Расчеты по разработке проекта зерноочистительного отделения мукомольного завода

Действующие стандарты периодически пересматриваются, старые - заменяются новыми, предъявляющими более высокие  требования к качеству продукции.

Общими для всех зерновых культур (продовольственных и фуражных) являются стандарты на методы испытания. Методы определения качества, изложенные в стандартах, являются обязательными  и ими необходимо руководствоваться  при оценке качества зерна. В связи  с образованием СНГ на четвертом  заседании Межгосударственного  Совета по стандартизации, метрологии и сертификации в г.Кишиневе 18-21 декабря 1993г. было решено принять в качестве межгосударственных стандартов национальные стандарты, принятые Госстандартом России.

На этом Совете было принято  к сведению, что стандарты СЭВ, действующие на территории бывшего  СССР в качестве Государственных  стандартов СССР могут применяться  в качестве национальных стандартов Государств - участников соглашения в  установленном ими порядке и  в соответствии с действующим  законодательством.

В настоящее время в  системе хлебопродуктов республики руководствуются национальными  стандартами, принятыми Госстандартом  России взамен бывшего СССР, причем ряд стандартов необходимо пересматривать для создания на их базе республиканских  стандартов, или иных нормативных  документов.

Изучение и обобщение  стандартов и систем классификации  пшеницы в СНГ и за рубежом  показывают, что они базируются на основных показателях, характеризующих  качество зерна.

Прежде всего, учитывают  органолептические признаки - цвет, запах, вкус, а также зараженность вредителями хлебных запасов, содержание различного рода примесей, натуру, массу 1000 зерен, стекловидность, твердозерность, содержание белка, клейковины, «число падения», седиментацию, «силу муки» по величине удельной работы деформации теста на альвеографе.

Запах и вкус зерна характеризуют  его здоровое состояние и включены как показатели качества в стандарты  практически всех стран.

Влажность - показатель классификации  во всех странах, величина которой зависит  от зоны производства и условий выращивания  зерна. Максимальное содержание влаги  устанавливают исходя из безопасного  хранения и перевозок.

Содержание сорной и зерновой примесей учитывают во всех странах. Различия состоят только в системе  классификации примесей, заложенной в стандарт. Существует две системы - европейская (на основе сорной и зерновой примесей) и американская (на основе докеджа - отделимой примеси).

В большинстве стран стандарты  на зерно не допускают наличие  вредителей хлебных запасов, ограничивают количество зараженных и поврежденных зерен.

Натура - один из наиболее широко распространенных, традиционных признаков  оценки качества зерна, применяемых  при классификации пшеницы во всех странах. Обычно ее связывают с  выходом муки. Однако, вследствие изменения  натуры под влиянием многих факторов (влажности, засоренности, сорта, выравненности, размеров, формы, соотношения анатомических  частей, состояния поверхности зерна, плотности его укладки и др.) ее только с известными ограничениями  можно считать показателем мукомольного достоинства пшеницы. Особенно это  там, где натура определяется в исходном образце зерновой массы.

Таким образом, показатели качества зерна, включенные в стандарты, в  основном идентичны во всех странах. В ряде стран ограничивают в классах  пшеницы верхний и нижний уровни содержания белка (Югославия, Франция, Великобритания, Германия, Швеция, Индия, Канада, США, Аргентина, Австралия) и  устанавливают цену на пшеницу в  зависимости от его содержания в  зерне.

Рассмотрение стандартов и системы классификации пшеницы  в СНГ и за рубежом позволяет  сопоставить, сравнить и оценить  в какой степени отдельные  характеристики зерна, включенные в  стандарты, отражают истинное его качество и являются определяющими.

6. Аспирация и  пневмотранспорт

6.1 Компоновка  аспирационных сетей

На зерноперерабатывающих  предприятиях технологические процессы обычно сопровождаются большим выделением пыли, поэтому вентиляционным установкам придается особое значение.

Аспирационные установки  зерноочистительного отделения  проектируемой мельницы компонуем  по технологическому принципу, при  котором машины первичной и окончательной  очистки зерна обслуживаются  отдельными установками.

Машины и механизмы  обеспыливание которых не обеспечивается соединением их с приемными устройствами посредством самотечных труб, аспирируем через отсосы.

Местные отсосы этих машин  компонуем в центральные аспирационные  системы или, если возможно, отдельные  отсосы самостоятельными воздуховодами  соединяем со свободными приемными  устройствами пневмотранспортных установок.

В одну сеть объединяем не более  шести-восьми продуктопроводов. Пневмотранспортеры, расположенные до и после бункеров для отволаживания, группируем в отдельные пневмотранспортные установки со своими воздуходувными машинами. Продуктопроводы после обоечных машин прямолинейные до верхнего отвода перед разгрузителем.

В подготовительном отделении  проектируемого мукомольного завода аспирируем следующее оборудование: зерновые бункера, шнеки, весы, триеры, камнеотделительные машины, сепараторы, аспирационные колонки, обоечные машины, магнитные аппараты.

Дисковые триера (А9-УТК-6, А9-УТО-6), автоматические весы аспирируем только через местные отсосы, соединяя их с приемными устройствами пневмоустановок или аспирационными системами.

Воздуховоды, подводящие воздух снаружи, покрываем тепловой изоляцией  из несгораемых материалов слоем 30 мм.

6.2 Расчет аспирационной  сети

Для расчета вентиляционной сети составляем расчетную схему  сети в развернутом виде на плоскости (рисунок 1). Наносим на схему все  данные для расчета.

Разбив сеть на участки, определяем главную магистраль, боковые и  параллельные участки сети. Аспирируемую машину принимаем как главную магистраль.

Расчет участка 1 (АБ). Расход воздуха Р3-БКТ: Q=4800 м³/ч; Н_д=111Па. По расходу воздуха 4800 м³/ч и скорости 13,5 м/с из приложения находим ближайший стандартный диаметр O 355 мм; S=0,0989 м², R=5,12 Па/м.

l_k=0,05м

м;

м;

м.

l = l_k+l₀+l₁+l₀+l₂+l₀+l₃+l₀+l₄=0,05+0,42+1,6+0,42+2,8+0,84+2,4+0,56+

+0,6= 9,69м

Rl=5,12•9,69=49,61 Па

L_k/D=0,14<1=>о_k=0,21

При =45^о о_отв=0,125.

При =90^о о_отв=0,18

При =60^о о_отв=0,14

При =30^о о_отв=0,081

Расчет участка 2 (ВГ). Расход воздуха А1-БИС-12 Q=900м³/ч; Н_д= 94Па. Из приложения по расходу воздуха и скорости 12,4 м/с находим ближайший стандартный диаметр O 160 мм; S=0,0201м²; R=11,9Па/м.

l_k=0,5 м

l=l_k+l=0,5+0,3=0,8 м;

Rl=11,9•0,8=9,52 Па

l_k/D=0,5/0,16=3,1>1 то о_к=0,11

о_n=0,1

Уо=0,11+0,1=0,21

H_м•c= Уо•H_g=0,21•94=19,74

H_пт=Rl+H_м=9,52+19,74=29,26 Па

УН_пт= H_{пт уч} + H_{пт маш}=29,26+180=209,26 Па

Расчет участка 3 (вг). Расход воздуха Q=600м³/ч, скорость 13,6м/с, диаметр воздуховода

D =125 мм; S=0,0201 м², H_g=94, R=11,9 Па/м.

м;

l=l_k+l₁+ l_{отв 30}^о + l₂=0,16+0,1+0,2=0,46 м;

Rl=19,3•0,46=8,88 Па.

l_k/D=0,16/0,125=1,3>1 то о_к=0,11;

о_n=0,1; о_б=0,8.

Уо=0,11+0,14+0,8=1,05;

H_м•c= Уо•H_g=1,05•113,1=118,76 Па;

H_пт=Rl+H_м=8,88+118,76=127,64 Па;

УН_пт= H_{пт уч} + H_{пт маш}=127,64+150=277,64 Па.

Q_б/Q=600/1500=0,4;

S_n/S=0,0201/0,0314=0,6;

S_б/S=0,0123/0,0314=0,4.

Расчет участка 4 (ГЖ). Расход воздуха Q=900+600 м³/ч с учетом Hg =106,6 Па; Предварительно приняв скорость воздуха 13,2 м/с; диаметр D=200мм;S=0,0314м², R=10,1 Па/м.

м;

l=l₁+ l_{отв 90}^о + l₂=0,3+0,47+2,6=3,37 м;

Rl=10,1•3,37=34,04 Па.

Уо=0,18+0=0,18;

H_м•c= Уо•H_g=0,18•106,6=19,19 Па;

H_пт=Rl+H_м=34,04+19,19=53,23 Па;

УН_пт= H_{пт уч} + H_{пт маш}=56,26 Па.

Участок 5 ( ДЕ как ВГ; де как вг).

Расчет  участка 6 (АЖ). Расход воздуха Q=900+600 м³/ч с учетом H_g =106,6 Па; Предварительно приняв скорость воздуха 13,2 м/с; диаметр D=200мм; S=0,0314м²,R=10,1 Па/м.

м;

l=l₁+ l_отв + l₂=0,2+0,31+0,3=0,81 м;

Rl=10,1•0,81=8,18 Па.

l_k/D=0,16/0,125=1,3>1 то о_к=0,11;

Уо=0,14+0,5+0,8=0,64;

H_пт=Rl+H_м=8,18+68,22=76,40 Па;

УН_пт= H_{пт уч} + H_{пт маш}=349,18Па.

Q_б/Q=1500/3000=0,5;

S_n/S=0,0314/0,0615=0,5;

S_б/S=0,0314/0,0615=0,5.

Расчет участка 7 (ЖБ). Расход воздуха Q=3000 м³/ч. По приложению находим диаметр воздухоотвода D6=280 мм; скорость =15м/c. Нg=113,1Па и потери давления Rе=7,03 Па/м, S=0,0615м².

l=0,7 м;

Rl=7,03•0,7=4,92 Па.

Уо=0,2;

H_м•c= Уо•H_g=0,2•113,1=22,62 Па;

H_пт=Rl+H_м=4,92+22,62=27,54 Па;

УН_пт= H_{пт уч} + H_{пт маш}=376,72 Па.

Расчет участка 8 (ЛМ). Расход воздуха на участке Q=7800 м³/ч. По приложению определяем диаметр воздухоотвода D=450мм; S =0,0615м/c.

м;

l=l₁+ l_отв + l₂+ l_отв =4,51 м;

Rl=17,50 Па; Уо=0,37;H_м•c= Уо•H_g=41,85 Па;H_пт=Rl+H_м=59,35 Па;

Расчет участка 9 (ИК). Расход воздуха Q=7800 м³/ч. По приложению находим диаметр воздухоотвода D₆=450 мм; скорость =13,6м/c. Н_g=113,1Па и потери давления R_е=3,88 Па/м.

м;

l=l₁+ l_отв + l₂+ l_отв =0,3+1,06+1,9+1,06=4,32 м;

Rl=3,88•4,32=16,76 Па.

Уо=0,18+0,18+0,1=0,46;

H_м•c= Уо•H_g=52,03 Па;

H_пт=Rl+H_м=68,79 Па;

Подбор вентилятора. Подбор вентилятора производили с учетом необходимой подачи воздуха и расчетной величины давления воздуха (м³/ч):

(3)

где 1,05 - коэффициент, учитывающий  подсос воздуха в сети Q_в=1,05 · 7800=8190 м³/ч

Расчетное давление, которое  необходимо развить вентилятору, находим  по формуле (Па):

P_в = 1,1·Н _уст= 1,1· (Н_в/с+Н_маг+Н_выхл), (4)

где Н _уст - суммарные потери давления на всех участках, Па; Н_в/с - потери давления по главному магистральному направлению на всасывающей линии, Па; Н_наг - потери давления на нагнетательной линии, Па; Н_выхл - потери давления на выхлоп, Па. Р_в=1,1(1514,5+59,4)=1,1х1573,9=1731,3Па

Из характеристики вентилятора  выбираем вентилятор Q_в=8190 м³/ч, р=1731,3 Па. Принимаем вентилятор типа ВЦП-5, h=0,6; n=1800об/мин.

Необходимая мощность электродвигателя определяем по формуле (кВт):

, (5)

где з_в -КПД вентилятора, принятый по характеристике; з_пер - КПД передачи, при клиноременной передаче 0,95; з_под -КПД учитывающий потери в опорах подшипниках, 0,98. кВт

Устанавливаемая мощность электродвигателя (N_д) принимается с запасом (кВт):

, (6)

где К_з- - коэффициент запаса мощности, равный 1,1.....1,15; N_в - мощность вентилятора, кВт. N_д=1,15·7,05=8,1 кВт

Принимаем электродвигатель мощность 8,1 кВт.

6.3 Пневмотранспорт,  его компоновка и размещение

В данном проекте руководствовались  следующими основными принципами компоновки и размещения пневмотранспорта:

- технологический, т.е. объединение материалопроводов по назначению в общую сеть;

одновременность работы пневмотранспортного  оборудования;

упрощение трассы воздухопроводов;

эксплуатационную надежность и удобства автоматизации;

температурный принцип.

Пневматические транспортные установки - это комплекс устройств, перемещающие продукты размола, или  специальные транспортные средства с помощью сжатого или разреженного воздуха.

Установки для пневматического  транспортирования зерна различают  по давлению несущего потока, размеру  частиц и концентрации перемещаемого  материала в потоке, характеру  движения потока и типа питательных  устройств. Различают установки  с низкой, средней и высокой  концентрацией частиц транспортируемого  материала. Так за верхнюю границу  низкой концентрации принимают расходную  массовую концентрацию м до 4кг/кг. Средняя концентрация соответствует значению м от 4 до 20 кг/кг, и при значениях м >20 кг/кг характеризует поток с высокой концентрацией.

В состав пневмотранспортной установки входит оборудование, выполняющее  забор и передачу материала по продуктопроводу к месту разгрузки, отделение материала и обеспыливание отработанного воздуха. Кроме того, пневмотранспортная установка должна быть оборудована устройствами для очистки сжатого воздуха, устройством для ввода в транспортный трубопровод: для нагнетающих установок - питателями различного принципа действия (струйными, объемного вытеснения и др.), установки всех типов оборудуют приемными устройствами в виде осадителей, циклонов и т.п., системами управления и контроля уровня заполнения емкостей.