Методика проведения работы

 

1. Ознакомиться с содержанием работы и лабораторной установкой.

2. Закрыть вентиль 9 и залить приготовленный раствор внапорный бак.

3. Засыпать в колонки адсорбент по указанию преподавателя согласно условию (33) и уплотнить его легким постукиванием по стенкам колонок.

4. Значения высот слоя адсорбента () в колонках занести в табл. 9.

5. Подать раствор в колонку 1, открыв вентили 9 и 6.

6. Включить секундомер в момент входа раствора в слой адсорбента и измерить интервал времениt_пр до появления за слоем минимальной концентрации красителя, фиксируемой детектором. Времяt_прравно времени защитного действия слоя.

7. Одновременно с этим измерить разницу уровней в напорном баке за время опыта. Результаты измерений занести в табл. 9.

8. Закрыть вентили 9 и 6. Подать раствор в колонку 2, открыв вентили 9 и 7.

9. Измерить изменение уровня раствора в напорном баке за время опыта.

10. Закрыть вентили 9 и 7. Подать раствор в колонку 3, открыв вентили 9 и 8.

11. Провести в том же порядке изменения для слоя .

12. Закрыть вентили 9 и 8, привести лабораторную установку в исходное состояние (слить раствор из напорного бака и колонок, предварительно отделив отработанный адсорбент).

Таблица 1

№ колонки	Длина слоя адсорбента , м	Время защитного действия слоя адсорбента tпр, с	Разница уровней раствора в напорном баке , м

 

Обработка опытных данных и составление отчета

1. Построить график зависимости времени защитного действия от высоты слоя адсорбента.

2. Определить из графика величины и .

3. Вычислить объем раствора, поданного из напорного бака в каждую колонку за времяt_пр

, (7)

где – диаметр напорного бака, м.

4. Рассчитать объемный расход раствора в каждой колонке

. (8)

5. Определить скорость раствора на полное поперечное сечение пустой колонки: , (9)

где – диаметр адсорбционных колонок, м.

6. Вычислить скорость распространения фронта сорбции по форму- ле (31). Значения и задаются преподавателем.

7. Рассчитать коэффициент защитного действия слоя адсорбента по формуле (32).

8. Результаты расчетов для всех трех адсорбционных колонок занести в табл. 10.

9. Сравнить значения коэффициента защитного действия слоя, рассчитанные по формуле, с определенными по графику (рис. 1).

Таблица 2

 

	№ колонки	, с	, с/м	V, м3	G, м3/c	w, м/с	U, м/с	, с/м

 

Контрольные вопросы

 

1. Что называется процессом адсорбции?

2. Какими силами обусловливается физическая адсорбция?

3. Что такое адсорбтив и адсорбат?

4. Какие вещества применяются в качестве адсорбентов?

5. Какими типами пор представлена пористая структура адсорбентов? Какова их роль в процессах адсорбции?

6. В чем заключаются требования предъявляемые к адсорбентам в промышленных условиях?

7. Какие вопросы изучает статика, кинетика и динамика процесса адсорбции?

8. Что определяет время защитного действия слоя адсорбента?

9. Как определяется высота работающего слоя адсорбента?

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №11

Тема: «Принцип работы распылительной сушильной установки»

 

Введение

Сушкой называют процесс удаления влаги из влажных материалов путём её испарения и отвода образующихся паров. Наиболее распространённым способом проведения этого процесса в пищевой промышленности является конвективная сушка, которая ведётся при непосредственном контакте сушильного агента (нагретого воздуха) с влажным материалом. Таким образом, сушильный агент является теплоносителем и средой, в которую переходит влага из материала в виде паров.

Цель работы:

1. Практически ознакомиться с работой распылительной сушильной установки и определением основных величин, характеризующих ее эффективность.

2. Построить изображения процесса сушки на диаграмме Рамзина.

3. Рассмотреть понятие влагосодержания

4. Определение эффективности работы сушильной установки

 

Влагосодержание

Свойство влажного воздуха как сушильного агента определяется содержанием в нём паров воды и его температурой. Содержание водяного пара в сушильном агенте выражают через влагосодержание.

Влагосодержание – это масса водяного пара, приходящегося на 1 кг абсолютно сухого воздуха

, (1)

где – влагосодержание сушильного агента, ; – плотность водяного пара, ; – плотность абсолютно сухого воздуха, .

Степень насыщения воздуха парами воды можно определить по относительной влажности воздуха

, (2)

где – относительная влажность воздуха; – парциальное давление паров воды в воздухе при данной температуре , ; – давление насыщенного пара при той же температуре , .

При температуре воздуха выше 100 °С давление насыщенного пара равно барометрическому давлению .

Если , то воздух абсолютно сухой. Если , то воздух полностью насыщен парами воды и не может использоваться как сушильный агент.

Энтальпия (теплосодержание) влажного воздуха определяется количеством теплоты, приходящейся на 1 кг абсолютно сухого воздуха, и выражается в виде суммы энтальпий абсолютно сухого воздуха и водяного пара

, (3)

где – энтальпия влажного воздуха, ;

– удельная теплоёмкость сухого воздуха ;

– удельная теплоёмкость пара ;

– удельная теплота парообразования воздуха при 0°С; .

После преобразований и подстановки численных значений формула для расчёта энтальпии влажного воздуха будет иметь вид

(4)

Таким образом, приведённые выше формулы и знание свойств насыщенного водяного пара (табл. 1 приложения) позволяют расcчитать основные параметры сушильного агента. С целью упрощения технических расчётов процесса сушки профессор Л.К. Рамзин в 1918 г. предложил диаграмму состояния влажного воздуха, которая построена с использованием приведенных выше формул (диаграмма построена для барометрического давления ).

На диаграмме (рис. 1(19)) нанесены линии постоянных значений , , t, . По диаграмме можно определять парциальное давление паров воды в воздухе, а также еще две характерные температуры для сушильного агента:

а) температуру мокрого термометра , при которой влажный воздух, охлаждаясь при , достигнет состояния насыщения ();

б) температуру точки росы , при которой воздух, охлаждаясь при , достигнет состояния насыщения ().

Для нахождения параметров влажного воздуха необходимо знать две любые величины (координаты точки М). Пример определения основных параметров воздуха для точки с координатами °С и % приведен на рис. 5(19) ( кДж/кг, кг/кг, кПа, °С, °С).

 

Рисунок 1. Диаграмма Рамзина

Распылительные сушилки являются конвективными сушилками и применяются в пищевой промышленности для сушки высоковлажных продуктов, например, молока, сыворотки, заменителей цельного молока, кофе, фруктовых и овощных соков. Благодаря развитой поверхности испарения и высокой скорости удаления влаги время сушки мало. В этих условиях продукт не перегревается, что обеспечивает его высокое качество. Схема сушилки приведена на рис. 2.

Рис. 2. Схема промышленной распылительной сушилки с центробежным

(дисковым) распылителем:

1 – сушильная камера; 2 – распылитель; 3 – воздухораспылительное устройство;
4 – вытяжной вентилятор; 5 – дополнительный вентилятор; 6 – разгрузочный циклон; 7 – циклоны; 8 – пневмотранспортная линия; 9 – вибролоток;

10 – фильтр; 11 – нагнетательный вентилятор; 12 – паровой калорифер; 13 – насос; 14 – бак

 

В сушильной камере 1, выполненной в виде вертикального цилиндра с коническим днищем, непрерывно поступающий жидкий продукт быстро вращающимся диском распылителя 2 диспергируется на мельчайшие капельки (до размера м и меньше). С помощью воздухораспределительного устройства 3 в зону распыления подается сушильный агент, который предварительно очищается от пыли фильтром 10 и нагревается в калорифере 12. За счет теплоты, передаваемой от сушильного агента к капелькам, последние теряют влагу и падают на днище камеры в виде мелких твердых частиц. Твердые частицы по коническому днищу сушильной камеры ссыпаются в вибролоток 9, откуда попадают в пневмотранспортную линию 8, где перемещаются потоком холодного воздуха. В процессе транспортировки продукт охлаждается. В пневмотранспортную линию поступает продукт из батареи циклонов 7, в которых осуществляется очистка отработанного сушильного агента, а также воздуха из пневмотранспортной линии. Выгрузка готового продукта производится с помощью разгрузочного циклона 6.

Цилиндрические башни сушилок бывают двух видов: с плоским (порошок удаляется из башни с помощью специальных уборочных механизмов) или с коническим дном (порошок перемещается к центральному разгрузочному отверстию под действием силы тяжести).

По способу распыления продукта сушилки бывают форсуночными и дисковыми (центробежными).

Распылительные сушилки в зависимости от движения воздуха и частиц молока можно подразделить на три основных типа.

1. Прямоточные – направления движения сушильного агента и частиц материала совпадают.

2. Противоточные – направления движения сушильного агента и частиц противоположны.

3. Со смешанным потоком.

В зависимости от свойств высушиваемого материала выбирают температуру сушильного агента, а также схему направления движения сушильного агента и высушиваемого материала. Например, применение противоточных сушилок для молока нецелесообразно, так как сухие частицы молока на выходе из сушильной камеры встречаются со входящим сушильным агентом, что может вызвать перегрев, а следовательно, порчу продукта. В этом случае целесообразно использовать прямоточные сушилки или сушилки со смешанным потоком.

⇐ Предыдущая13141516171819202122Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: