Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет

имени Г. И. Носова»

Факультет технологий и качества

Кафедра химии, технологии упаковочных производств

Курсовая работа

по дисциплине «Процессы и аппараты пищевой технологии»

на тему: «Расчет барабанной сушилки»

Выполнил: студент 3 курса группы ТПП-06

Петряева Анна Андреевна

Проверил: к. т. н кафедры ХТ и УП

Коляда Людмила Григорьевна

Магнитогорск 2009

Содержание

Введение

1. Виды сушилок

2. Барабанная сушилка

3. Принципиальная схема барабанной сушилки

4. Заключение

Список литературы

Введение

Удаление влаги из твердых и пастообразных материалов удешевляет их транспортировку и придает им определенные свойства, а также уменьшению коррозии аппаратуры. Влагу можно удалять механическим способом: отжим, центрифугирование, отстаивание. Однако этими способами влага удаляется частично, более тщательное удаление влаги осуществляется путём тепловой сушки: испарение влаги, удаление паров.

Процесс тепловой сушки может быть естественным и искусственным. Естественная сушка применяется редко. По физической сущности сушка является сложным диффузионным процессом. Его скорость определяется скоростью диффузии влаги из глубинных частей материала к поверхности, а затем в окружающую среду. Удаление влаги при сушке включает не только перенос материала, но и перенос тепла, таким образом, является теплообменным и массообменным процессами. По способу подвода тепла к высушиваемому материалу сушку делят:

1) Контактная - путём передачи тепла от теплоносителя к материалу через разделительную стенку;

2) Конвективная - путём непосредственного соприкосновения высушиваемого материала с сушильным агентом. В качестве, которого используют: подогретый воздух, топочные газы либо топочные газы с воздухом;

3) Радиационная - путём передачи тепла инфракрасным излучением;

4) Диэлектрическая - в поле токов высокой частоты;

5) Сублимационная - в замороженном состоянии в вакууме.

Высушиваемый материал при любом методе сушки находится в контакте с влажным воздухом или газом. При конвективной сушке влажному воздуху отводится основная роль. Поэтому необходимо чётко представлять какими параметрами описывается воздух.

1. Виды сушилок

Сушка материалов, полупродуктов или готовых изделий используется практически на всех стадиях производства строительных материалов, изделий и конструкций.

Для сушки применяют разнообразные сушилки, отличающиеся по ряду признаков которые положены в основу классификации, приведённой ниже:

Таблица №1

2. Барабанная сушилка

Она представляет собой сварной цилиндр - барабан, на наружной поверхности которого укреплены бандажные опоры, кольца жесткости и приводной зубчатый венец; Ось барабана может быть наклонена к горизонту на 4^о - 6^о

Барабанные атмосферные сушилки непрерывного действия предназначены для сушки сыпучих материалов топочными газами или нагретым воздухом.

Внутри барабана устанавливают насадки, конструкция которых зависит от свойств высушиваемого материала. Со стороны загрузочной камеры многозапорная винтовая насадка, с числом спиральных лопастей от шести до шестнадцати в зависимости от диаметра барабана. При сушке материала с большой адгезией к поверхности на начальном участке последнего закрепляют цепи, при помощи которых разрушают камки и очищают стенки барабана. Для этой же цели могут применять ударные приспособления, расположенные с внешней стороны барабана.

В сушилках диаметром 1000 - 1600 мм для материала с хорошей сыпучестью и средним размером частиц до 8 мм устанавливают секторную насадку. В тех же сушилках, для материалов, обладающих повышенной адгезией или сыпучих материалов со средним размером частиц более 8 мм устанавливают подъемно - лопастные устройства. В сушилках диаметром 1000 - 3500 мм для материалов склонных к налипанию, но восстанавливающих сыпучие свойства в процессе сушки сначала устанавливают подъемно - лопастные перевалочные устройства, а затем секторные насадки.

Основной материал для изготовления барабанов сушилок, загрузочных и разгрузочных камер - углеродистые стали. В технически обоснованных случаях дополнительное изготовление барабанов, разгрузочных и разгрузочных камер частично или полностью из жаростойких сталей специальных марок.

Барабанные вакуумные сушилки работают, как правило, периодически и их применяют для сушки термочувствительных материалов от воды и органических растворителей, а также для сушки токсичных материалов. В зависимости от свойств материала и требований к готовой продукции применяют сушилки среднего или глубокого вакуума. Вакуумные барабанные сушилки применяют в основном в производстве полимерных материалов.

3. Схема барабанной сушилки

1 - барабан; 2 - питатель; 3 - сушильный барабан; 4 - топка; 5 - смесительная камера; 6, 7, 11. - вентиляторы; 8 - промежуточный бункер; 9 - транспортёр; 10- циклон; 12 - зубчатая передача.

Влажный материал из бункера 1 с помощью питателя 2 попадает во вращающийся сушильный барабан 3. Параллельно материалу в сушилку подаётся сушильный агент, образующийся от сгорания топлива в топке 4 и смешения газов в смесительной камере 5. Воздух в топку и смесительную камеру подаётся вентиляторами 6,7. Высушенный материал с противоположного конца сушильного барабана 8, а из него на транспортирующее устройство 9.

Отработанный сушильный агент перед выбросом в атмосферу очищается от пыли в циклоне 10. При необходимости производится дополнительное, мокрое пылеулавливание.

Транспортировка сушильного агента через сушильную камеру осуществляется с помощью вентилятора 11. При этом установка находится под небольшим разрежением, что исключает утечку сушильного агента через неплотности упаковки.

Барабан приводится во вращение электродвигателем через зубчатую передачу 12.

Задание:

Рассчитать процесс конвективной сушки сыпучего материала в барабанной, вращающейся сушилке при подогреве воздуха продуктами сгорания отопительного газа при следующих условиях:

1. Производительность сушилки по сухому материалу G_к = 780 кг/ч;

2. Влагосодержание материала:

а) начальное - U_н = 50%,

б) конечное - U_к = 5%;

3. Температура, ⁰С:

а) влажного материала - 15 ⁰С,

б) газов на входе в барабан - 400 ⁰С,

в) газов на выходе из барабана - 100 ⁰С;

4. Теплоемкость материала - 1350 Дж/кг•К, плотность - 1300 кг/м³;

5. Средний диаметр частицы материала - 5-10 мм;

6. Удельные потери тепла в окружающую среду 3%

7. Параметры свежего воздуха: Температура - 15 ⁰С, относительная влажность - 68%.

8. Давление в сушилке атмосферное.

9. Топливо - природный газ.

10. Состав природного газа:

CH₄ - 91,0 %,

C₂H₆ - 1,5 %,

N₂ - 1,0%,

CО - 1,0 %,

H₂ - 5,5 %.

Заключение

По данным условиям мы рассчитали процесс конвективной сушки материала в барабанной, вращающейся сушилке при подогреве воздуха продуктами сгорания отопительного газа. Так же по приведенным данным произвели расчет материального и теплового балансов процесса сушки с помощью диаграммы Рамзина. По расчетам нашли тип барабанной сушилки - № 7119 и ее характеристики: диаметр d_вн = м, длина l = м, объем V = м³, частота n = об/мин, угол наклона к горизонту которой составляет б = ⁰.

Список литературы:

1. Павлов К.Ф., Романков П.Г., Посков А.А. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. Л.: Химия, 1981.

2. Основные процессы и аппараты химической технологии./Пособие по проектированию под редакцией Ю. И. Дытнерского. М. Химия, 1991, 1983

3. Плановский А. Н., Рамм В. М., Каган С. З. «Процессы и аппараты химической технологии.» - М. Химия, 1968.