4.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ МАШИН ДЛЯ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ СЫПУЧИХ ПРОДУКТОВ

4.1.Общие положения

Машины для перемешивания предназначены для получения однородных пищевых смесей, состоящих из двух или более компонентов. На зерноперерабатывающих предприятиях к числу важнейших обогатительных процессов относится смешивание зернопродуктов с различными физико-механическими и химико-биологическими свойствами. Например, в зерноочистительных отделениях мельниц, при раздельной подготовке зерна, в расфасовочно-упаковочных отделениях, при формировании сортов муки.

Смесители для сыпучих пищевых продуктов дают либо непосредственно готовую продукцию, либо полуфабрикат, используемый в другом технологическом процессе. Они подразделяются на вращающиеся

итранспортирующие.

Квращающимся смесителям относятся барабанные и конические смесители различных типов, смесители с вращающимися кубами. К транспортирующим смесителям для сыпучих продуктов относятся ленточные, лопастные и шнековые смесители.

Процесс смешивания следует рассматривать как процесс создания равномерного распределения частиц отдельных компонентов во всем объеме путем перегруппировки их под действием внешних сил.

Основным качественным показателем процесса смешивания является однородность полученной смеси. Идеальная смесь практически недостижима. Практически однородной считается смесь, в которой содержание компонентов в любом объеме ее не отличается от заданного содержания для всей смеси.

Производительность Q (кг/ч) можно определять по следующей формуле:

60 V ρ
Q = (m n + tзаг + tраз ),	(45)

где V – объем, занимаемый продуктом в барабане, м3; ρс – объемная плотность смеси, кг/м3;

m– необходимое число перемещений продукта в барабане, обеспечивающее заданное смешивание;

n– частота вращения барабана, мин-1;

tзаг – время, необходимое для загрузки барабана, с; tраз – время, необходимое для разгрузки барабана, с.

51

RГ ≥ RКР скорость истечения

Время разгрузки емкости tзаг (с) определяется производительностью

	загрузочного устройства.
	Время разгрузки tраз (с) определяем по формуле:
	t =	V	,	(46)
		v F
		1

где F1 – площадь выпускного отверстия в барабане, м2, зависит от геометрических размеров барабана, диаметр отверстия составляет Do = (0,3…0,5)D;

v – скорость истечения груза из выпускного отверстия барабана, м/с, определяется в зависимости от значения гидравлического радиуса отверстия.

При гидравлическом радиусе истечения определяется по формуле:

					τ
v = λ			−			o					(47)
	2g 1.6RГ			g ρ			.
							f
При гидравлическом радиусе истечения RГ < RКР										скорость истечения
определяется по формуле:
					3.4		τ
v = λ		2.1 RГ		−				o		,	(48)
	2 g				g	ρ f

где λ – коэффициент истечения сыпучих грузов, λ = 0,2…0,65. Гидравлический радиус в зависимости от формы отверстия

определяется по формулам.

Для прямоугольного отверстия:

RГ =	(Ao	− a) (A1 − a)			.	(49)
	2 (Ao + A1 − 2 a)
Для квадратного и круглого отверстий:
	RГ	=	(Ao − a)	,		(50)
		4

где Ао и А1 – ширина (диаметр) и длина отверстия, м;

а– размеры кусков продукта, м; a = (amin + amax )/ 2 .

Взависимости от размера a (мм) сыпучие грузы разделяют на

крупнозернистые ( 2 < a ≤10 ), мелкозернистые (0,5 < a ≤ 2), порошкообразные (0,05 < a ≤ 0,5) и пылевидные ( a ≤ 0,05).

Критический гидравлический радиус отверстия истечения

определяем по формуле:			τo			a
RКР =					+		,	(51)
	ρ	с	m	g		2
			ид

где τо – начальное сопротивление сдвигу, Па;

52

mид – коэффициент подвижности определяется по формуле:
m	=	0,18	,	(52)
ид		f1

где f1 – внутренний коэффициент трения продукта. Объемную плотность смеси ρс определяем по формуле:

ρс =	ρ1 m1 +... + ρK mK			,	(53)
	m1 +... + mK
где ρК – объемная плотность компонентов, входящих в смесь, кг/м3;
mк – масса отдельных компонентов, входящих в смесь, кг.
Объем V1(м3) емкости барабана определяем по формуле:
V = F L =		V	,		(54)
1	ψ
где ψ – коэффициент заполнения барабана смесью (ψ= 0,5…0,6).
Геометрические размеры	барабана (диаметр D и длину				L)
определяем из формулы объема барабана (54).
Силу тяжести продукта в барабане Gпр (Н) определяем по формуле:
Gпр =V ρc g = F1 L ρc g ,					(55)

где F1 – площадь поперечного сечения перемешиваемой смеси в барабане, м2; L – длина барабана, м; ρс – объемная плотность смеси, кг/м3. Площадь поперечного сечения перемешиваемой смеси в барабане

определяем по формуле:

F1 = F ψ ,

(56)

где F – площадь сечения барабана, м2; F=π·D2/4.

Мощность, необходимая для привода барабана N (кВт), определяется по формуле:

N = N1 + N2 + N3 ,

(57)

где N1 – мощность, необходимая для преодоления трения в подшипниках смесителя, кВт;

N2 – мощность, необходимая для преодоления силы тяжести продукта при его подъеме в барабане до угла естественного откоса, кВт;

N3 – мощность, необходимая для перемешивания продукта, кВт. Величины, входящие в формулу (57), определяются соответственно

по следующим выражениям:

N	1	= (G + G	) μ r ω 10−3	,	(58)
		б пр	ц

где Gб – сила тяжести барабана, H, определяется взвешиванием или рассчитывается;

Gпр – сила тяжести продукта в барабане, Н;

μ – приведенный коэффициент трения скольжения;

53