Технологические процессы и оборудование с управляемыми

“Технологические процессы
и оборудование с
управляемыми
сегрегированными потоками
зернистых материалов”
Научный руководитель:
д.т.н., профессор Долгунин В.Н.
Тамбовский государственный технический
университет
1
Технологическая проблема



Затруднена организация процесса сепарации
трудноотделимых примесей зерновых культур
Существующие технологии и оборудование в
недостаточной мере обеспечивают выделение
наиболее продуктивных семян и являются
причиной значительной их травмируемости
Приготовление смесей из трудно смешиваемых
сегрегирующих компонентов
Тамбовский государственный технический
университет
2
Технологическая проблема

Отсутствие специализированного сушильного и
смесительного оборудования на предприятиях
малого и среднего бизнеса и значительные
капитальные затраты на его приобретение и
размещение
Тамбовский государственный технический
университет
3
Предлагаемый метод решения
технологических задач
Управление сегрегированными потоками как принцип
организации процессов переработки неоднородных
зернистых материалов.
Вариант управления
сегрегированными потоками в
барабанном
тепломассообменном аппарате
A – участок формирования
сегрегированных потоков;
F – отклоняющие элементы;
H – периферийная насадка.
Тамбовский государственный технический
университет
4
Многофункциональный технологический модуль
для переработки зерновых материалов
(патент РФ … положительное решение по заявке
№2007144441/15(048692) от 17.09.2008г.)
1 – барабан; 2 – насадка периферийная; 3 – насадка, управляющая
сегрегированными потоками; 4 – пластина поворотная; 5 – привод; 6 – камеры
загрузочно-разгрузочные; 7 – устройство для загрузки смеси; 8,9 – дозаторы.
Тамбовский государственный технический
университет
5
Технологические возможности
модуля
Аппарат предназначен для организации
процессов:
 Сепарации трудно разделяемых смесей
 Приготовления смесей трудно смешиваемых
компонентов
 Совмещенных тепломассообменных и
гидромеханических процессов (сепарациисушки, смешения-термовлажностной
обработки)
Тамбовский государственный технический
университет
6
Исследовательская часть
Эксперименталная установка – опытный образец
аппарата с барабаном диаметром 0,3 м и длиной
1,2 м.
Исследование выполнено при трех вариантах
технологического использования аппарата:
1)
сепаратора трудно разделяемых зерновых смесей;
2)
смесителя для приготовления смесей трудно
смешиваемых компонентов;
3)
сушилки неоднородных зернистых материалов с
управлением временем сушки неоднородных
частиц.
Тамбовский государственный технический
университет
7
Исследование процесса сепарации
Динамика процесса разделения смеси ячменя и овсюга
в барабанном сепараторе – сушилке
450
Концентрация С, шт/кг
400
350
300
250
2
200
150
1
100
50
0
0
20
40
60
80
Время, с
100
120
1 –концентрация овсюга в целевом продукте;
2 –концентрация овсюга в загрязненной фракции.
Тамбовский государственный технический
университет
8
Результаты исследования процесса сепарации
Производительность: 150 кг/час
Выход целевой фракции: 80%
Содержание примеси:
 в смеси: 100 шт/кг
 в продукте: 1 – 2 шт/кг
Время выхода на стационарный режим: менее 120 с
Установлено, что параллельно с процессом сепарации в аппарате
осуществляется и калибровка зерна по массе. Масса тысячи
зерен в чистом продукте составила 47 г, а в загрязненной
фракции – 44 г. Вследствие этого, а также в результате
отсутствия жесткого механического воздействия на зерно при
бесситовом сепарировании наблюдается увеличение
показателя всхожести семян до 98% по сравнению с 93% на
пневмоситовых устройствах.
Тамбовский государственный технический
университет
9
Исследование процесса смешения
Динамика распределения целевого компонента (овса)
по длине барабана z/D в процессе приготовления смеси
горох – овес
1
0,8
Концентрация C, кг/кг
1
0,6
0,4
0,2
♦ - 2; ■ - 3; × - 4; ● - 5; ж - 6
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
z/D
1 – 0 с, 2 – 20 с, 3 – 80 с, 4 – 180 с, 5 – 300 с, 6 – 420 с.
Тамбовский государственный технический
университет
10
Результаты исследования процесса
смешения
Сравнение эффективности смешения для различных
вариантов организации процесса
1 – без управляющей насадки; 2 – лопастной смеситель; 3 – с управляющей
насадкой.
Тамбовский государственный технический
университет
11
Исследование эффективности управления временем пребывания
неоднородных частиц в аппарате
Распределение частиц сегрегирующего индикатора по времени
пребывания в аппарате при различной величине импульса в направлении
выгрузки
C×103, кг/кг
8
6
4
2
0
1, 2 – соответственно при 100% и 50%-ном импульсах на поток обогащенный
индикатором; 3 – в отсутствие импульса (без управляющей насадки); 4 – при
30%-ном импульсе на поток обедненный индикатором
Тамбовский государственный технический
университет
12
Результаты работы


Разработан многофункциональный технологический модуль
для переработки зерновых, крупяных, бобовых культур,
подсолнечника и подработки семян.
В результате исследований установлено, что аппарат
обеспечивает решение следующих технологических задач
производств АПК:
- сепарацию трудно разделяемых смесей;
- приготовление смесей трудно смешиваемых компонентов;
- совмещение тепломассообменных и гидромеханических процессов
(сепарации-сушки, смешения-термовлажностной обработки и
др.).

Разработан технический проект промышленного аппарата
многоцелевого назначения для производств малого и
среднего бизнеса, который принят к внедрению ООО
“Оптима-Т” (Тамбовская область).
Тамбовский государственный технический
университет
13
Тамбовский государственный технический
университет
14
Спасибо за внимание!
Тамбовский государственный технический
университет
15