Изм. Лист докум. Подпись
 Скачать 0.77 Mb.
|
|
Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Рис.3 Схема воздушно-проходного сепаратора: 1-вход исходного материала; 2-отбойный конус;3–корпус; 4-внутренний конус; 5-завихритель; 6-выход воздуха, несущего мелкую (тонкую) фракцию; 7-выход крупной (грубой) фракции. Поток воздуха с измельченным материалом поступает в сепаратор по патрубку 1, омывает отбойный конус 2, проходит по кольцевому пространству между корпусом 3 и внутренним конусом (циклоном) 4 и затем через тангенциально установленные лопатки завихрителя 5. Выделение крупных твердых частиц( грубой фракции) из смеси происходит сначала в кольцевом пространстве между корпусом 3 и 4 под действием силы тяжести вследствие резкого снижения скорости воздушного потока в этом пространстве. Крупные частицы, выпадая из потока, через патрубок 6 возвращается на доизмельчение в мельницу. Дальнейшая сепарация грубой фракции осуществляется под действием центробежных сил инерции, возникающих при закручивании потока в лопатках завихрителя 5. Тонкая фракция вместе с воздухом отводится через патрубок 7 с помощью вентилятора и подается в аппарат очистки воздуха, где твердые частицы улавливаются, а воздух возвращается в мельницу или удаляется наружу. При этом крупные частицы отбрасываются на внутреннюю стенку конуса 3 падают на отбойный конус и удаляются через патрубок7, предварительно подвергаясь дополнительной классификации в воздушном потоке кольцевого пространства. Мелкая фракция вместе с воздухом отводится через патрубок с помощью вентилятора и подается в аппарат отчистки воздуха или удаляется наружу. Недостаток воздушно-проходных сепараторов — высокий расход сжатого воздуха, поэтому их целесообразно применять в установках, где сжатый воздух используется для транспортирования материала. Воздушно-проходные сепараторы применяются как в сочетании с измельчающими машинами, так и для самостоятельного фракционирования сыпучих материалов. Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ Какова конструкция, принцип действия и область применения воздушно - циркуляционного сепаратора? Рис.4 Схема воздушно-циркуляционного сепаратора: 1-вход исходного материала; 2- вращающийся диск;3,7-внутренние конусы; 4-выход крупной (грубой) фракции; 5-выход мелкой (тонкой) фракции; 6-корпус; 8-завихритель; 9-вентиляторное колесо; 10-вал. Воздушно-циркуляционные сепараторы (рис.4) отличаются от воздушно- проходных тем, что воздушный поток циркулирует, внутри аппарата и не выводится наружу. Исходный материал через питающую воронку по патрубку 1 поступает на вращающийся диск (тарелку) 2. Центробежной силой крупные, более тяжелые, частицы отбрасываются к стенке конуса 3,опускаются по ней и удаляются через патрубок 4. Нa валу 5 тарелки укреплено вентиляторное колесо 6, создающее поток воздуха, циркуляция которого показана на рис. Стрелками. Циркулирующий пылевоздушный поток, проходя между лопатками завихрителя 7, под действием инерционных сил дополнительно освобождается от крупных частиц, которые по внутренией поверхности конуса 8 отводятся к патрубку 4. В корпусе 9 аппарата улавливаются частицы мелкой фракции, которые удаляются через патрубок 10. Процесс выделения мелкой фракции в корпусе 6 аналогичен выделению пыли в циклонах. Центробежное ускорение потоку в корпусе 6 сообщает вентиляторное колесо 9. 3. В чем достоинства циклонного процесса? От каких факторов зависит степень очистки газов в циклонах? Какова конструкция, принцип действия и область применения циклона? В чем достоинства циклонного процесса? Осаждение в поле центробежных сил – это разделение неоднородных систем по признаку различия плотностей компонентов под действием сил инерции. Применяют для интенсификации разделения суспензий, эмульсий и дымов. Поле центробежных сил создаѐтся двумя техническими приѐмами: 1. Поток жидкости или газа вращается в неподвижном аппарате: процесс называется циклонным, а аппарат – циклоном; 2. Поток поступает во вращающийся аппарат и вращается вместе с ним: процесс называется отстойным центрифугированием, а аппарат – отстойной центрифугой. Достоинством циклонного процесса является то, что аппараты для проведения циклонного процесса характеризуются простотой конструкций, отсутствием движущихся частей, возможностью обработки химически агрессивных сред. Они обеспечивают повышенную степень разделения по сравнению с аппаратами гравитационного осаждения, более компактны. Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ От каких факторов зависит степень очистки газов в циклонах? Степень очистки газов в пылеуловителе, или еѐ общим к. п. д., называется отношение весового количества пыли, уловленной в пылеуловителе, к весу пыли, поступившей за этот же период с газами в пылеуловитель. где, G ул - вес пыли, уловленной в пылеуловитель кг/ч; G вх - вес пыли, поступившей с газами в пылеуловитель, кг/ч; G вых - вес уноса в газах, покидающих пылеуловитель, кг/ч. Какова конструкция, принцип действия и область применения циклона? Циклоны–устройства для отделения твердых частиц от газа; центробежные пылеуловители, конструктивные элементы которых обеспечивают вращательно – поступательное движение газового потока. Циклоныпозволяют разделять пыли в поле центробежных сил. Циклоны выпускают с корпусом диаметром от 100 до 1000 мм. Эффективность их работы характеризуется фактором разделения. Степень очистки газов зависит от конструкции циклона, размера частиц и их плотности. Степень очистки газов от пыли определяют по нормалям и номограммам, составленным на основании экспериментальных данных. Рис.5 Схема течения газовых потоков в циклоне: 1-входной патрубок; 2-выхлопная труба; 3-цилиндрическая камера; 4-коническая камера; 5-пылеосадитсльная камера. Обеспыливаемый газ поступает в образующую кольцевое пространство аппарата цилиндрическую часть, где движется по спирали с возрастающей скоростью от периферии к центру, спускается по наружной спирали, затем поднимается по внутренней спирали и выходит через выхлопную трубу. Под действием центробежной силы частицы пыли отбрасываются к стенке циклоны и вместе с частью газа попадают в бункер. Часть освободившегося от пыли газа возвращается из бункера в циклоны через центр пылеотводящего отверстия, давая начало внутреннему вихрю. Отделение частиц от попавшего в бункер газа происходит при перемене направления их движения на 180° под действием сил инерции. По мере движения данной части газа в сторону выхлопной трубы к ним присоединяются порции газа, не попавшего в бункер. Это не вызывает существенного увеличения выноса пыли в трубу, т.к. распределенное на довольно большом отрезке длины циклоны перетекание газа происходит со скоростью, недостаточной для противодействия движению частиц к периферии аппарата. Значительно большее влияние на полноту пылеулавливания оказывает движение газа в области пылеотводящего отверстия. Поэтому частицы чрезвычайно чувствительны к подсосам газа через бункер из-за увеличения объема потока, движущегося навстречу улавливаемой пыли. Отсюда видна важная роль бункера при осаждении частиц пыли в циклоны; использование таких аппаратов без бункеров или с бункерами уменьшенных размеров приводит к снижению эффективности пылеулавливания. Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ 4. В чем сущность процесса адсорбции? Теория и характеристика процессов адсорбции, что такое «проскок». Объясните схему установки для очистки водно – спиртовой смеси. При производстве каких продуктов она применяется? Что такое сортировка? В чем сущность процесса адсорбции? Адсорбцией называют процесс поглощения газов или паров из газовых смесей или растворенных веществ из растворов твердыми поглотителями - адсорбентами. Поглощаемое вещество называется адсорбтивом. Явление адсорбции связано с наличием сил притяжения между молекулами адсорбента и поглощаемого вещества. Различают физическую и химическую адсорбцию. Эффективность адсорбционной очистки во многом определяется пористой структурой адсорбента, решающая роль принадлежит микропорам. Адсорбенты характеризуются большой удельной поверхностью, отнесенной к единице массы вещества. Адсорбенты характеризуются поглотительной способностью (активностью), определяемой количеством вещества, поглощенного единицей массы или объема адсорбента. Различают статическую и динамическую поглотительную способность. В пищевых производствах широко используют следующие адсорбенты: активные угли, силикагели (гель кремниевой кислоты), алюмогели (гидроокись алюминия), цеолиты, глины и другие природные адсорбенты. Зависимость между равновесными концентрациями поглощенного вещества в твердой и газовой или жидкой фазах в общем виде выражается уравнением: где x р - концентрация поглощаемого вещества (адсорбтива) в адсорбенте, равновесная с концентрацией адсорбтива в газовой или жидкой фазе, кг адсорбтива на 1 кг адсорбента; у - концентрация адсорбтива в паровой или жидкой фазе, кг адсорбтива на 1 кг инертной части; р - равновесное давление адсорбтива в парогазовой смеси, Н/м 2 Теория и характеристика процессов адсорбции, что такое «проскок». Единой теории, которая достаточно корректно описывала бы все виды адсорбции на разных поверхностях раздела фаз, не имеется; рассмотрим поэтому некоторые наиболее распространенные теории адсорбции, описывающие отдельные виды адсорбции на поверхности раздела твердое тело - газ или твердое тело – раствор. Метод адсорбции является основным для очистки газовых выбросов от химических соединений и примесей и основан на физических свойствах некоторых твердых тел с ультрамикроскопической структурой (адсорбентов) селективно (т. е. избирательно) извлекать и концентрировать на своей поверхности отдельные компоненты (адсорбаты) из газовой смеси. В пористых телах с капиллярной структурой - поверхностное поглощение заполняется капиллярной конденсацией. Таким образом, под прямым процессом адсорбции понимают: адсорбент "поглощает" адсорбат (газ). Адсорбция подразделяется на физическую адсорбцию и хемосорбцию. При физической адсорбции молекулы газа прилипают к поверхности твердого тела под действием межмолекулярных сил притяжения (силы Ван-дер-Ваальса). При этом выделяется теплота, которая зависит от степени этих межмолекулярных сил и по порядку соизмерима с теплотой конденсации паров. Достоинство физической адсорбции - обратимость процесса, т. е. либо при уменьшении давления адсорбата в газовой смеси, либо при увеличении температуры поглощенные компоненты газа легко десорбируются без изменения химического состава. Обратимость данного процесса исключительно важна в том случае, когда экономически выгодно рекупирировать адсорбируемый газ или адсорбент. Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ В основе хемосорбции лежит химическое взаимодействие между адсорбентом и адсорбатом. Действующие при этом силы взаимодействия (сцепления) значительно больше, чем при физической адсорбции, и поэтому выделяющаяся теплота также больше и соизмерима с теплотой химической реакции. Процесс хемосорбции, как правило, необратим, так как при этом меняется химический состав адсорбата. Поэтому если желательна регенерация адсорбента или рекуперация адсорбата, то адсорбирующую среду следует выбирать таким образом, чтобы преобладали процессы физической адсорбции. Адсорбция в неподвижном слое адсорбента. При фильтровании раствора через достаточно длинный слой адсорбента большая часть его насыщается извлекаемым компонентом почти до равновесия с концентрацией его на входе в слой. Если отношение длины «работающего» слоя к общей его длине в колонне менее 0,1, то с погрешностью менее 5% можно считать, что весь адсорбент в колонне в момент проскока органического вещества в фильтрат находится в равновесии с раствором, поступающим в слой угля. По мере течения процесса адсорбции этот начальный слой насыщается сорбированными парами, и паровоздушная смесь проходит через него почти неизменной. Сорбируют следующие по высоте слои сорбента. Таким образом, фронт паровоздушной смеси постепенно передвигается по всей высоте сорбента, поочередно вступают в действие все слои в адсорбере. Наконец, когда за последним слоем угля появится некоторая заметная концентрация паров растворителя, наступает так называемый «проскок». Появление «проскока» указывает на то, что уголь в адсорбере в достаточной мере отработал, полная адсорбция прекратилась. В этот момент адсорбер должен быть переключен на десорбцию. Объясните схему установки для очистки водно – спиртовой смеси. При производстве каких продуктов она применяется? Рис.6 Схема установки для очистки водно-спиртовой смеси в неподвижном слое активного угля: 1,3-фильтры; 2-адсорберы; 4,6-емкости; 5-холодильник-конденсатор Установка для очистки сортировки в неподвижном слое активного угля показана на рис.6. Сортировку фильтруют на песочных или керамических фильтрах, а затем осветляют в адсорберах. Масса угля в одном цилиндрическом адсорбере составляет от 250 до 300 кг. Уголь засыпают на распределительную решетку. Сортировку подают в низ адсорбера под распределительную решетку. Скорость подачи сортировок в адсорбер со свежим или регенерированным углем зависит от сорта водки и составляет 30...60 дал/г. Адсорберы переключают на регенерацию 3...4 раза в год. Регенерацию отработанного активного угля проводят в адсорбере при температуре 115 ⁰ С, пропуская насыщенный водяной пар через слой угля сверху вниз. При регенерации из одного адсорбера получают от 50 до 60 дал спиртового отгона крепостью 55...60 %. Два периодически работающих адсорбера обеспечивают непрерывную работу установки. Продолжительность десорбции 3...4 ч, расход пара — 4 кг на 1 кг угля. После регенерации уголь охлаждают и подсушивают горячим воздухом.На крупных заводах регенерацию угля проводят во Изм . Лис т № докум. Подпи сь Дат а Л ист МЭАСХП 2020.28.00.00 ПЗ вращающихся печах при температуре 800...850 °С. Потери угля при прокаливании составляют до 20 %. При очистке сортировки в адсорберах реакторного типа с механическим или пневматическим перемешиванием используют гранулированный уголь. Расход угля составляет 2 кг на 1000 дал водки. Адсорбция происходит в течение 30 мин при перемешивании суспензии. После адсорбции суспензия отстаивается, а затем фильтруется на рамных фильтрах и фильтр-прессах. Интенсификация адсорционной очистки сортировки достигается при адсорбции в псецоожиженном слое мелкозернистого активного угля. Сортировку подают под распределительную решетку через кольцевую перфрированную трубу, расположенную в нижней части цилиндричекого адсорбера. При определенной скорости слой угля, расположенный на решетке, переходит в псевдоожиженное состояние. Схему для очистки водно–спиртовых смесей используют для: 1. Производства лекарственных средств в состав которых входит этанол; 2. Вино-водочной производстве; Что такое сортировка? Сортировка – последовательное расположение или разбиение на группы чего- либо в зависимости от выбранного критерия. 5. Какой процесс называется сушкой? Теория и характеристика процессов сушки. Какие виды сушки применяют в пищевых производствах? Как осуществляется сушка с многократным промежуточным подогревом воздуха? Чем характеризуется сушка с многократным промежуточным подогревом воздуха? Как осуществляется сушка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха? Чем характеризуется сушка с частичной рециркуляцией отработанного воздуха? Какой процесс называется сушкой? Теория и характеристика процессов сушки. Какие виды сушки применяют в пищевых производствах? Сушкой называют процесс удаления влаги из твердых влажных, пастообразных или жидких материалов (суспензий) путем ее испарения и отвода образовавшихся паров. Теория сушильного процесса включает в себя несколько разделов: статический, динамический и кинетический. Статический процесс сушки Статический процесс сушки связан с формами взаимодействия влаги и сухого вещества продукта, который подвергается сушке. Статика сушильного процесса включает и учет влияния воздуха на материал. Ведь от действия воздушной сферы зависит скорость сушки продукта. Изучение данного вопроса является важным для выявления наиболее оптимальных температур сушки для каждого продукта в отдельности. Динамический и кинетический процессы Кинетика и динамика сушильного процесса связаны с теплопроводностью и весом вещества, который переносит тепло внутренне и внешне. При этом показатели тепла и массы не изменяются, являются постоянными характеристиками. Видоизменениюподвергается сам продукт и сушильное вещество, т.е. воздух. От настройки показателей подачи воздуха в сушильную камеру зависят параметры сушки. А также скорость конечного результата. В пищевой промышленности используют следующие варианты сушки: с многократным промежуточным нагреванием воздуха; с частичной циркуляцией отработанного воздуха; с многократным промежуточным нагреванием воздуха и частичной циркуляцией его в отдельных зонах; с замкнутой циркуляцией высушивающего газа. Уменьшение свободной энергии при постоянной температуре, или энергии связи,выраженной работой, которую надо затратить для отрыва 1 моль воды от материала,можно определить по уравнению предложенному П. А. Ребиндером: |