И обогащения сыпучих продуктов измельчения пищевых сред

Глава 11

Оборудование для сортирования

И обогащения сыпучих продуктов

Измельчения пищевых сред

Сортирование сыпучих продуктов – процесс разделения на ситах и триерах неоднородных сыпучих продуктов на фракции, различающиеся по размерам и форме.

Процесс сортирования и обогащения сыпучих продуктов измельчения пищевых сред осуществляется в рассевах ситовеечных и вымольных машин, виброцентрифугалов, деташеров, энталейторов и дробильно-сортировочных машин и т. д. В главе даны не только конструктивные решения реализации этого процесса, но и приведены основные факторы, влияющие на его эффективность.

При философской дискуссии больше выигрывает побежденный – в том отношении, что он умножает знания. Эпикур (341–270 до н.э.), древнегреческий философ

Научное обеспечение процессов сортирования

и обогащения сыпучих продуктов измельчения пищевых сред

Сепарирование разнородных по размерам компонентов осуществляется на основных рабочих органах рассева – плоских ситах из различных материалов с отверстиями соответствующих размеров и форм. Каждое сито делит исходный продукт на две фракции: сходовую (крупную) и проходовую (мелкую).

При круговом поступательном движении рассева процесс ситового сепарирования состоит из двух одновременно протекающих стадий: самосортирования (расслоения) и просеивания. При самосортировании тяжелые и мелкие частицы осаждаются в нижние слои, а крупные и легкие – концентрируются в верхних. Чем быстрее мелкие проходовые частицы опустятся вниз и войдут в контакт с ситом, тем эффективнее осуществится процесс просеивания, т. е. прохождение через отверстия сита.

Сравнительная значимость процессов самосортирования и просеивания определяется в основном соотношением сходовой и проходовой фракций. При наличии относительно малого количества проходовой фракции (например, в рассевах первых драных систем) эффективность зависит от ее факторов: физико-механических свойств частиц смеси, температуры и влажности исходного продукта, соотношения компонентов различной крупности, удельной нагрузки на сито (толщина слоя), материала и качества изготовления сита, размеров и формы его отверстий, конструкции рассева, условий транспортирования смеси, кинематических параметров, способа очистки сит, аспирации и др.

Технологическую эффективность сортирования в рассевах оценивают следующими показателями:

Q₀ – нагрузкой (производительностью), т. е. массой исходной смеси, поступающей в машину в единицу времени;

x – коэффициентом недосева, т. е. относительным содержанием проходовых фракций в продуктах, полученных сходом с сита;

h – коэффициентом извлечения, т. е. отношением количества извлеченного продукта к количеству того же продукта, содержащегося в исходной смеси.

Недосев характеризует неоднородность фракций, полученных после прохождения через рассев, а коэффициент извлечения показывает, какую часть количества данной фракции удается выделить из исходной смеси.

При рассмотрении работы одного сита, т. е. при разделении исходной смеси на сход и проход, состав исходной смеси можно охарактеризовать относительным содержанием проходовой фракции d (%)

где М ₀ – масса проходовой фракции, кг; Q ₀ – масса исходной смеси, кг.

Если при просеивании получено М (кг) проходовой фракции и G сходовой фракции, то коэффициент извлечения (%) можно выразить так:

а коэффициент недосева

Взаимосвязь коэффициента извлечения с коэффициентом недосева при данном составе исходной смеси определяется уравнениями:

и .

Четкость сепарирования на ситах рассева в значительной степени зависит от гранулометрического состава исходной смеси и ее физико-механических свойств, удельной нагрузки, размеров ситового канала (площади, отношения длины к ширине, кинематических параметров, частоты и радиуса траектории круговых колебаний), размеров отверстий сита, материала нитей и живого сечения единицы площади сита, способа очистки сит и перемещения продукта по ситу.

При большом содержании проходовой фракции в исходной смеси (например, при контроле муки) общая эффективность сепарирования зависит от процесса просеивания. Для его интенсификации необходимы определенные толщина слоя продукта на сите и кинематические параметры, при которых достигается оптимальная скорость нижнего слоя по ситу.

При незначительном содержании проходовой фракции в исходной смеси (например, на I драной системе) общая эффективность сепарирования зависит от процесса самосортирования, интенсивность которого возрастает с уменьшением толщины слоя продукта и частоты колебаний при соответствующем увеличении радиуса траекторий круговых колебаний.

При среднем содержании проходовой фракции в исходной смеси общая эффективность сепарирования в начале сита зависит от процесса просеивания (если при поступлении исходной смеси на сито проходовая фракция равномерно распределена по толщине слоя), а в конце сита – от процесса самосортирования.

Интенсивность просеивания при увеличении толщины слоя вначале повышается, достигая максимального значения при некоторой критической толщине. Дальнейшее увеличение высоты слоя ведет к уменьшению интенсивности просеивания.

Размеры сит и ситовых каналов в значительной мере предопределяют эффективность работы рассева. Для любой заданной площади просеивающей поверхности существует оптимальное отношение длины сита к его ширине, при котором достигается минимальная скорость подачи и максимальная эффективность сортирования. Так, для большинства промежуточных продуктов размола зерна при площади сит 0,25...0,34 м² оптимальным является отношение длины сита к ширине, равное двум. При проектировании рассевов оптимальную толщину слоя на всех ситах получают путем параллельного и последовательного соединения сит.