Наименование
|
X1
|
X2
|
X3
|
|
Стекловидность, %
|
|
|
|
|
Отклонение от
стекловидности заданной партии, %
|
|
|
|
|
Расчетное
соотношение зерна в партии
|
|
|
|
|
Сумма частей помольных
партий
|
|
|
|
|
Вывод: изучили методику расчета
состава помольной партии заданного качества при сортовых помолах пшеницы.
Лабораторная
работа № 4
Определение
технологической эффективности работы сепаратора
Цель работы. Изучение процесса выделения
примесей из зерновой массы и определение эффективности сепарирования
многокомпонентной смеси.
Основные
теоретические положения
Исходные партии
зерна, несмотря на предварительную очистку в хозяйствах и на элеваторах,
содержат в своей массе значительное количество различных примесей минерального
и органического происхождения. Таким образом, зерновая масса, поступающая в
переработку представляет собой смесь, состоящую из зерна основной культуры и
других компонентов. При подготовке зерна к помолу такая смесь должна быть
разделена с целью выделения только зерен основной культуры.
Процесс
механического разделения смесей на их составные, более однородные фракции,
называется сепарированием.
Для анализа и
оценки технологического процесса сепарирования сыпучих смесей, к которым
относятся и зерновые смеси, служат методы позволяющие получать наиболее
объективные показатели эффекта разделения исходной смеси на составляющие ее
компоненты.
Прежде, чем
перейти к определению показателей технологического эффекта сепарирования, следует
ввести некоторые термины и понятия.
Исходная смесь - зерновая смесь, состоящая
из одного или нескольких компонентов и предназначенная для разделения в
сепараторе.
Фракция - часть смеси, выделенная на
сепараторе. Фракция может состоять из одного или нескольких компонентов,
входящих в исходную смесь.
Чистота
фракции -
относительное содержание основного компонента в данной фракции в долях или
процентах от выхода.
Степень
извлечения
отношение количества компонента во фракции к количеству того же компонента в
исходной смеси.
Общая
закономерность процесса разделения заключается в том, что исходная смесь в
результате сепарирования разделяется на части / новые смеси/, которые
качественно отличаются от исходной смеси. Новые смеси / фракции / по своему
составу отличаются большей однородностью по тем признакам, которые положены в
основу разделения смеси / длина, ширина, толщина и др. /, причем, чем однороднее
полученные фракции по данному признаку, тем выше эффект разделения.
Качество процесса
сепарирования оценивается полнотой выделения каждого из компонентов в чистом
виде.
Задачей очистки
является отделение от зерновой массы худшего компонента/примесей/ с целью
обогащения лучшего компонента /зерна /при наименьших потерях последнего в
отходы.
Критерием эффекта
сепарирования служит показатель Е. Физическая сущность этого показателя
теоретически обоснована на примере сортирования двухкомпонентной смеси на две
фракции /рис 1 /.Пусть Q = 1 - исходная смесь,
подлежащая сепарированию. Предположим, что указанную смесь требуется разделить
по признаку X на два компонента: <р
\ и <р 2.
Рисунок 2 –
График сепарирования зерна
Вследствие
несовершенства сепаратора во фракции Q1 содержится некоторая часть q частиц компонента φ2, а во второй
фракции Q2 - р- частиц
компонента φ1.
Чистота первой
фракции φ11=
а второй фракции q22 равна: q22 =.
При идеальной
работе сепаратора, т.е. при оптимальном режиме исходная смесь будет разделена
на 2 фракции с максимальным показателем их чистоты φmax1 ,
и φmax2.
Если сепаратор
работает не в оптимальном режиме, то φ11< φmax1, а φ22<
φmax2 Поскольку φ11>
φmax1 а φ22> φ2
, то содержание первого компонента в первой фракции(ее чистота )
увеличится на φ11- φ1 , а содержание
второго компонента во второй фракции увеличится на φ22-
φ2 по сравнению с содержанием этих компонентов в
исходной смеси.
Предельно
возможное увеличение содержание компонентов в обеих фракциях при оптимальной
работе сепаратора будет соответственно равно φmax1- φ1,
и φmax2-φ2. Следовательно, степень
обогащения первой фракции будет равна отношению фактического прироста в ней
концентрации первого компонента к предельно возможной, т. е.: ;
и,
соответственно, степень обогащения второй фракции:
Общий эффект сепарирования Е определяется как
средневзвешенная степень обогащения обеих фракций :
(9)
В частном случае,
когда исходная смесь может быть разделена на компоненты в чистом виде, т.е φmax1 = φmax2=1, показатель Е будет равен:
(10) где , а выход соответственно, первой и второй фракций.
Распространяя
вывод на сложные смеси, общий технологический эффект сепарирования n-компонентной смеси на n фракций можно представить в виде:
(11) где φi - содержание i-гo компонента в исходной смеси;
φii - чистота i-ой фракции ;
Wi - выход i-ой фракции.
Описание
лабораторной установки
Работа
выполняется на лабораторном сепараторе. Сепаратор состоит из станины, ситового
корпуса и приемного бункера с питателем. Ситовой корпус совершает 200 колебаний
в минуту с помощью эксцентрикового механизма на приводном валу, вращающемся от
электродвигателя.
Рисунок 3 –
Принципиальная схема сепаратора
Второе сито с
круглыми отверстиями 0,5 мм для выделения крупных примесей, прошедших через
приемное сито.
Третье сито с
прямоугольными отверстиями размерам 2,2x20 мм для выделения крупного зерна.
Четвертое
подсевное сито размером 1,7x20 мм для выделения мелких примесей. Сходом с этого
сита получают мелкое зерно.
Таким образом,
основной компонент /зерно/ выделяется проходом через сито диаметром 5 мм и
сходом с сита 1,7x20 мм. Второй компонент / крупные примеси / выделяется сходом
с первых двух сит с отверстиями 6x6. мм и диаметром 5 мм. Третий компонент
/мелкие примеси/ - проходом через сито с отверстиями размером 1,7x20 мм. 4.
Порядок выполнения работы.
Из
предназначенной к очистке партии зерна выделяют две навески : одна /50г/ для
анализа, вторая /2 кг/ для очистки на сепараторе.
Первую навеску
подвергают техническому анализу на содержание удаляемых примесей в зерне до
машины, т.е. определение содержания компонентов φ1 , φ2
и φ3 в долях единицы или процентах.
Вторую навеску
пропускают через сепаратора до полного освобождения сит от сходового продукта.
Полученные три фракции взвешивают на весах. Результаты взвешивания,
выраженные в процентах в исходной смеси, рассматривают как выход
каждой фракции W], W2 и W3.
Из каждой
излученной после сепарирования фракции отбирают навески по 50 г для определения
чистоты фракции по содержанию в них основных компонентов, а именно φ11
, φ22 и φ33.
Таблица 5 –
Результаты первого сепарирования
Компоненты
|
Содержание
компонентов в исходной смеси φi
|
Выход фракций
W%
|
Чистота фракций
|
В%
|
% доли
|
Первый (зерно)
|
6
|
2,8
|
100
|
Второй
(крупные примеси)
|
88
|
79,2
|
92
|
Третий
(мелкие примеси)
|
6
|
18
|
58
|
На основании
полученных результатов, определить эффективность сепарирования исходной смеси
по формуле:
(11)
Время
сепарирования 53 сек.
Производительность
равна 67,92 кг/ч.
Таблица 6 –
Результаты второго сепарирования
Компоненты
|
Содержание
компонентов в исходной смеси φi
|
Выход фракций
W%
|
В%
|
% доли
|
Первый (зерно)
|
5,2
|
4,0
|
79.5
|
Второй
(крупные примеси)
|
80,4
|
75,7
|
95,2
|
Третий
(мелкие примеси)
|
14,4
|
20,3
|
37,6
|
Время сепарирования
10 сек.
Производительность
равна 360 кг/ч.
Вывод: чем выше режим работы
сепаратора, тем ниже эффективность работы сепаратора.