“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