Юкиш А.Е., Ильина О.И. Техника и технология хранения зерна

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

КОКШЕТАУСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Ш.УАЛИХАНОВА

 Факультет «Техники и технологий»

Кафедра «Инженерные технологии и транспорт»

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

По дисциплине «Обработка и хранение продукции растениеводства»

                                                       

Тема: «Физические свойства зерна и зерновых масс».

 

 

 Выполнил:

Студент группы ТППР-62

 Сактаганов Амир Ермекович

Руководитель: к.т.н., доц.

Лоскутова Галина Андреевна

 

Г. Кокшетау

 

                                              СОДЕРЖАНИЕ:                                                           

 

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………...3

 

1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА И ЗЕРНОВЫХ МАСС……......4

1.1. Сыпучесть и самосортирование зерновых масс…………………….4

1.2. Скважистость зерновой массы……………………………………….5

 

1.3. Сорбционные свойства зерновой массы…………………………….6

 

1.4. Гигроскопичность зерновых масс……………………………………7

 

1.5. Теплофизические и массообменные свойства зерновой массы……10

 

1.6.Дыхание………………………………………………………………...11

 

1.7. Факторы,влияющие на интенсивность дыхания……………………13

 

2.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ……………………………………………………15                                                

 

2.1.Расчет технологического и транспортного оборудования(норий) элеватора,мощностью 70000 тонн………………………………………..15

 

2.2.Определение годового объема приемки и отпуска зерна и объема

работы элеватора в наиболее напряженные сутки………………………15

 

2.3.Расчет необходимого оборудования для приемки,обработки и

отгрузки зерна.Устройства для контроля за качеством зерна…………17

 

2.4.Выгрузка зерна из автомобильного транспорта……………………..18

 

2.5.Очистка зерна…………………………………………………………..21

 

2.6.Сушка зерна…………………………………………………………….22

 

2.7.Обработка отходов……………………………………………………..23

 

2.8.Определение необходимого числа основных норий………………...25

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………….28                                                                

 

Список использованных источников……………………………………..29

 

                                           ВВЕДЕНИЕ

В пищевой промышленности перерабатывают сырье и получа­ют готовые продукты в различном агрегатном состоянии: твердом, жидком, паро- и газообразном. Для расчета процессов и аппаратов необходимо знать свойства пищевых продуктов и сырья.

Многие пищевые продукты представляют собой однородные и неоднородные смеси.

Коднородным смесям относятся растворы, например сахар­ные, водно-спиртовые, соки и т. д. Однородные смеси характери­зуются концентрацией растворенного вещества.

Кнеоднородным относятся смеси твердого вещества с жидко­стью, а также смеси различных нерастворимых одна в другой жид­костей. Для характеристики неоднородных смесей вводят понятие объемной или массовой доли, например доли твердого вещества в жидкости.

Все свойства веществ можно разделить на физические (плот­ность, удельный вес, вязкость, поверхностное натяжение и др.) и теплофизические (удельная теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность и др.). Данные об этих свойствах для раз­личных веществ и растворов в зависимости от температуры и дав­ления приводятся в справочниках.

Зерновая масса-сложная биологическая система, представляет собой биоценоз, т.е. совокупность живых организмов с более или менее одинаковыми условиями жизни. Процессы, происходящие в зерновой массе в результате жизнедеятельности входящих в нее живых компо­нентов (зерно, семена, семена сорняков, микроорганизмы, насекомые и клещи), называют физиологическими. Жизнедеятельность' зерновой массы при хранении проявляется в виде дыхания, послеуборочного доз­ревания, прорастания. Эти процессы имеют большое практическое зна­чение, так как умение регулировать их ход позволяет сохранить зерно и сократить потери сухих веществ при хранении.

Период, в течение которого зерно, семена сохраняют свои потреби­тельские свойства (семенные, технологические и продовольственные), называют долговечностью. Различают долговечность биологическую, хозяйственную и технологическую.

Биологическую долговечность определяет тот промежуток времени, в течение которого сохраняют способность к прорастанию хотя бы еди­ничные семена, а хозяйственную — тот период хранения, в течение кото­рого семена остаются кондиционными по всхожести и отвечают требова-

ниям государственных стандартов на посевные качества семян. Техно­логическая долговечность — это срок хранения зерновой массы, обеспе­чивающий ее полноценные свойства для использования на пищевые, кормовые или технологические цели.

 

 

1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ЗЕРНА И ЗЕРНОВЫХ МАСС

Все партии зерна независимо от культуры обладают следующими физическими свойствами: сыпучестью, самосортированием, скважисто­стью, сорбцией и десорбцией газов и паров, теплофизическими и мас­сообменными свойствами.

1.1. СЫПУЧЕСТЬ И САМОСОРТИРОВАНИЕ ЗЕРНОВЫХ МАСС

Способность зерна и зерновой массы перемещаться по какой-либо поверхности, расположенной под некоторым углом к горизонту, назы­вают сыпучестью. Зерновая масса обладает хорошей сыпучестью, что ис­пользуют при перемещении зерна конвейерами, нориями и другими средствами, при загрузке зерна в бункера, силосы и выпуске из них са­мотеком. Сыпучесть зерновой массы определяет минимальный угол наклона бункеров и силосов на элеваторах, мукомольных, крупяных, комбикормовых заводах, ее учитывают при расчетах зернохранилищ на прочность и т.д.

Сыпучесть зерновой массы характеризуют углом естественного от­коса, т.е. углом между диаметром основания и образующей конуса, получающегося при свободном падении зерновой массы на горизонталь­ную плоскость. На сыпучесть зерновой массы влияют многие факторы: гранулометрический состав и гранулометрическая характеристика (форма, размеры, характер и состояние поверхности зерен), влажность, количество примесей и их видовой состав, материал, форма и состояние поверхности самотечной трубы.

Наиболее сыпучи зерновые партии, состоящие из семян шарообраз­ной формы с гладкой поверхностью (просо, горох, соя). При отклоне­нии от этой формы сыпучесть зерна ухудшается. Зерна продолговатые, тонкие, с шероховатыми оболочками или цветковыми пленками обла­дают меньшей сыпучестью. Примеси, особенно легкие и мелкие или имеющие шероховатую поверхность, снижают сыпучесть зерновой массы.

Увеличение влажности зерновой массы приводит к снижению сыпучести и увеличению угла естественного откоса. Сыпучесть зерновой массы снижается при хранении вследствие уплотнения и служит косвенным показателем состояния хранящегося зерна.

Самосортирование возникает при перемещении, встряхивании и движении зерновой массы на конвейерах, в кузове автомобиля или же­лезнодорожных вагонах, при заполнении складов и силосов, при выгруз­ке из них зерна. Во время движения (встряхивания) легкие компоненты зерновой массы (легкие примеси, мелкие и щуплые зерна и др.) пере­мещаются в верхние слои, а тяжелые — в нижние, т.е. нарушается одно­родность состава партии зерна.

Во время загрузки силосов наблюдается наибольшее самосортиро­вание. Этому способствует сопротивление, оказываемое воздухом движущимся частицам. Крупные, тяжелые зерна и другие частицы с большей плотностью подают в силос вертикально и с большей скоростью, чем легкие. Они заполняют центральную часть силоса. Мелкие, битые, щуплые зерна и легкие примеси уносятся вихревыми потоками воздуха к стенам силоса или скатываются по поверхности конуса, образуемого зерновой массой.

В результате самосортирования качество зерна в различных частях силоса будет неодинаково: в центре силоса находится доброкачествен­ное зерно с большей натурой (объемной массой), менее засоренное, чем около стен, где накапливаются легкие органические примеси, пыль, семена сорняков, щуплые, дробленые зерна, имеющие повышенную влажность. Выпуск зерновой массы из силосов не устраняет последствий самосортирования при заполнении. Характер истечения зерна из силосов не способствует перемешиванию зерна.

Таким образом, самосортирование зерновой массы явление не­желательное. Нарушение однородности партии зерна в хранилище затруд­няет правильную оценку его качества как в силосе, так и при отгрузке из него, а также способствует развитию различных физиологических и микробиологических процессов в тех местах насыпи, где сосредоточены компоненты с повышенной жизнедеятельностью.

1.2. СКВАЖИСТОСТЬ ЗЕРНОВОЙ МАССЫ

 

Зерновая масса при размещении в складах или силосах не образует плотной массы; между ее твердыми компонентами остаются свободные промежутки, заполненные воздухом. Часть объема зерновой массы, за­нятая зерном и другими твердыми частицами (примеси, семена других культурных растений и пр.), характеризует плотность укладки зерна.

Остальную часть объема зерновой массы, заполненную воздухом, назы­вают скважистостью. Плотность укладки зерна к скважистость выра­жают в процентах от общего объема зерновой массы.

Наличие скважин и воздуха в зерновой массе обусловливает прак­тическое значение скважистости. Перемещение воздуха по скважинам способствует передаче тепла путем конвекции, перемещению влаги через зерновую массу в виде пара. Влажность и температура зерновой массы во время хранения изменяются. Характер физиологических и микробиоло­гических процессов в зерновой массе зависит от количества и состава воздуха в межзерновых пространствах. Благодаря скважинам возможны сушка, активное вентилирование и газация зерна.

Скважистость и плотность укладки зерновой массы в хранилище зависят от формы, упругости, размеров и состояния поверхности твер­дых компонентов зерновой массы, количества и вида примесей в ней, от размера партии и влажности зерновой массы, формы и размеров храни­лища, а также от срока хранения.

Зерновая масса, состоящая из крупных, мелких, тонких и коротких зерен и других частиц, укладывается более плотно и обладает меньшей скважистостью, чем выровненная зерновая масса. Влажное и сырое зерно лежит менее плотно и занимает больший объем в хранилище, чем сухое зерно при прочих одинаковых условиях. Однако повышение влажности зерна во время хранения сопровождается увеличением объема единич­ных зерен за счет межзерновых пространств и. уплотнением всей массы.

В хранилище с большим поперечным сечением зерно размещается плот­нее, чем с малым. При продолжительном хранении зерновая масса уплот­няется и ее скважистость уменьшается. Таким образом, величина сква­жистости и плотности укладки зерновой массы может изменяться в до­вольно значительных пределах.

 

1.3. СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА ЗЕРНОВОЙ МАССЫ

 

Характеристика сорбционных явлений в зерновой массе.

Зерновая масса в целом хороший сорбент; она обладает способностью поглощать из окружающего пространства пары различных веществ и газы. В зави­симости от свойств сорбентов и поглощаемых веществ сорбцию подраз­деляют на адсорбцию, абсорбцию, хемосорбцию и капиллярную конден­сацию. Все виды сорбционных явлений наблюдаются в зерновой массе, и очень часто их невозможно расчленить. Поэтому суммарный результат адсорбции, абсорбции, капиллярной конденсации, хемосорбции называют сорбцией, а степень способности зерновой массы поглощать пары и газы при различных условиях — сорбционной емкостью. Сорбированные пары и газы при определенных условиях могут полностью или частично улетучиваться из зерновой массы в окружающее пространство, что на­зывают десорбцией.

Значительная сорбционная емкость зерновой массы объясняется капиллярно-пористой коллоидной структурой каждого зерна и скважис­тостью всей массы. Каждое зерно, как многоклеточный организм, пред­ставляет собой пористое тело с сильно развитой поверхностью. Между отдельными клетками и тканями зерна имеются макро- и микрокапил­ляры (поры). Диаметр макропор 10~3 10- 4 см, а микропор 10” 7 см.

Крупные поры в основном сосредоточены в оболочках. Эндосперм со­держит микрокапилляры, представляющие собой межмолекулярные промежутки. Стенки макро- и микропор участвуют в процессах сорбции молекул паров или газов. По системе капилляров перемещаются сжи­женные пары. Активная поверхность зерна находится в пределах 200... 250 м2 /г, что в 200 тыс. раз больше видимой истинной поверхности зер­на. Величина активной поверхности характеризует зерно как активный сорбент. Таким образом, сорбционные явления наблюдаются не только на поверхности зерна, но и в еще большей степени во внутренних участ­ках каждого капилляра.

Все явления сорбции, происходящие в зерновой массе при транспор­тировании, обработке и хранении, в зависимости от их влияния на каче­ство и сохранность зерна можно разделить на две группы: сорбцию и десорбцию различных газов и паров, сорбцию и десорбцию паров воды.

Сорбция и десорбция различных газов и паров.

При нахождении зерна в среде различных газов и паров последние интенсивно сорби­руются и обратно их удалить (десорбировать) трудно. Наблюдения по­казывают, что зерно поглощает пары и газы керосина и других нефте­продуктов, фенола, эфирных масел семян сорняков (полыни, кориандра и др.), почти все фумиганты (бромистый метил, дихлорэтан и др.) Последние вступают в химическое взаимодействие с веществами зерна, т.е. хемосорбируются.

Примером сорбции паров, имеющих большое значение при хранении зерна, является приобретение зерновой массой запаха эфирных масел полыни и кориандра. Если при обмолоте в зерновую массу попадут части растения полыни, то содержащиеся в них эфирные масла легко сорбируются зерном, и оно приобретает полынный запах, а иногда и горь­кий вкус. Партии зерна с посторонним, несвойственным зерну запахом — это дефектные партии, которые надо хранить отдельно от нормального зерна. Их дополнительно обрабатывают, т.е. устраняют приобретенный зерном посторонний запах, что увеличивает расходы на хранение. Во из­бежание ухудшения качества зерновых масс в результате сорбции паров различных веществ хранилища и транспортные средства должны быть чистыми, без посторонних запахов.

 

1.4. ГИГРОСКОПИЧНОСТЬ ЗЕРНОВЫХ МАСС.

 

Способность зерновой массы поглощать пары воды из воздуха или выделять их в окружающее прос­транство называют гигроскопичностью. Многие исследования и практи­ческие данные показывают, что при хранении зерна в производственных условиях наблюдается самопроизвольное изменение влажности зерна.

При хранении его во влажной атмосфере происходит увлажнение, а в сухой подсыхание. Если поместить зерно с какой-то влажностью во влажный воздух, а он всегда содержит то или иное количество паров воды, то в результате взаимодействия могут происходить следующие процессы: влага из зерна будет переходить в воздух (испарение, десорбция, сушка), и зерно подсохнет: это произойдет в том случае, если парциаль­ное давление водяного пара у поверхности зерна (рп .з) больше, чем парциальное давление водяного пара в атмосферном воздухе (рп .в ), т.е. (р п .з > рп.в ); влага из воздуха будет сорбироваться зерном, когда рп.з < рп.в ; чем больше разность между парциальными давлениями паров воды в воздухе и у поверхности зерна (или наоборот), тем быстрее цдет процесс перераспределения влаги.

Через некоторое время в результате перераспределения влаги пар­циальное давление пара в воздухе и у поверхности зерна станет равным и наступит динамическое равновесие (рп.з = /?п .в )- Влажность зерна, соответствующая состоянию равновесия, называют равновесной влаж­ностью. Ее используют для выбора режимов активного вентилирования, сушки, для выявления условий безопасного хранения зерна, при кото­рых жизнедеятельность всех живых компонентов зерновой массы мала.

Равновесная влажность зерна зависит от его сорбционных свойств (структуры, химического состава) и от состояния воздуха, его относи­тельной влажности и температуры.

Максимальная равновесная влажность зерна злаков, которая уста­навливается при его пребывании в воздухе, насыщенном водяными па­рами (относительная влажность у? 100%), колеблется в пределах 33...36%. Она тот предел, до которого зерно может сорбировать пары воды из воздуха. Зерно будет иметь влажность выше максимальной гигроскопической только при впитывании капельно-жидкой влаги. Влаж­ность зерна 7...10% устанавливается при у? = 15...20%, Это низший предел влажности зерна в производственных условиях.

Зерно и семена зерновых, масличных и бобовых культур в силу различного химического состава имеют неодинаковую равновесную влажность. Она выше у семян бобовых культур, меньше — у зерновых и еще меньше — у масличных. Снижение величины равновесной влажности объясняется увеличением количества жира в семенах и уменьшением ко­личества гидрофильных веществ.

Предельное содержание влаги в воздухе и соответствующая упру­гость пара, насыщающего пространство, зависят от температуры. С ее по­вышением давление насыщенного пара увеличивается. Это вызывает уменьшение относительной влажности воздуха и наоборот. По данным И.Я. Бахарева, снижение температуры воздуха с 30 до 0°С сопровож­дается увеличением равновесной влажности зерна на 1,4%. Повышение температуры на 10°С при неизменной относительной влажности воз­духа вызывает уменьшение равновесной влажности на 0,6...0,7%. Пос­кольку атмосферные условия меняются в течение суток, месяца, года (изменяются относительная влажность и температура воздуха), то и состояние зерна по влажности тоже будет колебаться. Важно знать и предвидеть эти изменения, чтобы предотвратить ухудшение качества зерна при его увлажнении. Контроль за влажностью в течение суток при при­емке от хлебосдатчиков, а также при хранении и обработке — обязатель­ное условие предотвращения потерь.

На величину равновесной влажности зерна влияет явление сорб­ционного гистерезиса, характеризующее несовпадением изотерм сорбции и десорбции. Фигуру, образованную линиями сорбции и десорбции (рис. 3), называют петлей гистерезиса. Кривые показывают, что равновесная влажность зерна в процессе сорбции всегда меньше его равновесной влажности десорбции. Эта разность для зерна пшеницы составляет 1,2... 1,3%.

В связи с явлением сорбционного гистерезиса в зерновой массе никогда не наблюдается полного выравнивания влажности единичных зерен: равновесная влажность десорбции выше равновесной влажности сорбции. Вместе с тем разнокачественность зерновой массы по влаж­ности может быть причиной нежелательных процессов при хранении.

Явление сорбционного гистерезиса, а также способность зерна и семян сорбировать водяные пары обусловливают необходимость не­медленной очистки партий свежеубранного зерна для удаления различ­ных примесей, влажность которых во много раз превышает влажность самого зерна. Промедление с очисткой приводит к увлажнению зерна в результате перераспределения влаги.

Распределение влаги в зерновой массе при хранении в производ­ственных условиях.

 Влажность, являясь основным фактором сохран­ности зерновой массы, различна вотдельных местах насыпи. Наличие в зерновой массе наиболее увлажненных участков с повышенной физио­логической и микробиологической активностью осложняет работу по сохранности зерна. Изучение причин такого различия по влажности по­казывает, что большинство из них носит объективный характер и не­устранимо. Другие причины можно несколько устранить при хранении зерна.

Различная влажность анатомических частей зерна и семян, обладаю­щих неодинаковой гигроскопичностью вследствие их строения и хими­ческого состава, объясняет неравномерное распределение влаги в зерне и семенах. Влажность зародыша в сухом зерне пшеницы выше, чем осталь­ной части зерна. В зернах пленчатых культур более увлажнено ядро, менее - цветковые пленки. В семенах подсолнечника лузга имеет боль­шую влажность, чем ядро.

При созревании в каждом зерне устанавливается равновесная влаж­ность и различия во влажности частей зерна не имеют большого практи­ческого значения, так как в состоянии равновесия энергия связи влаги с веществами зерна и активность связанной воды практически одинаковы.

Поражение зародыша зерновки микроорганизмами можно объяснить не величиной влажности, а тем, что он менее защищен оболочками, более доступен микроорганизмам, чем эндосперм.

Распределение влаги в зерновой массе зависит от выполненности и крупности зерна. Мелкие, щуплые, битые зерна имеют большую актив­ную поверхность и влажность. Они более гигроскопичны, дышат более интенсивно, чем выполненные, являются хорошей средой для развития микроорганизмов, клещей и насекомых. Удаление этих фракций при первичной обработке свежеубранного зерна придает партии большую стойкость при хранении.

Равновесная влажность быстрее и раньше устанавливается в верх­них слоях насыпи, окруженных атмосферным воздухом. На зерно ниж­них, и особенно средних, слоев насыпи воздействие атмосферы будет во времени и по характеру другое. Поэтому влажность зерна, находящегося в различных слоях насыпи, неодинакова. Она постоянно меняется вслед­ствие изменения параметров наружного воздуха и других причин.

Выделение влаги и теплоты всеми живыми компонентами в резуль­тате жизнедеятельности повышает влажность зерновой массы и воздуха межзерновых пространств. Вследствие самосортирования в некоторых участках насыпи жизнедеятельность будет различна. Поэтому и влаж­ность отдельных участков зерновой массы может быть неодинаковой.

Существенное значение при хранении зерна имеет перемещение влаги под влиянием перепада температур между отдельными слоями насыпи и явления термовлагопроводности. Неравномерное распределение влаги в зерновой массе усиливается неудовлетворительным состоянием зерно­хранилищ.

Из всех перечисленных причин неравномерного распределения влаги в зерновой массе основными считают относительную влажность и тем­пературу воздуха. Однако характер изменения влажности зерновой массы при хранении является следствием всех вышеуказанных причин, что, в свою очередь, обусловливает необходимость ведения системати­ческого контроля за изменением влажности в различных слоях насыпи.

 

1.5. ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ И МАССООБМЕННЫЕ СВОЙСТВА ЗЕРНОВОЙ МАССЫ.

 

Из теплофизических и массообменных свойств наибольшее значение при хранении зерновой массы имеют теплопроводность, температуро­проводность и термовлагопроводность.

Теплопроводность.

 Характеризует теплопроводящую способность зерна. Коэффициент его теплопроводности X колеблется в пределах от 0,13 до 0,2 Вт/ (м* К ), что указывает на низкую теплопроводность. Так, у меди коэффициент теплопроводности 300...390, у железа 44...68Вт/ (м - К). Основные компоненты зерновой массы (зерно, семена и воздух), обусловливающие ее теплопроводность, — плохие проводники теплоты.

Теплопроводность зерновой массы повышается при увеличении ее влажности.

Температуропроводность.

Показывает скорость изменения темпера­туры в зерне, его тепловую инерцию. Коэффициент температуропровод­ности зерновой массы колеблется в предела?;. 1,7 • 10- 7 ...1,9 • 10-7 м 2/с.

Он несколько больше коэффициента температуропроводности воды, который при температуре 20°С равен 1,4* 10" 7 м2 /с. Зерновая масса обладает большой тепловой инерцией, но значительно меньшей, чем хоро­шие проводники теплоты.

При хранении распространение температурной волны в зерновой массе от верхних слоев к нижним и наоборот происходит очень мед­ленно. С наступлением теплых дней весной и летом охлажденные массы зерна прогреваются крайне медленно. В этом состоит положительное значение низких величин тепло- и температуропроводности зерновой массы, позволяющих сохранять в ней небольшую температуру даже в теплое время года, замедляя все физиологические процессы на длитель­ное время.

Вместе с тем вследствие низкой теплопроводности значительная доля теплоты, выделяемой при дыхании живых организмов зерновой массы, концентрируется в очаге тепловыделения, вызывая быстрое повышение температуры в нем, так как из-за низкой температуропро­водности температурная волна от очага тепловыделения распростра­няется медленно. Так возникает самосогревание зерна, опасное своими последствиями.

Термовлагопроводность.

Это явление перемещения влаги в зерновой массе под воздействием перепада температур в ее насыпи! В результате термовлагопроводности влага в зерновой массе перемещается в направ­лении теплового потока — от слоев более нагретых к менее нагретым.

Интенсивность термовлагопроводности характеризуется термо градиент­ным коэффициентом, показывающим, какой градиент влажности соз­дается при температурном градиенте, который равен единице.

Явление перемещения влаги в зерновой массе при хранении имеет большое практическое значение. Оно возникает всегда при перепадах температур в различных слоях насыпи, и особенно в периоды максима­льных градиентов температур в осенне-зимний и весенне-летний периоды.

Неравномерный обогрев стен хранилищ, размещение теплой зерновой массы на холодные асфальтовые или кирпичные полы складов, солнеч­ная сушка способствуют также возникновению перепада температур в зерновой массе и миграции влаги из слоев с большей температурой к слоям более холодным. При охлаждении влажного воздуха в этих слоях до температуры ниже точки росы из него будет выпадать влага в виде капелек, т.е. произойдет конденсация влаги. Таким образом, в резуль­тате термовлагопроводности отдельные слои насыпи увлажняются и усиливают свою жизнедеятельность. В них может возникать самосогре­вание и даже прорастание зерна.

 

1.6.Дыхание.

 

Дыхание — это важный физиологический процесс, лежащий в основе обмена веществ живых организмов. При дыхании происходит процесс преобразования и распада органических веществ, и прежде всего сахаров.

В результате этого выделяется энергия, необходимая организму для под­держания жизненных реакций.

Характер процесса дыхания зерна можно оценить дыхательным коэффициентом СО2 /О2 . Если процесс аэробного дыхания зерна проис-

ходит в точном соответствии с уравнением аэробного дыхания, то отно­шение объемов выделяемого и поглощаемого диоксида углерода (дыха­тельный коэффициент) равно единице. Часто дыхательный коэффициент не равен единице. Если дыхание осуществляется за счет веществ, бедных кислородом (жирных кислот), и при этом идет превращение жира в сахар (у семян масличных культур) , то количество потребляемого кис­лорода в процессе дыхания превышает объем выделяемого диоксида углерода и СО2 /О2 меньше единицы. Величина дыхательного коэффи­циента будет больше единицы, если на дыхание расходуется вещества, более богатые кислородом, чем сахар, например органические кислоты — щавелевая, винная и др.

Анализ приведенных выше уравнений показывает, что дыхание зер­новой массы сопровождается потерей массы зерна вследствие расходо­вания гексоз, увеличением влажности зерна, относительной влажности воздуха межзернового пространства, изменением состава воздуха меж­зернового пространства и образованием теплоты в хранящейся зерновой массе.

Уменьшение массы зерна при хранении в результате дыхания может достигать больших величин. Хранящееся зерно не может восполнить веществ, затраченных на дыхание, как оно восполняет, находясь в ко­лосе зеленого растения, фотосинтезом. Эти потери составляют основу естественной убыли зерна при хранении.

Интенсивное дыхание зерновой массы сопровождается увлажнением, так как выделяемая в результате окисления гексозы вода сорбируется зернами, что, в свою очередь, приводит к увеличению относительной влажности воздуха межзернового пространства и к дальнейшему усиле­нию интенсивности дыхания зерновой массы.

На окисление гексоз при дыхании зерновой массы потребляется кислород из межзернового пространства и выделяется диоксид угле­рода. В элеваторах и складах, где хранят зерно, увеличивается содержа­ние диоксида углерода и снижается количество кислорода, т.е. изме­няются условия хранения. Если Насыпь зерна не проветривается, то в отдельных ее слоях накапливается диоксид углерода и создаются ана­эробные условия хранения, что не всегда допустимо при хранении.

Этиловый спирт, выделяемый при анаэробном дыхании, угнетает жиз­недеятельность зерна и приводит к потере его всхожести.

В результате дыхания зерновой (зерно, семена, микроорганизмы, вредители) массы выделяется довольно значительное количество теп­лоты. Часть образовавшейся в зерне энергии используется для внутри­клеточных превращений, а другая (большая ее часть) освобождается и поступает в окружающее пространство. По данным С.П. Костычева, в покоящихся семенах почти вся теплота, выделенная при дыхании, посту­пает в окружающую среду, и вследствие плохой тепло- и температуро­проводности зерновой массы эта теплота может задерживаться и быть причиной самосогревания. Таким образом, обеспечить лучшую сохранность можно, если зерновая масса в период хранения находится в сос­тоянии анабиоза, т.е. в состоянии пониженной жизнедеятельности (с по­ниженной интенсивностью дыхания).

Интенсивность дыхания определяют на основе количественного учета потерь массы сухого вещества зерна, выделения теплоты, поглог щения кислорода и выделения диоксида углерода зерновой массой при определенных значениях влажности, температуры и доступа воздуха.

Интенсивность процесса дыхания выражают в единицах массы, теплоты в миллиграммах или кубических сантиметрах газа (О2 , СО2 ) и относят к 100 г сухого вещества зерна.

 

1.7. Факторы,влияющие на интенсивность дыхания.

 

От интенсивности дыхания зависит сохранность зерновой массы.

Чем она выше, тем труднее уберечь зерновую массу от порчи и тем больше потери ее массы. Интенсивность дыхания зерновой массы зави­сит от ряда факторов: влажности, температуры, степени аэрации зерно­вой массы, продолжительности хранения, а также от некоторых особен­ностей ее качества и состояния.

Влажность зерновой массы.Сухое зерно обладает замедленным газообменом. Так, интенсивность дыхания зерна пшеницы, ржи и других злаковых при влажности до 11...12% практически равна нулю. С увели­чением влажности зерна в пределах сухого состояния зерновой массы интенсивность дыхания несколько увеличивается, но остается малой.

Зерно средней сухости дышит в 2...4 раза интенсивнее сухого, влажное — в 4...8 раз, сырое — в 20...30 раз интенсивнее сухого.

Характер изменения интенсивности дыхания от влажности зерна и относительной влажности воздуха показан на рисунках 4,5. Увеличение влажности до определенного ее значения (11...12% у зерновых и 12% у семян сои) не усиливает дыхания зерна (Иа « 0). Увлажнение сверх названного предела влажности пробуждает зерна, и они дышат сначала слабо, а затем интенсивно. Усиление интенсивности дыхания зерновой массы с увеличением ее влажности обусловлено ослаблением связи сор­бированной воды с зерном и изменением уровня ее активности.

В зерне с влажностью, соответствующей относительной влажности воздуха до 65%, связь молекул воды с зерном достаточно велика. По мере увеличения равновесной влажности зерна связь адсорбированной влаги с веществами зерна ослабевает, свойства воды изменяются, осо­бенно в области полимолекулярной адсорбции и капиллярной конден­сации («р воздуха более 70%). Когда свойства адсорбированной влаги приближаются к свойствам воды, она становится доступной для микро­организмов и процесса дыхания. В результате резко возрастает интен­сивность дыхания зерновой массы. Влажность зерна, начиная с которой резко усиливаются физиолого-биохимические и микробиологические процессы и зерно становится нестойким при хранении, называют кри­тической.

Зерновая масса от состояния покоя к активной жизнедеятельности переходит в относительно узких пределах влажности: 13...16% для основных зерновых и бобовых культур и 7...12% для семян масличных культур.

Меньшие значения критической влажности у семян масличных культур по сравнению с зерном злаковых объясняются значительным содержанием в этих семенах липидов — гидрофобных веществ, не спо­собных связывать влагу . Если пересчитать влажность этих семян на их гидрофильную часть, то критическая влажность будет 15...16%.Государственные стандарты классифицируют зерно и семена на че­тыре состояния: сухое, средней сухости, влажное и сырое. Критическая влажность находится в пределах состояния средней сухости зерна и семян. Зерновая масса в сухом состоянии (влажность ниже крити­ческой) устойчива при хранении и требует меньшего ухода, чем влаж­ное и сырое, которое чрезвычайно интенсивно дышит и может испор­титься при хранении вследствие самосогревания.

Температура зерновой массы.

Интенсивность дыхания зерна при хранении увеличивается с повышением температуры до 5О...55°С.

Дальнейшее повышение температуры приводит к нарушению нормаль­ного строения и функционирования протоплазмы, к коагуляции бел­ков, инактивированию ферментов и гибели зерна. Поэтому интенсив­ность дыхания зерна при температуре более 55°С уменьшается тем быстрее, чем выше влажность зерна; она зависит от длительности пребы­вания зерна при данной температуре. При пониженных темпера­турах (О...1О°С) интенсивность дыхания зерна очень мала. Низкая тем­пература консервирует даже влажное и сырое зерно.

Доступ воздуха к зерну.

 Существенно влияет на интенсивность и характер дыхания зерновой массы при хранении. Усиленное вентили­рование зерновой массы повышает интенсивность ее дыхания. Хранение зерна без проветривания сопровождается увеличением в воздухе меж­зернового пространства диоксида углерода, оказывающего отрицатель­ное действие на микрофлору зерна и вынуждающего его клетки и ткани переходить на анаэробное дыхание: интенсивность дыхания зерновой массы снижается.

При длительном нахождении зерна, и особенно влажного и сырого, в воздухе с повышенным содержанием диоксида углерода и неболь­шого количества кислорода оно теряет свою жизнеспособность и всхо­жесть. Поэтому семенное зерно при хранении систематически проветри­вают, а партии продовольственного и кормового зерна во влажном и сыром состоянии подвергают активному вентилированию длд снижения влажности или температуры зерновой массы.

Особенности состояния и качества зерна.

На интенсивность дыхания зерновой массы влияют эти особенности. Наблюдения за партиями зерна с различными видами дефектов показывают их повышенную интенсивность дыхания и меньшую стойкость при хранении. Так, зер­новая масса, содержащая много недозрелых зерен (захваченных на корню морозом, подмоченных при уборке или во время транспор­тирования, проросших, щуплых, раздробленных на части и т.п.), менее стойкая при хранении. В таких партиях наблюдались случаи сплошного самосогревания.

Интенсивность дыхания зерна при хранении зависит также от бо­танических особенностей. Например, зерно мягкой пшеницы дышит интенсивнее зерна твердой. Вместе с тем интенсивность дыхания зерна пшеницы выше, чем зерна гречихи. Примеси дышат более интенсивно, чем зерно и семена.

 

2.РАСЧЕТНАЯ ЧАСТЬ

 

2.1.РАСЧЕТ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО И ТРПНСПОРТНОГО ОБОРУДОВАНИЯ(НОРИЙ) ЭЛЕВАТОРА МОЩНОСТЬЮ 70000 ТОНН

 

Технологический расчет элеватора выполнен в соответствии со следующим заданием на проектирование:

тип элеватора – заготовительный;

зона строительства – районы с сырым и влажным зерном;

вместимость элеватора – 70000 т;

коэффициент оборота – 1,1;

расчетный период заготовок – 30 сут;

поступающая на элеватор культура - пшеница;

приемка зерна:

с автомобильного транспорта – 100%;

отпуск зерна:

на железнодорожный транспорт – 100%;

качество зерна, поступающего от хлебосдатчиков (автотранспортом):

- по влажности:

сухое и средней сухости   – 10%;

влажное                              – 30%;

сырое с влажностью до 22% – 35%;

сырое с влажностью до 26% – 25%;

- по содержанию сорной примеси:

чистое                                                         – 0%          

средней чистоты                                        – 30%

сорное до ограничительных кондиций    – 40%

сорное свыше ограничительных кондиций – 30%

- по содержанию зерновой примеси:

чистое                                                          – 10%

средней чистоты                                        – 40%

сорное до ограничительных кондиций   – 50%

сорное свыше ограничительных кондиций – 0%

 

 

2.2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОДОВОГО ОБЪЕМА ПРИЕМКИ И ОТПУСКА ЗЕРНА И ОБЪЕМА РАБОТЫ ЭЛЕВАТОРА В НАИБОЛЕЕ НАПРЯЖЕННЫЕ СУТКИ

 

В соответствии с формулой (1) рассчитывается годовой грузооборот элеватора: , т.

, т                                 (1)

где Е–паспортная вместимость зернохранилища, т (указываетсяв задании на проектирование);

К_О– коэффициент оборота (указывается в задании на проектирование).

 

, т.

 

По формуле (2) определяем годовой объем приемки и отпуска зерна по видам транспорта:

, т                      (2)

 

где Q–годовой грузооборот элеватора, т;

n– доля приемки /отпуска/ зерна с определенного вида транспорта, %.

 

годовой объем приемки зерна с автотранспорта составит:

 

, т.

 

Максимальное суточное поступление зерна автомобильным транспортом а_Сопределяем по формуле (3).

, т/сут                      (3)

где 0,8 – коэффициент, учитывающий поступление зерна в расчетный период заготовок;

А^а/т_пр – количество зерна, поступающего от хлебосдатчиков автотранспортом за весь период заготовок (общее количество заготовляемого зерна в физической массе), т;

Кс – коэффициент суточной неравномерности поступлениязерна;

Пр – продолжительность расчетного периода заготовок, сут.

 

При этом величину коэффициента суточной неравномерности поступления зерна выбираем для элеватора с расчетным периодом заготовок Пр = 30 сут и объемом заготовок за расчетный период, равным 0,8*66000 = 52800 т. К_С = 1,6. Таким образом, величина а_Ссоставляет:

 

, т/сут.

 

Максимальное часовое поступление зерна автотранспортом определим в соответствии с формулой (4):

 

, т/ч                            (4)

 

где а_С– см. формулу (3);

К_ч– коэффициент часовой неравномерности поступления зерна, устанавливаемый технологическими изысканиями;

t–расчетное время подвоза зерна автотранспортом в течение суток, t = 24 ч

, т/ч.

 

Расчетный (максимальный) суточный объем отпуска зерна на железнодорожный транспорт В_{р отп}находим по формуле (5):

 

, т/сут            (5)

 

где А^ж/д – годовой объем приемки / А^ж/д_пр / или отпуска / А^ж/д_от / зерна на железнодорожный транспорт, т;

К_М1; К_С1 – коэффициенты месячной и суточной неравномерности; принимать по данным МПС, устанавливаемым изысканиями; для типовых проектов К_М1 = 2, К_С1 = 2,5;

330 – расчетное число суток в году, в течение которых производится разгрузка (погрузка) зерна.

 

, т/сут.

 

 

2.3.РАСЧЕТ НЕОБХОДИМОГО ОБОРУДОВАНИЯ ДЛЯ ПРИЕМКИ, ОБРАБОТКИ И ОТГРУЗКИ ЗЕРНА. УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОНТРОЛЯ ЗА КАЧЕСТВОМ ЗЕРНА

 

Элеватор с годовым объемом заготовок 77000 т относится к I группе предприятий.

Для I группы предприятий предусматривают приемную, центральную и цеховые лаборатории.

Число механизированных пробоотборников составит 4 (по два пробоотборника с двух сторон приемной лаборатории); число устройств для формирования среднесуточных проб У1-УФ0-5 с пультом управления - 2; число бункеров для среднесуточных проб - 50х2 шт.

С учетом выбранного оборудования принимаем приемную лабораторию по типовому проекту.

Примерная численность работников приемной лаборатории составит: на период заготовок - 39 человек; на период работы в течение года - 12 человек.

 

 

2.4.ВЫГРУЗКА ЗЕРНА ИЗ АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА

 

Для расчета необходимого числа технологических линий приемки зерна с автомобильного транспорта находим число партий зерна, поступающих на предприятие в течение расчетного периода заготовок, Р = 8, затем определяем число партий, поступающих на предприятие за сутки, Р^C= 8.

Затем путем перебора возможных вариантов по числу партий зерна, направляемых на линию в сутки, Р^с_л и производительности транспортного оборудования Q_Тпо формуле (6) находим N_Л для приемного устройства с накопительными бункерами. При этом К_К= 1 (для пшеницы). Величину К_ВЗопределяем с учетом средневзвешенного качества зерна, поступающего автотранспортом:

, шт.                     (6)

 

где а_ч – см. формулу (4);

1,2 – коэффициент, учитывающий разнотипность средств доставки зерна;

Q_л– производительность линии приемки зерна с автотранспорта, т/ч

К_к– коэффициент изменения производительности транспортного оборудования в зависимости от культуры зерна, принимают по табл.4 (при поступлении различных культур  определяется как средневзвешенная величина);

К_вз– коэффициент изменения производительности оборудования в зависимости от состояния зерна по влажности и засоренности.

 

- средневзвешенная влажность W_{ср взв} составит:

 

, %;

 

здесь влажность зерна пшеницы сухого и средней сухости принята 14,5%;влажного – 16%; сырого с влажностью до 22% - 20%;сырого с влажностью до 26% – 24%;

- средневзвешенная сорная примесь С_{СР ВЗВ}  составит:

 

, %,

 

здесь содержание сорной примеси в зерне пшеницы средней чистоты принято 2%; в сорном зерне до ограничительных кондиций – 4%; сорном зерне свыше ограничительных кондиций – 6%;

- средневзвешенная зерновая примесь З_{СР ВЗВ} составит:

 

, %,

 

здесь содержание зерновой примеси в зерне пшеницы чистом принято 0,5%;средней чистоты -3%; сорном до ограничительных кондиций – 10%;

 

итого средневзвешенное содержание отделимой примеси О_{СР ВЗВ} составило:

, %.

 

Таким образом, К_ВЗ= 0,8

Подбираем число технологических линий N_Л для производительности транспортного оборудования Q_Т =100 т/ч.

Принимаем число партий, поступающих на линию, Р^С_Л = 4, тогда G_а = 8 т находим Q_Л =72т/ч, следовательно:

 

 линии

 

При подаче четырех партий на одну линию четыре линии примут 16 партий. Так как число партий, поступающих на предприятие в сутки, Р^С = 8, снизимР^С_Ли примем Р^С_Л = 2, тогда Q_Л = 83 т/ч и число линий составит:

 

 линии

 

Таким образом, для Q_T = 100 т/ч необходимо принять N_Л =4 и Р^С_Л = 2, при этом соблюдается условие формулы (7):

 

     (7);

 

Подбираем число технологических линий N_Лдля Q_Т =175 т/ч. Принимаем число партий, поступающих на линию, Р^С_Л = 4, тогда по табл. 14 G_Л =8 т; Q_Л =121 т/ч, следовательно:

 

2 линии.

 

Так как в этом случае , для Q_Т =175 т/чнеобходимо принять N_Л = 2 и Р^С_Л = 4.

Подбираем число технологических линий N_Л для Q_Т= 350 т/ч.

Принимаем число партий, поступающих на линию, Р^С_Л = 4, тогда по табл. 14 для G_Л = 8 т; Q_Л = 221 т/ч, следовательно:

 

 линия

 

Но одна линия сможет принять только 4 партии зерна, что не соответствует Р^С = 8, поэтому необходимо взять для Q_Т = 350 т/ч N_Л= 2.

Очевидно, из всех рассмотренных вариантов наиболее подходящим является следующий:

Q_Т = 175 т/ч, N_Л= 2, Р^С_Л = 4.

Рассчитываем производительность автомобилеразгрузчиков Q_адля выбранного выше варианта по формуле (8):

, т/ч                      (8)

 

где Q^T_a– техническая производительность автомобилеразгрузчика определенной марки в зависимости от средней грузоподъемности автотранспорта Gа, определяют по табл. 15, т/ч;

K_n– коэффициент снижения технической производительности автомобилеразгрузчика в зависимости от производительности транспортного оборудования, числа партий, поступающих на линию в сутки, и средней грузоподъемности автотранспорта;

К_вз– коэффициент изменения производительности автомобилеразгрузчика в зависимости от состояния зерна по влажности и засоренности;

1,2 – коэффициент, учитывающий разнотипность средств доставки зерна.

 

 т/ч,

 

здесь Q^Т_а определили по табл.15 для автомобилеразгрузчика марки У15-УРАГ и G_а = 8т, К_П– по табл.16 для Р^С_Л = 4, G_а = 8т и Q_Т = 175 т/ч, К_вз– по табл.5.

Так как Q_а< Q_Л (Q_а = 80 т/ч; Q_Л =121 т/ч), следует предусмотреть установку на каждую линию двух автомобилеразгрузчиков. Общее число автомобилеразгрузчиков марки У15-УРАГ с учетом числа приемных линий составит 4 шт.

Вместимость приемного бункера под автомобилеразгрузчиком принимаем 25 т (всего четыре бункера). Вместимость накопительных бункеров принимаем в размересуточного поступления зерна, т.е. равную 1877 т. Минимальное число накопительных бункеров на каждой линии - 4 шт., всего - 8 шт. Более точно число накопительных бункеров определяют с учетом объемно-планировочных решений.

 

 

2.5.ОЧИСТКА ЗЕРНА

 

Расчет начинаем с подбора оборудования для предварительной очистки. По формуле (9) определяем фактическую производительность машин для предварительной очистки:

, т/ч                           (9)

 

где Q_{сп пред}– паспортная производительность машин, используемых для предварительной очистки, т/ч;

К_ко– коэффициент, зависящий от культуры зерна, влажности и содержания отделимой примеси

 

Q_{С ПРЕД} = 175 ^. 0,72 = 126 т/ч,

здесь паспортную производительность машин приняли 175 т/ч (для машины марки A1-ДЗС), величину К_КО нашли по табл. 21 (для средневзвешенных влажности зерна пшеницы 19,25%и содержания отделимой примеси 10,25%).

Число машин для предварительной очистки N_{ПР С} находим по формуле (10) для подобранных выше числа технологических линий приемки зерна с автомобильного транспорта (N_Л = 2) и производительности транспортного оборудования Q_Т = 175 т/ч:

, шт.                          (10)

где N_Л– число технологических линий приемки зерна с автомобильного транспорта, шт.;

Q_Л– производительность линии приемки зерна с автомобильного транспорта, т/ч.

 

, шт.

Принимаем к установке две машины марки А1-ДЗС.

Общую производительность сепараторов для очистки зерна SQ_С рассчитываем по формуле (11):

 , т/ч       (11)

где Пр – продолжительность расчетного периода заготовок, сут

А₁, А₂,..., Аn– количество зерна данной культуры, поступающее на предприятие в течение всего периода заготовок /при строительстве на территории существующих предприятий, полностью обеспеченных зерноочистительным оборудованием, А₁, А₂,..., Аn соответствуют количеству зерна данной культуры, поступающей только в проектируемые сооружения/, т;

К_КО1, К_КО2, К_КОn, – коэффициенты, зависящие от культуры зерна, влажности, содержания отделимой примеси;

SQ_Cn – суммарная паспортная производительность сепараторов, имеющихся на предприятии, т/ч.

 

, т/ч.

По формуле (12) находим необходимое число сепараторовN_C1:

, шт.                            (12)

где Q_Cn– паспортная производительность сепараторов, т/ч.

N_С1  = 139/100 = 1,39 ≈ 1 шт.

Принимаем к установке один сепаратор А1-БИС-100.

Необходимое число триеров Птопределяем по формуле (13):

, шт                   (13)

где А^а/Т_пр–количество зерна, поступающего от хлебосдатчиков автотранспортом за весь период заготовок, т;

φ – доля зерна, подлежащего очистке на триерах (определяется технологическими изысканиями; при разработке типовых проектов  = 10%);

Пр– продолжительность расчетного периода заготовок, сут;

Q_тр– паспортная производительность триера, т/ч.

 

 шт.

Принимаем к установке два триера марки А9-УГ-20-6 (возможна установка блока триеров А9-УТ-2К-6 и А9-Ут-20-6).

 

2.6.СУШКА ЗЕРНА

 

Годовой объем сушки зерна, поступающего от хлебосдатчиков, Ас рассчитываем по формуле (14):

 

, пл. т                 (14)

 

где А^а/Т_пр– количество зерна, поступающего от хлебосдатчиков автотранспортом за весь период заготовок, т;

К_в– коэффициент перевода физических тонн в плановые тонны сушки, устанавливать исходя из количества влажного и сырого зерна в общем объеме заготовок;

К_{н ср}– средневзвешенный коэффициент, учитывающий изменение производительности зерносушилок в зависимости от назначения зерна, определять по формуле;

К_{кс ср}–средневзвешенный коэффициент, учитывающий изменение производительности зерносушилок в зависимости от просушиваемой культуры.

 = 67760 пл. т,

 

здесь величину коэффициента К_в определили по таблице, учитывая, что на предприятие в соответствии с заданием поступает 90%влажного и сырого зерна; К_нср = 1,0 и К_ксср = 1,0

Число партий влажного и сырого зерна, требующего сушки, в соответствии с таблицей составляет одну.

, пл. т                             (15)

где А_с–годовой объем сушки зерна, поступающего от хлебосдатчиков, пл. т;

n_i– относительная величина i-ой партии зерна, требующего сушки, %;

i – номер партии зерна, требующего сушки.

 

А_С1 = 42689 пл. т;

А_С2 = 14907 пл. т;

А_С3 = 7454 пл. т;

А_С4 = 2711 пл. т;

Определяем производительность первой сушилки Q_ЗСП3 =32 пл. т\ч, эта сущилка может просушить 1 партию зерна за 30 суток в количестве 20400 пл. т. Находим оставшееся количество зерна:

67760-20400=47360 пл. т.

Это зерно (состоящее из 3 партий) направляем на вторую зерносушилку, производительностью Q_ЗСП3 = 32 пл. т/ч.Вторая сушилка в соответствии с табл. 26 просушит за 30 суток 20400 пл. т зерна. Таким образом, имеем:

1 зерносушилку производительностью 32 пл. т/ч;

1 зерносушилку производительностью 32 пл. т/ч.

Выбранные зерносушилки смогут просушить за 30 суток 40800 пл. т зерна.

 

 

2.7.ОБРАБОТКА ОТХОДОВ

 

Количество отходов, выделяемых в сутки при предварительной очистке зерна, G₁ находим по формуле (15):

 

, т/сут                (15)

 

где C1 – количество выделенных при предварительной очисткеотходов, %(принимают C1 = 1,5 %);

А_пред– количество зерна, подлежащего предварительной очистке;

Пр – продолжительность расчетного периода заготовок, сут.

, т/сут

Количество отходов, выделяемых в сутки на газорециркуляционных сушилках, G₂ рассчитываем по формуле (16):

 

, т/сут            (16)

ρ – доля сырого и влажного зерна, подлежащего сушке на газорециркуляционных сушилках, %;

C₂–количество выделенных на газорециркуляционных сушилках отходов, %; принимают: при отсутствии предварительной очистки зернаC₂=0,3C; при наличии предварительной очистки зерна С₂ =0,3(С-С₁);

С- исходное содержание сорной примеси в зерне, % (принимают как средневзвешенную величину);

, т/сут,

при этом ρ = 90%(в соответствии с заданием на проектирование); С₂ = 0,3(4,0 - 1,5) = 0,75%, здесь С = С_{СР ВЗВ}.

Количество отходов, выделяемых в сутки при очистке зерна на сепараторах,  определяем по формуле (17):

, т/сут                (17)

где А_оч– расчетный суточный объем очистки зерна; т.

Величину А_очдля предприятий, осуществляющих заготовки, рассчитываем по формуле (18):

 , т    (18)

Следовательно, суточный объемочистки зерна равен:

т

Определим количество отходов, выделяемых в сутки при очистке зерна:

, т/сут

при этом величину А_ОЧ нашли по формуле (18).

По формуле (19) находим число сепараторов для обработки различных фракций отходов:

, шт             (19)

где ψ – количество отходов по фракциям, %(принимают в соответствии с таблицей);

Q_соп– паспортная производительность сепараторов для обработки отходов, т/ч;

К^’–коэффициент снижения паспортной производительности сепараторов для обработки отходов.

При выборе числа машин для обработки отходов рекомендуется предусматривать не менее двух сепараторов: один для обработки проходов подсевных сит, другой - для схода с сортировочного сита и относа осадочных камер.

 

- схода с сортировочного сита и аспирационных относов (тяжелых):

 шт.

- прохода подсевного сита:

 

 шт.

при этом выход фракций ψ находили по табице, паспортную производительность сепаратора приняли 6 т/ч.

Выбираем два сепаратора (по одному для каждой фракции отходов) производительностью 6 т/ч, например, А1-БМС-6.

 

2.8.ОПРЕДЕЛЕНИЕ НЕОБХОДИМОГО ЧИСЛА ОСНОВНЫХ НОРИЙ

 

Принимаем, что приемка зерна с автомобильного транспорта и отгрузка его на железнодорожный транспорт ведутся через накопительные бункера. В этом случае все операции, выполняемые основными нориями элеватора, следует отнести к внутренним.

Необходимое число основных норий определяем из условия выполнения в сутки максимальной работы следующих операций:

1)подача зерна из накопительных бункеров, принимающих зерно с автотранспорта, в надсушильные бункера и силосы для хранения; при этом величина а₁₅ соответствии с формулой (20) составит:

 а₁₅ = а_с , т/сут                          (20)

где а_с– максимальное суточное поступление зерна автомобильным транспортом – см. формулу (3), т/сут.

а₁₅ = 2816 т/сут;

2) подача зерна, поступающего автотранспортом, в бункера надсепараторные; при этом величину а₂находим по формуле (21):

, т/сут                      (21)

 т/сут;

 

3) транспортирование зерна из подсушильных бункеров; величину а₇ определяем по формуле (22):

 

, т/сут                 (22)

 

где α – доля сырого и влажного зерна в общем объеме заготовок.

 

 

 т/сут;  

 

здесь α = 0,9 в соответствии с заданием на проектирование;

4) транспортирование зерна из подсепараторных бункеров величину а₈находим по формуле (23):

 

 а₈ = а₂ + а₃^’ (a₃^’’) , т/сут                  (23)

 

а₈ = 2054 т/сут;

5) наполнение накопительных бункеров для зерна, отгружаемого в железнодорожные вагоны; величину а₁₃ определяем по формуле (24),

а₁₃= В_{р отп}, т/сут                         (24)

гдеВ_{р отп}– расчетный суточный объем отпуска зерна на железнодорожный транспорт

учитывая положения, принятые в п.1.7.3.3, об обработке в сутки максимальной работы железнодорожного маршрута величиной 3000 т:

а₁₃ = 3000 т/сут.

Далее осуществляем расчет для паспортной производительности норий Q_Н= 175 т/ч. Необходимое число часов работы норий Н_Ч для каждой из указанных операций рассчитываем по формуле (25):

, ч                     (25)

где а – суточный объем внутренних операций; т/сут;

К_п1– число подъемов зерна, определяется объемно-планировочными решениями рабочего здания;

Q_Н– паспортная производительность норий, т/ч.

Расчетное число норий для одновременного выполнения внутренних операций N_нр определяют по формуле:

 

 

ч;

ч;

ч;

ч;

ч,

здесь К_П1 = 1 (для одноступенчатой принципиальной схемы); К_И нашли по табл.18; К_ВЗ– по табл. 5 с учетом качества зерна; К_К– по табл. 4.

Расчетное число норий для одновременного выполнения внутренних операций N_НРопределяем по формуле (26):

 

, шт                         (26)

 

где – сумма необходимого числа часов работы норий на всеходновременно выполняемых внутренних операциях, ч;

24 – расчетное время работы норий в сутки, ч.

 

 шт.

Необходимое число норий для одновременного выполнения внутренних операций N_{Н ВНУТР}находим по формуле (27):

 

, шт                       (27)

 

где К_t– коэффициент использования основных норий по времени

, шт,

здесь К_t = 0,65 в соответствии с таблицей.

Учитывая, что в рассматриваемом варианте все операции, выполняемые основными нориями, отнесли к внутренним, делаем вывод, что в элеваторе необходимо установить четыре основных нории,производительностью 175 т/ч.

Остальное оборудование (конвейеры, самотечное, весовое, для обеззараживания и др.), бункера и силосы подбирают и рассчитывают в соответствии с вышеизложенной методикой.

 

Полученные четыре партии зерна, объединили в две партии и соответственно выбрали две сушилки,производительностью 32 и 32 тыс. т\ч

 

Заключение

 

Показатели физических свойств зерна позволяют решать большое количество прикладных задач, имеющих практическое значение. Так, по показателям, определяющим размеры зерна, можно косвенно судить о содержании в зерне эндосперма, что важно для прогнозирования выхода готовой продукции. Геометрические размеры зерна также позволяют моделировать процессы сепарирования, подбирать режимные параметры измельчающих, шелушильных и др. машин. По показателям, определяющим характерные особенности эндосперма, например по стекловидности, можно выбирать параметры гидротермической обработки, прогнозировать выход промежуточных продуктов начального этапа технологии муки, а также ориентировочно определять количество систем технологического процесса и т. п. По показателям, определяющим сыпучесть, можно моделировать поведение зерна при его перемещении по ситам, самотекам, емкостям и т.д

 

Список использованных источников

 

1.Плаксин Ю. М., Малахов Н. Н., Ларин В. А.Процессы и аппараты пищевых производств. — 2-е изд., перераб. и доп. — М.: КолосС, 2007.— 760 с.: ил. — (Учебни­ки и учеб, пособия для студентов высш. учеб, заведений).

 

2. Пунков С.П., Стародубцева А.И.Хранение зерна, элеваторно-складское, хозяйство и зерносу- шение. — 2-е изд. доп. и перераб. — М.:Агропромиздат, 1990. — 367 с.: ил. — (Учебники и учеб, пособия для высш. учеб, заведений).

3. Лоскутова Г. А., Дубинец И. М. Методическое пособие «Проектирование элеваторов с основами САПР» Кокшетау: КГУ, 2006.- 86 стр

Юкиш А.Е., Ильина О.И. Техника и технология хранения зерна

 

---

Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 578; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!