Вестник МГТУ, 2021, Т. 24, № 3.

Вестник МГТУ. 2021. Т. 24, № 3. С. 287-298. DOI: https://doi.org/10.21443/1560-9278-2021-24-3-287-298 Нет необходимости охлаждать материал Необходимо охлаждать материал Сушильное оборудование должно быть установлено на открытом воздухе Сушильное оборудование должно быть установлено в специальном помещении Низкая квалификация обслуживающего персонала Средняя квалификация обслуживающего персонала В настоящее время необходимы дальнейшие исследования наиболее оптимального способа влагоудаления для клейковинных гранул (табл. 1). Проведя эмпирические исследования и получив зависимость удельного выхода сухого продукта от влияющих факторов (определяющим из которых являются габариты гранул и, как следствие, их масса), можно определить рациональные габаритные размеры, найти оптимум при взаимно противоположном влиянии двух параметров: с одной стороны, при снижении габаритов повышается скорость влагоудаления, а с другой - снижается удельная производительность по готовой продукции. Следует учесть, что при увеличении массы гранулы растет критическая скорость псевдоожижения, а потому увеличиваются энергозатраты на подачу сушильного агента. В случае применения обезвоживания в барабанных сушилках зависимость от влияющих факторов уменьшается ввиду принудительной организации перемешивания гранул, однако в таком варианте повышается вероятность истирания гранул при взаимном их контакте, а также образования пыли, которая может уноситься с сушильным агентом, что приводит к неминуемым материальным потерям, загрязнению окружающей среды и требует более совершенной системы пылеулавливания и аспирации. Кроме того, при истирании удаляется в начале обезвоживания поверхностный подсушенный слой гранул, следовательно, повышается адгезионная способность их поверхностей и повышается вероятность агломерации гранул между собой. Данный эффект усиливается тем, что в начальный период сушки наблюдается размораживание оголенного поверхностного слоя гранулы, что недопустимо. В качестве сушильного агента можно использовать кроме воздуха инертный, углекислый, дымовой и другие газы, однако воздушный теплоноситель является наиболее доступным и дешевым. Следует отметить, что в случае необходимости исключения контакта объекта сушки с кислородом воздушный или дымовой теплоноситель не используется, но в нашем варианте проведения экспериментальных исследований таких ограничений нет. В результате исследований были найдены критические скорости псевдоожижения юкр и уноса частиц юун посредством визуальной оценки состояния слоя, потери давления ожижающего агента в слое ДР, порозность слоя в состоянии е 0 и псевдокипящем состоянии е. При проведении опытной серии менялась скорость ожижающего агента ю, м/с, влажность W, кг/кг, и удельная нагрузка на газораспределительную решетку M, кг/м2. В результате проведения постановочных опытов выявлено, что механизм псевдокипения гранулированной клейковины и значение критической скорости существенно определяются ее влажностью, от которой зависит адгезионное взаимодействие гранул между собой и их масса. При этом обоснованность выбора активного режима ожижения обусловлена тем, что отвечающие ему гидродинамические условия определяются свойствами продукта как объекта сушки и технико-технологической задачей. В частности, при влагоудалении из крупнопористых продуктов с влагой в свободном состоянии активным является преимущественно режим пневмотранспорта, а при обезвоживании тонкопористых продуктов данный режим не является активным, поскольку предопределяет непроизводительные энергозатраты и не дает возможности решить технологическую задачу ( Титова, 2009 ). Опираясь на информацию о структурно-механических характеристиках гранул, предпочтительным способом для них будет обезвоживание при высоких скоростях теплоносителя с дальнейшей досушкой подсушенного материала в зоне отведения влаги в связанном состоянии. По этой причине целесообразно изучить гидродинамику псевдокипения для гранул влажностью 0,474 кг/кг (исходная влажность подаваемого на сушку продукта) и влажностью 0,19 кг/кг (влажность материала, содержащего преимущественно трудноотводимую влагу в связанном состоянии). Процедура псевдоожижения слоя гранул диаметром 6 мм, длиной 10 мм и влажностью 0,474 кг/кг осуществляется следующим образом. В начале продувания слой находится в покое и его сопротивление растет (прирост скорости воздушной среды по степенному закону). В процессе роста скорости воздушной среды подъемная сила ее потока, воздействующая на гранулы, увеличивается и при определенном ее значении взаимное давление гранул и ожижающего агента исчезает. Слой расширяется, вспучивается и в нем появляются каналы, сквозь которые проскакивает воздушная среда. При этом гранулы, находящиеся в верхних слоях, приходят в движение. При последующем росте скорости агента в слое наблюдается бурное псевдокипение и все гранулы начинают перемещаться, однако псевдоожижение будет неравномерным, неустойчивым при вероятности затухания. Скорость воздушной среды при этом равна юкрі = 9,3 м/с и обусловливает первый участок псевдоожижения. Полное псевдоожижение всего слоя при интенсивном движении гранул, снижении влияния каналов и улучшении полного контакта между воздушной средой и гранулами появляется при большей скорости теплоносителя юкр2 = 9,6 м/с, т. е. присутствует не одна критическая скорость псевдоожижения, а ареал скоростей фильтрации, что определяется полидисперсностью 293