Практическая работа 8 - Технологические машины и оборудование перерабатывающих производств

# Практическая работа 8

ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ УВЛАЖНЕНИЯ И ОТВОЛАЖИВАНИЯ ЗЕРНА

Цель: сформировать представление об устройстве и принципе действия машин для увлажнения и отволаживания зерна

План

1 Назначение машин для увлажнения и отволаживания зерна

2 Изучить устройство и принцип работы Машины А1-БМШ для мокрого шелушения зерна

3 Изучить устройство и принцип работы Машины типа А1-БШУ

4 Зачертить схему и дать описание Увлажнительных аппаратов А1-БУЗ и А1-БАЗ

1 Назначение машин для увлажнения и отволаживания зерна

К основным процессам подготовки зерна к помолу, качественно улучшающим его продовольственное использование, относятся увлажнение и мойка зерна. В процессе увлажнения и последующего отволаживания в зерне происходят физико-химические процессы, в результате которых облегчается отделение оболочек от зерна при незначительных потерях эндосперма. При мойке очищается поверхность зерна, отделяются тяжелые и легкие примеси, щуплые зерна, удаляются микроорганизмы. Обычно в моечную машину направляют зерно, предварительно прошедшее через сепаратор, камнеотделительную машину, триеры и обоечную машину.

Процесс холодного кондиционирования зерна включает три стадии увлажнения с двумя этапами отволаживания. Основное увлажнение происходит в машине мокрого шелушения зерна АІ-БМШ или в машине интенсивного увлажнения А1-БШУ2. Далее зерно доувлажняют в аппаратах АІ-БУЗ, которые устанавливают перед винтовыми конвейерами. Перед I драной системой зерно доувлажняют в аппаратах АІ-БАЗ.

Увеличение влаги в зерне при обработке в машинах основного увлажнения составляет в среднем 2,5-3,5% и зависит от влажности поступающего зерна и его типового состава. Дополнительное увлажнение зерна после машин мокрого шелушения составляет около 1% и в течение смены поддерживается примерно на одинаковом уровне. Доувлажнение оболочек зерна перед I драной системой в течение смены также довольно стабильно, зависит от влажности зерна, поступающего на I драную систему, и составляет 0,3-0,5%. На I драную систему влажность зерновой массы (смесь I и IV типов пшеницы, взятых в соотношении 50:50) поддерживается в пределах 15,8-16,0%.

Наличие бункеров для отволаживания большой вместимости облегчает соблюдение требуемых режимов холодного кондиционирования зерна. Для каждой партии зерна с учетом его технологических свойств применяют соответствующие режимы холодного кондиционирования, в зависимости от технологических свойств зерна, показателей его качества, типа помола, температуры зерна и воды. Продолжительность холодного кондиционирования зерна с исходной влажностью менее 10% при основном двухэтапном увлажнении и отволаживании устанавливают не менее 48 ч.

2 Машина А1-БМШ для мокрого шелушения зерна

Машина предназначена для очистки поверхности зерна, частичного снятия оболочки и увлажнения зерна. Машину устанавливают в начале первого этапа холодного кондиционирования перед распределительными шнеками, направляющими зерно в бункеры для отволаживания, и используют взамен моечной машины Ж9-БМА.

Машина АІ-БМШ (рис. 3.7) для мокрого шелушения зерна представляет собой разборную металлическую конструкцию и состоит из следующих основных сборочных единиц: корпуса, ротора, ситового цилиндра, привода, приемных и выпускных устройств.

Рисунок 3.7 - Машина АІ-БМШ:

1 - электродвигатель; 2 - клиноременная передача; 3 - шкив; 4, 14 –верхняя и нижняя подшипниковые опоры; 5 - чугунные гонки; 6 - крышка; 7 - устройство для промывания ситового цилиндра; 8 - траверса; 9- трубчатое кольцо; 10 – ситовой цилиндр; 11 - бичи; 12 - ротаметр; 13- гонки; 14 - приемный патрубок; 15- кожух

Корпус и траверса 8, скрепленные между собой тремя металлическими стойками, образуют станину машины. К траверсе прикреплена крышка 6, образующая вместе с траверсой кольцевой канал, через который зерно выгружается из машины. Крышка 6 также служит опорной поверхностью для верхнего подшипникового узла 4 и имеет кронштейн для крепления электродвигателя 1.

Одним из основных рабочих органов машины является бичевой ротор, состоящий из вала и пяти розеток. К розеткам прикреплены десять бичей 11. На каждом биче расположены 15 гонков под углом 40° к горизонтали. Гонки 13 четырех нижних рядов выполнены из нержавеющей стали. Вверху на пяти бичах прикреплены чугунные гонки 5, которые отбрасывают зерно в выпускной патрубок. Остальные гонки изготовлены из стали 45.

Нижняя часть ротора расположена в кольцевом канале между стенками внутреннего и среднего цилиндров машины, образующего моечную зону. Вал ротора вращается в верхней 4 и нижней 14 подшипниковых опорах качения, корпуса которых крепят к верхней крышке и основанию корпуса машины. После сборки ротор балансируют.

Ситовой цилиндр 10 состоит из двух половин, соединенных болтами через две регулировочные планки. Его устанавливают так, чтобы выходная часть чешуйчатых отверстий была обращена по направлению вращения ротора, который приводится в движение электродвигателем 1 с помощью клиноременной передачи 2. Снаружи ситовой цилиндр закрыт кожухом 76, в кольцевое пространство между ними попадают оболочки зерна и отработавшая вода, которые затем удаляются из машины.

Для удаления проходовых частиц с поверхности ситового цилиндра и кожуха служит смывающее устройство, состоящее из трубчатого пластмассового кольца 9 с двумя рядами отверстий, мембранного вентиля с электромагнитным приводом, фильтра и запорного вентиля. Периодичность и продолжительность включения воды для смыва устанавливают с помощью командного прибора 7.

Принцип действия машины заключается в следующем. Зерно равномерно подается через приемный патрубок 75 в моющую зону машины. Одновременно туда поступает вода. Расход воды контролируют ротаметром 72. В нижней части машины зерно подхватывается гонками и поднимается вверх, проходя зону мойки, отжима и шелушения и камеру выброса. Уровень воды в зоне мойки можно изменять, поставив съемную крышку с отверстиями. Избыток воды из моющей зоны отводится через верхний край внутреннего цилиндра или через отверстия в съемной крышке 6. Зерно в процессе подъема под действием центробежной силы, создаваемой ротором, многократно отбрасывается к поверхности ситового цилиндра. В результате трения зерновок между собой и о поверхность сита происходит очистка поверхности зерна от надорванных оболочек и бородки и удаление избыточной влаги.

Из зоны шелушения зерно поступает в верхнюю камеру, а затем гонками через патрубок выводится из машины. Проходовые частицы, пройдя через отверстия в ситовом цилиндре, падают вниз, а осевшие на внешней поверхности цилиндра и внутренней поверхности кожуха периодически смываются водой и вместе с основной массой отходов через кольцевой конусный канал выходят из машины.

Технологическая эффективность машины АІ-БМШ\ Испытания машины АІ-БМШ показали, что в результате мокрого шелушения зерна образуются отходы, которые в основном состоят из оболочечных частиц. Количество отходов по отношению к зерну равно 0,11%. Зольность отходов составляет при обработке пшеницы для І+ІІІ типов 3,15%, а для IV типа - 2,98%. Машина обеспечивает снижение зольности зерна на 0,02-0,05%. Приращение влаги в зерне составляет 1,9% для І+ІІІ типов и 1,6% для IV типа пшеницы.

Эксплуатация машины АІ-БМШ. При работе машины на холостом ходу проверяют и при наличии устраняют посторонние шумы, течь смазки в подшипниковых узлах и водопроводной системе, нагрев подшипников, который не должен превышать 60 °С. Наряду с этим контролируют прочность соединений ситового цилиндра по вертикальным разъемам и в местах сопряжения с корпусом и траверсой, частоту вращения ротора машины, плотность соединения кожуха в местах его разъема, паузу между циклами включения вентиля с электромагнитным приводом, которая должна составлять не более 17 мин, продолжительность смыва (должна быть не менее 1 мин).

После работы машины на холостом ходу проверяют затяжку резьбовых соединений, натяжение приводных ремней. После устранения обнаруженных дефектов машину включают под нагрузкой, причем остановка и пуск ее допускаются только после полного освобождения машины от зерна.

Пуск машины осуществляют дистанционно с центрального пульта управления. При необходимости аварийной остановки или выполнения работ по наладке и регулированию останавливать и запускать машину можно от индивидуального кнопочного поста управления.

Подачу воды в зону увлажнения и мойки регулируют с помощью вентиля перед ротаметром так, чтобы на 1 кг зерна приходилось 0,2 л. После этого открывают вентиль подачи воды в смывающее устройство. Включение мембранного вентиля происходит автоматически после включения привода. В процессе работы машины под нагрузкой определяют влажность зерна. Если увлажнение зерна выше 1,5-2,0%, то в корпусе машины следует установить крышки с отверстиями.

При обслуживании машины необходимо обеспечивать равномерную подачу зерна, постоянство расхода воды, надежную работу смывающего устройства, герметичность соединений, рабочее состояние гидравлического фильтра. В процессе эксплуатации не реже одного раза в месяц нужно осматривать машину, устраняя отмеченные неисправности. Необходимо периодически смазывать подшипники. Ежесменно проводят санитарную чистку наружных поверхностей машины и ежедневно- ее внутренних поверхностей.

Периодически проверяют степень износа рабочих органов ротора - гонков и бичей. Если гонки и бичи износились полностью, то ротор заменяют, а затем его следует динамически отбалансировать.

3 Машины типа А1-БШУ

Для интенсивного увлажнения зерна выпускают два варианта машин типа АІ-БШУ аналогичного устройства. Машину АІ-БШУ-1 устанавливают в начале третьего этапа холодного кондиционирования над бункером и используют для увлажнения зерна перед I драной системой, а машину АІ-БШУ-2 - для основного увлажнения в начале первого этапа холодного кондиционирования перед распределительными винтовыми конвейерами, направляющими зерно в бункеры для отволаживания.

Машина АІ-БШУ-1 состоит из корпуса, бичевого ротора, привода, рамы, индикатора наличия зерна, системы управления подачей воды.

Корпус 3 (рис. 3.8) с горизонтальными разъемами выполнен из нержавеющей стали. Обе половины соединены между собой болтами. С торцов корпус имеет стенки, к которым болтами прикреплены опоры рамы 16 для установки корпусов подшипников 9, 17. На корпусе 3 смонтированы приемный 12 и выпускной 15 патрубки. Корпус машины закрыт кожухом 6 из листовой стали толщиной 1 мм. Он так же, как и корпус, выполнен разъемным по горизонтали. Обе половины кожуха соединены между собой запорами 13. Для снижения уровня шума между корпусом и кожухом установлена поролоновая прокладка 2.

Основным рабочим органом машины является бичевой ротор, вращающийся в неподвижном цилиндрическом корпусе 3. Ротор состоит из вала 14, выполненного из пустотелой трубы диаметром 140 мм. В трубу с обоих концов вварены цапфы, а по образующей приварено 68 шпилек, к которым крепятся восемь продольных бичей 5 и два гонка 1. К бичам приварены гонки 4 в виде прямоугольных пластин (к каждому - по 21 гонку). Бичи и гонки сделаны из нержавеющей стали. Гонки выполняют функцию ударного и транспортирующего воздействия на зерновую массу.

Рисунок 3.8- Машина для интенсивного увлажнения АІ-БШУ-1:

1,4- гонки; 2 - прокладка; 3 - корпус; 5 - бич; 6 - кожух; 7 - индикатор наличия зерна; 8 - панель управления; 9, 17 - корпуса подшипников; 10 - передача клиноременная; 11 - электродвигатель; 12 - патрубок; 13 - запор; 14 - вал; 15 - патрубок выпускной; 16 -рама; 1 - зерно; II - вода; III - электрический ток

Для обеспечения необходимого механического воздействия и дифференцированной скорости транспортирования зерна гонки на смежных бичах установлены (через один) под углом 60° к оси ротора, а на остальных четырех - под углом 70°. Зазор между гонками и корпусом составляет 16-18 мм. Цапфы ротора опираются на подшипниковые опоры качения с двухрядными сферическими шариковыми подшипниками.

Рама 16, сваренная из швеллеров, болтами прикреплена к перекрытию. На ней установлены корпуса подшипников 9, 17. На стойке рамы (со стороны приемного патрубка) на плите установлен электродвигатель. Привод машины осуществляется от электродвигателя 77 через клиноременную передачу 10. Натяжение ремней производится перемещением плиты с электродвигателем относительно рамы. Индикатор наличия зерна 7 не отличается по устройству и функциям, описанным выше. Он установлен над приемным патрубком 12.

Элементы управления подачей воды смонтированы на специальной панели 5, которая размещена на стене в непосредственной близости от увлажнительного аппарата. Функции этих элементов, их состав и конструкция не отличаются от аналогичных в аппарате АІ-БУЗ.

Технологический процесс в машинах АІ-БШУ. При поступлении зерна в индикатор отклоняется поворотная заслонка, и микровыключатель замыкает электрическую цепь электромагнитного вентиля, который открывает подачу воды по схеме, описанной выше.

Зерно и вода поступают через приемный патрубок 12 (см. рис. 3.8) в рабочую зону машины. Здесь в кольцевом пространстве наряду с высокоскоростным ударным воздействием осуществляется транспортирование зерна в осевом направлении с различными скоростями. Наличие дифференцированного поля скоростей в стесненном пространстве обеспечивается различием углов наклона гонков на смежных бичах. В результате сочетания сложного ударного и фрикционного воздействий на поверхность зерна происходит интенсивная сорбция влаги за сравнительно короткое время обработки.

Технологическая эффективность, т. е. степень увлажнения зерна в этих машинах существенно зависит от частоты вращения ротора, количества бичей и гонков, а также от их расположения на роторе. Эти факторы одновременно влияют на производительность машин и степень повреждения зерна. При заложенных в конструкцию параметрах достигаются следующие результаты. АІ-БШУ-1: при производительности 12,75 т/ч влажность зерна повышалась на 1% при начальной влажности 12-14%, натуре 824 г/л и стекловидности 50%;

Эксплуатация маиіин типа АІ-БШУ. Машину пускают в действие дистанционно с центрального пульта управления мукомольного завода. При необходимости аварийной остановки или выполнения работ по наладке и регулированию останавливать и пускать машину можно с индивидуального кнопочного поста управления.

После проверки работы машины без нагрузки зерно подают через индикатор наличия зерна, постепенно доводя нагрузку до паспортной величины. Подачу воды регулируют вентилем.

Натяжение пружины в датчике индикатора наличия зерна регули- руют так, чтобы при подаче зерна происходило срабатывание микровы- ключателя.

В процессе работы машины под нагрузкой особое внимание обра- щают на равномерную подачу зерна (не допуская перегрузки машины, расход воды определяют по показаниям ротаметра), работу схемы: мик- ровыключатель - электромагнитный вентиль, в зависимости от подачи зерна, давление воды в трубопроводах после регулятора, герметичность соединений (не допуская течи воды), качество фильтрации воды, отсут- ствие посторонних шумов и стуков.

Для удобства обслуживания кожух, цилиндрический корпус, кор- пуса подшипников сделаны разъемными, что облегчает доступ к ротору и подшипникам. Покрытие машины водостойкой эмалью, а также изго- товление цилиндрического корпуса и бичей из нержавеющей стали по- вышают устойчивость машины против коррозии и улучшают эстетиче- ский вид машины.

При наличии стука, шума, вибрации снимают нагрузку и выклю- чают машину, выясняют и устраняют причину неисправности. Подшип- никовые узлы ротора машины периодически смазывают.

При необходимости замены рабочих органов ротор демонтируют. Для этого снимают ограждение и приводные клиновые ремни, шкив с вала ротора, подшипниковые узлы, кожух, крышку цилиндрического корпуса, опоры машины, вынимают ротор из корпуса и устанавливают его на подставки.

Бичи заменяют комплектно, полностью на весь ротор. Каждый бич взвешивают. Их комплектуют попарно с минимальной разностью по массе и устанавливают на роторе в диаметрально противоположном по- ложении. После комплектной замены бичей ротор до установки на машину должен быть динамически отбалансирован.

Таблица 3.2 Причины неисправностей машины АІ-БШУ для интенсивного увлажнения и меры по их устранению

Неисправности Подача воды при отсутствии зерна | Причина Не срабатывает элек- тромагнитный вентиль | Меры по устранению Отремонтировать электромаг- нитный вентиль на панели управления
Не подается вода при наличии зерна | Не срабатывает микро- переключатель | Отремонтировать (заменить) микропереключатель; отрегу- лировать натяжение пружины на поворотной заслонке
Перегрев подшипников | Превышение нагрузки | Уменыпить нагрузку до паспортной
Неправильное направ- ление вращения вала | Изменить направление вращения вала
Отсутствие или недос- таточность смазки в подшипниках | Смазать подшипники
Снижение оборотов или остановка бичево- го ротора | Пробуксовка привод- ных ремней | Уменыпить нагрузку; отрегули- ровать натяжение ремней
Ослаблено натяжение ремней | Натянуть приводные ремни
Неправильное направ- ление вращения вала | Изменить направление вращения вала
Переувлажнение (недоувлажнение) зерна | Повышенный (пони- женный) расход воды | Отрегулировать игольчатым вен- тилем расход воды по ротаметру
Неотрегулированность регулятора давления | Установить требуемое давление
Вибрация корпуса | Слабое закрепление машины | Затянуть болты крепления
Просачивается вода по торцам кожуха | Нарушение герметич- ности в разъемах | Подтянуть болты, заменить уплотнительные прокладки
Повышенный (пони- женный) расход воды | Неисправность редук- ционного клапана | Отремонтировать или заменить редукционный клапан и отрегу- лировать давление воды в сис- теме до 0,1-0,15 МПа

4 Увлажнительные аппараты А1-БУЗ и А1-БАЗ

Увлажнительные аппараты в технологическом процессе комплектных мукомольных заводов используют на двух стадиях: аппарат АІ-БУЗ с расходом воды до 300 л/ч перед подачей зерна в бункеры для отволаживания и для доувлажнения перед I драной системой аппарат АІ-БАЗ с расходом воды до 50 л/ч. Увлажнительные аппараты этого типа отлича- ются простой конструкцией. Вода поступает через форсунки в распыленном состоянии. Для лучшего распыления воды в форсунки аппарата АІ-БАЗ подают сжатый воздух. Аппараты работают в системе автомати- зированного управления с включением через индикаторы наличия зерна, что обеспечивает подачу воды только при наличии зерна.

Увлажнительный аппарат АІ-БАЗ (рис. 3.9) состоит из следующих основных сборочных единиц: панели, индикатора наличия зерна и форсунки.

На панели размещены металлокерамический фильтр 8, электромагнитный вентиль 7, распределительная коробка 72, спускной кран 6, игольчатый вентиль 5 и ротаметр 13. Фильтр 8 предназначен для очистки воды от ржавчины и других примесей. Очищенная вода через выходное отверстие фильтра поступает в основную магистраль и направляется к электромагнитному вентилю 7. Он состоит из корпуса, электромагнита, золотника и мембраны. Вентиль связан с индикатором 2 в единую электрическую цепь, которая замыкается при наличии зерна.

Рисунок 3.9 - Увлажнительный аппарат АІ-БАЗ:

1 - компрессор; 2 - индикатор наличия зерна; 3 ~ форсунка; 4 - шнек; 5 - иголъчатый вентилъ; 6 - спускной кран; 7 - вентиль мембранный электромагнитный; 8 - фильтр; 9 - вентиль; 10 - манометр; 11 - клапан редукционный; 12 - рас- пределителъная коробка; 13 - ротаметр; I, II - зерно; III - воздух; IV – вода

Таблица 3.3 Причины неисправности увлажнительных аппаратов АІ-БАЗ и АІ-БУЗ и меры по их устранению

Неисправности | Причина | Меры по устранению
Прекращена подача воды при наличии зерна | Нарушено управление вентилем | Следует заменить микровы- ключатель в датчике инди- катора
Или обрыв цепи | Или устранить обрыв элек- троцепи
Или разрыв в катушке вентиля | Или заменить или перемо- тать катушку
Прекращена подача воды | Засор фильтра | Промыть фильтр обратным потоком теплой воды, а если этого недостаточно, разо- брать фильтр и промыть фильтрующий элемент либо заменить электромагнитный клапан
Если в аппарате не рас- пыляется вода на выходе из форсунки | Засорилась форсунка | Следует отрегулировать или прочистить форсунку
Попадание пыли зерна внутрь сигнализатора | Износ мембраны | Заменить мембрану, прикре- пив ее эпоксидным клеем

Технологическая эффективнось работы и эксплуатация аппаратов АІ-БАЗ и АІ-БУЗ. По данным испытаний аппарат АІ-БАЗ обеспечивает увлажнение зерна на 1,0-1,1%, а аппарат АІ-БУЗ - на 1,0-3,8%.

Стабильность потока зерна, поступающего в индикатор, поддерживается регуляторами потока УРЗ-1, устанавливаемыми под бункерами для неочищенного зерна. Работа в режиме изменяющейся нагрузки не допускается, так как в аппарате отсутствует автоматическое регулиро- вание подачи воды.

Эксплуатация увлажнительных аппаратов АІ-БАЗ и АІ-БУЗ. Аппараты подготавливают к работе следующим образом. Укрепляют на стене панель так, чтобы ось ротаметра была вертикальна. Далее присоединяют водопроводную магистраль к вентилю. Индикатор наличия зер- на устанавливают на корпусе шнека и укрепляют его болтами. К нему присоединяют зернопровод. Форсунки соединяют трубопроводом с ротаметром. Подводят электрические провода к датчику наличия зерна, от него - к распределительной коробке, установленной на панели и далее - к электромагнитному вентилю. Заземляют панель, индикатор наличия зерна и компрессор (для аппарата АІ-БАЗ).

Контрольные вопросы

1 Каковы цель процесса увлажнения зерна?

2 Сколько стадий увлажнения и отволаживания включает в себя процесс холодного кондиционирования зерна?

3 В чем заключается принцип работы Машин для мокрого шелушения зерна ?

4 Каковы причины неисправностей машины АІ-БШУ для интенсивного увлажнения и меры по их устранению?

5 Устройство и причины неисправностей Увлажнительных аппаратов А1-БУЗ и А1-БАЗ?

Литература: В.А. Бутковский. Современная техника и технология производства муки. стр.155-170