалов 11 и 16. При этом из-меняются профиль сечения пнемосепарирующего канала и, соответст- венно, скорость воздуха по вертикали. Расход воздуха в пневмоканале регулируется дроссельной заслонкой 17 с помощью штурвала 19. Визу- альный контроль процесса сепарирования можно вести через прозрач- ные окна 13, расположенные по вертикали в боковых стенках корпуса. В зоне пневмосепарирующего канала установлен светильник дневного света. Верхняя часть канала соединена с аспирационной сетью патруб- ком и воздуховодами. В верхней части приемной камеры 4 расположе- ны отверстия 3 для аспирации и смотровое окно.

Вибролоток 7, соединен с корпусом резиновыми подвесками 5 и цилиндрическими пружинами 12. Шероховатая резиновая накладка вибролотка служит днищем приемной камеры. Вибролоток 7 опирается на винтовое устройство ограничителя хода 10, который обеспечивает максимальный зазор между вибролотком и приемной камерой пневмо- сепарирющего канала.

Зерно в приемной камере преодолевает сопротивление пружин 12 и устанавливает рабочий зазор между вибролотком и приемной камерой. При уменынении подачи зерна вибролоток поднимается и уменьшает питаю- щий зазор. Таким образом, постоянно образуется зерновой затвор, препят- ствующий подсосу воздуха в пневмоканал через питающее устройство.

Привод вибролотка осуществляется электромеханическим вибра- тором 6, представляющим собой электродвигатель, на обоих концах вала которого закреплено два груза-дебаланса, поворачивающиеся от- носительно друг друга. Взаимное расположение грузов определяет ам- плитуду колебаний вибролотка.

Технологический процесс выделения легких примесей в сепараторе РЗ-БАБ (рис. 2.1, б). Исходное зерно поступает через приемный патру- бок 2 в камеру 4, а затем на вибролоток 7. На вибролотке слой зерна выравнивается по всей длине пневмосепарирующего канала 14 и проис- ходит всплывание легких примесей. Подготовленная таким образом зерновая смесь поступает в зону воздушного потока. При этом легкие примеси не испытывают сопротивления зернового слоя, что повышает эффективность их выделения.

Основное количество воздуха проходит под вибролотком, объеди- няется с воздухом, поступающим через жалюзи 18, и пронизывает слой зерна. Дополнительное поступление воздуха через жалюзи препятствует оседанию пыли на стенках пневмосепарирующего канала.

Очищенное зерно выходит через выпускной конус 9, а воздух с легкими примесями поступает в систему аспирации.

Настройка и регулирование. Перед пуском машины проверяют за- тяжку всех резьбовых соединений, особенно крепление вибратора.

Амплитуду колебаний вибролотка регулируют в пределах 1,5-3,0 мм изменением взаимного расположения грузов вибратора. При сближении грузов амплитуда увеличивается, и наоборот. Смещение грузов верхней и нижней пары должно быть одинаковым и равно примерно 90-100 мм (измеренное по кратчайшему расстоянию между уголками смещенных грузов). Для регулирования амплитуды снимают верхний и нижний ко- жухи вибратора, освобождают болты креплений крайних грузов каждой пары, устанавливают их в требуемое положение, закрепляют и вновь надевают кожухи.

Вибролоток должен свободно вибрировать (от руки), не касаясь стенок приемной камеры. Расстояние между днищем (резиновой пла- стиной) вибролотка и кромкой приемной камеры должно быть одинако- во по всей длине и равно 3 мм. Рабочий зазор регулируют изменением натяжения подвесных пружин, а максимальный - ограничителем хода.

Подвижную стенку пневмосепарирующего канала устанавливают так, чтобы ширина канала в верхней части была больше, чем в нижней. При этом дроссельная заслонка должна быть прикрыта, что обеспечи- вает равномерность поля скоростей по ширине канала.

После настройки основных регулируемых узлов проверяют частоту и амплитуду колебаний на холостом ходу. При отсутствии посторонних шумов, стука и вибрации подают зерно. Для достижения оптимальной производительности и эффективности проводят дополнительную регу- лировку положения дроссельной заслонки и подвижной стенки. Для визуального контроля процесса сепарирования в процессе регулировки рабочую зону освещают светильником.

Для повышения эффективности очистки, изменяя положение под- вижной стенки в нижней части пневмосепарирующего канала, можно обеспечить горизонтальную подачу зерновой смеси в зону действия воз- душного потока. При наличии зерна в отходах скорость воздуха снижают.

Правильное сочетание настроек воздушного и зернового потоков обеспечивает эффективность сепарирования не ниже 90% без уноса полезного зерна в отходы. Оптимальные значения нагрузки и средней скорости воздушного потока для очистки пшеницы от легких примесей находятся, соответственно, в пределах: 85-110 кг/(ч см) и 4,4-6,1 м/с.

Широкие возможности настройки режимов воздушного сепариро- вания, удобство визуального контроля и высокая эффективность выгод- но отличают воздушный сепаратор РЗ-БАБ от других типов сепараторов аналогичного назначения.

Причины неисправностей воздушно-го сепаратора РЗ-БАБ приведены ниже.

Таблица 2.2 Причины неисправностей воздушного сепаратора РЗ-БАБ и меры по их устранению

Неисправности | Причина | Меры по устранению
Производительность ниже паспортной | Мала питающая щель между вибролотком и приемной камерой Мала амплитуда колебаний вибролотка | Увеличить щель ослаблением подвесных пружин. Если этого недостаточно, отпустить винт ограничителя хода Выровнять щель по всей ширине вибролотка (оптимальная ширина щели 3-4 мм) Уменынить угол смещения грузов-дебалансов вибратора одинаково для верхней и нижней пары
Наличие легких примесей в очищенном зерне | Мала скорость воздуха | Сузить пневмоканал в нижней части перемещением подвижной стенки. Увеличить расход воздуха поворотом штурвалов дроссельной заслонки
Унос зерна воздухом (наличие полноценного зерна в относах) | Велика скорость воздуха | Прикрыть дроссельную заслонку штурвалом

3 Воздушный сепаратор РЗ-БСД предназначен для выделения примесей, отличающихся от зерна по аэродинамическим свойствам, а также для отделения транспортирующего воздуха от зерна. Сепаратор РЗ-БСД (рис. 2.2) состоит из следующих основных узлов: колпака, приемных и выпускных устройств, распределителя, внуіреннего кожуха, пневмосепарирующего канала и сигнализатора уровня зерна.

Рисунок 2.2 - Воздушный сепаратор РЗ-БСД:

а - конструкция; 6 - технологическая схема; 1 - патрубок приемный; 2 - воронка направляющая; 3 - распределителъ; 4, 15 - окна смотровые; 5 - камера осадочная; 6 - кожух внутренний; 7 - кольцо направляющее; 8 - опора; 9 - патрубок для тяжелых относов; 10 - насадка дросселъная; 11 - регулятор дросселъной заслонки; 12 - патрубок отсасывающий; 13 - конус для очищенного зерна; 14 - электросигнализатор; 16 - стойка; 17, 18 - каналы пневмосепарирующий и внешний; 19 - козырек; 20 - колпак; 21 - отражателъ; 22 - устройство приемное; / - зерно с воздухом; 11 - зерно очищенное; 111 - воздух с легкими относами; IV - относы тяжелые

Колпак 20 представляет собой сварную конструкцию, в верхней части которой приварены винты для крепления и регулирования поло- жения направляющей воронки 2. Колпак надевается на распределитель 3 и устанавливается на направляющее кольцо 7. В колпаке имеются три смотровых окна 4.

Внутри приемного устройства 22 сварной конструкции подвешен отражатель 21 и укреплен приемный патрубок 1.

Распределитель 3 сварной конструкции состоит из конусной и ци- линдрической частей и надет на внутренний цилиндрический кожух б. Внутри кожуха приварен перевернутый усеченный конус, образующий осадочную камеру 5 для тяжелых относов. Между распределителем и кожухом находится кольцевой пневмосепарирующий канал 77.

К конусу с помощью фланца прикреплен электросигнализатор 74 уровня зерна, состоящий из корпуса и чувствительного элемента - пе- дали, находящейся внутри конуса. В корпусе сигнализатора имеются микропереключатель, нажимное устройство и пружина возврата. При заполнении выпускного конуса зерном педаль сигнализатора поворачи- вается, преодолевая сопротивление пружины. Нажимное устройство включает микропереключатель, электрический сигнал передается в сис- тему блокировки подачи зерна, в результате чего отключается подача зерна. При снижении уровня зерна в конусе педаль под действием пру- жины возвращается в исходное положение, микропереключатель от- ключается и в сепаратор начинает поступать зерновоздушная смесь.

Технологический процесс сепаратора РЗ-БСД. Поток зерна с примесями вместе с транспортирующим воздухом поступает в приемный патрубок 7 и, ударяясь об отражатель 27, падает в направляющую во- ронку 2, где происходит основное разделение зерновой массы и воздуха. Зерновая масса затем попадает на распределитель 3, скатывается по не- му через внешний кольцевой канал 18 на направляющее кольцо 7 и далее поступает в восходящий поток воздуха. Очищенное зерно падает вниз и выводится через конус 13, а легкие частицы поднимаются вверх. В осадочной камере 5 происходит второй этап разделения: тяжелые от- носы IV под действием гравитационных сил выпадают из воздушного потока и выводятся через патрубок 9, легкие - под действием аэродина- мических сил поступают в центральный отсасывающий патрубок 72 и вместе с воздухом через дроссельную насадку 10 выводятся для после- дующей очистки в фильтре.

Таким образом, воздушный сепаратор РЗ-БСД разделяет зерновоздушную смесь на три фракции: зерно, тяжелые относы и воздух с лег- кими относами. Эффективность сепарирования зависит от удельной нагрузки, равномерности подачи зерна и от количества воздуха, прохо- дящего через сепаратор. Эффективность очистки зерна от легких при- месей на сепараторе РЗ-БСД составляет 93,5%.

Настройка и регулирование сепаратора. Равномерность распределения зерна регулируют положением направляющей воронки с визуальным контролем через окна. Скорость воздушного потока изменяют регулятором дроссельной заслонки на основании анализа зерна и тяжелых относов.

Эксплуатация пневмосепараторов. Если в относах обнаружены целые зерна, то следует уменьшить скорость воздуха с помощью заслонки, установленной в нижней части отсасывающего воздуховода сенаратора РЗ-БСД. Наблюдая в цилиндрическое прозрачное окно, можно заметить неравномерность падения зерна. В этом случае нужно повернуть колпак у приемного патрубка, открывая продольные отверстия для забора воздуха. Дополнительный приток воздуха в верхней части способствует более равномерному распределению зерна. Работу

но щушного потока контролируют по наличию относов в основном продукте - зерне и по наличию зерна в относах.

Технологическсія эффективность воздушных сепараторов. Ее оценивают (в процентах) отношением массы примесей, выделенных из зерна иоздушным потоком, к массе примесей, находившихся в исходной смеси и отделяемых воздушным путем.

где А, Б - содержание примесей до и после очистки, г.

Воздушный режим воздушного сепараторов должен быть отрегули- рован на максимальное извлечение легких примесей без уноса в отходы полезного зерна. Общее количество выделенных легких примесей долж- но быть не менее 90% без уноса полноценного зерна в отходы. После пропускания зерна через воздушный сепаратор в результате уменьшения загіыленности зольность его должна снизиться на 0,01-0,02%. Для обес- мечения высокой технологической эффективности очистки производи- гельность оборудования не следует устанавливать выше паспортной.

По данным производственных испытаний, эффективность пневмосе- паратора РЗ-БСД составляет 93,5%, а пневмосепаратора РЗ-БАБ - 76%.

Скорость воздушного потока существенно влияет на эффектив- ность очистки зерна. При ее увеличении с 4,4 до 6,1 м/с эффективность очистки возрастает с 25,3 до 88,0%. При этом, однако, значительно по- вышается содержание зерна в отходах. Воздушный режим пневмосепа- раторов должен быть отрегулирован на максимальное извлечение лег- ких примесей без уноса полноценного зерна в отходы. Рекомендуемая скорость воздуха в пневмоканале - 4-6 м/с.

Производительность пневмосепаратора зависит от размеров пневмосепарирующего канала и удельной нагрузки. Оптимальная удельная нагрузка для пшеницы составляет 85-110 кг/ч на 1 см длины канала.

Таблица 2.3 Причины неисправности воздушного сепаратора РЗ-БСД и меры по их устранению

Неисправности | Причина | Меры по устранению
Унос зерна воздухом (наличие полноценного зерна в относах) | Велика скорость воздуха | Уменьшить скорость воздуха, прикрыв дроссельную заслонку
Снижение эффективности | Неравномерность распределения зерна по окружности кольцевого канала | Повернуть винтом направляющую воронку
Пыление | Неплотность прилегания смотровых окон к корпусу машины | Заменить уплотнительную резину
Подпор сепаратора продуктом | Опускание распределительного конуса | Снять кожух, установить конус на металлические подставки

4 Комбинированный аспиратор ТРС/Р с рециркуляцией воздуха фирмы «Окрим»

Аспиратор предназначен для очистки зерна от мелких и легких примесей, а также разделения очищенного зерна на две фракции: тяже- лую и легкую.

Наиболее эффективных результатов можно достигнуть после предварительной очистки в ситовом сепараторе 1-го прохода.

На рис. 2.3 показан комбинированный аспиратор ТКС/К с рециркуляцией воздуха фирмы «Окрим». Исходное зерно / (рис. 8.4) через приемное питающее устройство 4 поступает на вибросито 7. Вибросито установлено на шести виброамортизаторах 9 с приводом от двух вибраторов 8. Вибросито совершает высокочастотные возвратно-поступательные колебания 1500 колеб/мин. с амплитудой 1,5-2,0 мм. Вибросито очищается резиновыми шариками.

Рисунок 2.3 - Комбинированный аспиратор с рециркуляцией воздуха ТКС/К.

/ - подача зерна; II - тяжелая фракция; III - легкая фракция; IV - отходы (мелкие примеси); V - отсос воздуха; 1 - электродвигатель; 2 - осадочная камера; 3 - осветителъная лампа; 4 - приемное устройство; 5 - смотровое окно; 6 - регулятор питания; 7 - вибросито; 8 - вибратор; 9 — виброамортизаторы; 10 - шнек для мелких примесей; 11 - регулируемый аспирационный канал; 12 - вентилятор; 13 - регулировочный клапан воздуха

В рабочем режиме аэрированное зерно расслаивается на две фракции: тяжелая // (примерно 70%) тонет, а легкая III (30%) - всплывает в верхний слой.

Тяжелое зерно, очищенное от мелких и легких примесей, через разгрузочную воронку, направляется по схеме на камнеотборник для очистки зерна от минеральных примесей.

Легкая фракция движется к выпускной воронке, где попадает в зо- ну регулируемого аспирационного канала 11.

Воздушный поток уносит легкие примеси, которые осаждаются в осадочной камере 2, а шнек 10 направляет эти отходы через патрубок в нижней части аспиратора

Для проверки, контроля и регулирования рабочего процесса предусмотрены смотровые окна 5.

Аспиратор оснащен флуоресцентной лампой 3 для визуального контроля рабочего процесса.

Контрольные вопросы

1 Основная технологическая функция воздушных сепараторов?

2 В какой момент в подготовительном отделении зерно подвергают воздушному сепарированию?

3 Что является основным параметром рабочего процесса в воздушном сепараторе?

4 Что называют скоростью витания?

5 Что влияет на эффективность работы воздушных сепараторов?

6 Как устроен воздушный сепаратор РЗ-БАБ?

7 Как осуществляется технологический процесс выделения легких примесей в сепараторе РЗ-БАБ?

8 Каковы причины неисправностей воздушного сепаратора РЗ-БАБ и меры по их устранению?

6 Как устроен воздушный сепаратор РЗ-БСД?

7 Как осуществляется технологический процесс выделения легких примесей в сепараторе РЗ-БСД?

8 Каковы причины неисправностей воздушного сепаратора РЗ-БСД и меры по их устранению?

8 В чем заключается принцип работы комбинированного аспиратора с рециркуляцией воздуха ТКС/К.?

Литература: В.А. Бутковский. Современная техника и технология производства муки. стр.73-84