Интенсификация процесса обезвоживания и брикетирования свекловичного жома

Директивами ХХУ1 съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства на I98I-I985 гг. перед сельским хозяйством поставлена задача увеличить среднегодовое производство сахарной свеклы до 103 млн. т [i]. В результате переработки этого объема сахарной свеклы на сахарных заводах образуется более 80 млн. т свежего свекловичного жома, являющегося хорошим кормом для всех половозрастных групп сельскохозяйственных животных.

Однако свекловичный жом не может рационально скармливаться животным в течение всего годового периода из-за трудностей его хранения. Это обусловлено тем, что жом образуется с большим содержанием влаги (94%) в сухом веществе, что не позволяет сохранить его длительное время в обычных условиях. В результате хранения ежегодные потери жома достигают до 30−32 млн.т.

Как у нас, так и за рубежом для более рационального хранения и использования в течение длительного периода жом отжимают, сушат, а затем брикетируют. Но поскольку расход топлива на сушку жома прямо пропорционален количеству испаряемой влаги, то в этом же размере достигается экономия топлива при помощи предварительного отжатия воды из жома.

Для сушки всего образуемого жома на сахарных заводах, при условии, что он будет отжат предварительно до содержания 16% СВ, потребовалось бы более 7,0 млн. т условного топлива. Это сдерживает заводы в производстве сушеного жома.

В настоящее время на сахарных заводах СССР установлено 259 сушильных установок барабанного типа производительностью 50−100 т сушеного жома в сутки.

На этих установках в 1982 г. било высушено всего лишь 487 тыс. т жома, в том числе брикетированного 102 тыс. т, хотя реальные возможности этих установок составляют 1425−2850 тыс. т сушеного жома в год.

Мощность сушильных установок используется всего лишь на 17−35%.

Брикетирование сушеного жома в настоящее время сдерживается не только из-за больших затрат топливной энергии на его сушку и низкой эксплуатационной надежности прессового оборудования, но также из-за отсутствия более экономичных способов получения брикетов.

Дальнейшее совершенствование конструкций прессов для отжатия жома, конструкций сушильных агрегатов и машин для брикетирования (гранулирования) жома традиционной конструкции технически сложно и экономически малоэффективно.

На наш взгляд получение брикетированного жома по современной технологии с народнохозяйственной точки зрения не оправдывает себя. Об этом свидетельствует не только отставание производства брикетированного жома на сахарных заводах, но и расчетные данные, которые показали, что поставка потребителям жома в брикетированном виде может быть оправдана при условии его доставки на расстояние не менее 1300 км по железной дороге [4] .

Если сохранить весь жом, образуемый на сахарных заводах страны, то животноводство может получить дополнительно более 13,4 млн. т кормовых единиц, что составляет более 3% из общего количества кормов, предусмотренного произвести в 1985 г. Новые дополнительные кормовые ресурсы позволят значительно увеличить производство мяса в стране.

Учитывая вышесказанное, впервые в мировой практике была поставлена задача создания нового способа брикетирования жома.

Сущность нового способа брикетирования жома заключается в одновременном воздействии на влажный слой жома давлением и температурой во времени. Все существующие процессы отжатия, сушки и брикетирования, осуществляющиеся в отдельных единицах оборудования, объединены в единый процесс, названный «процесс термомеханического брикетирования», осуществляющийся в единой установке (прессе), названной «пресс для термомеханического брикетирования» .

Все исследования, как в теоретическом, так и в практическом плане, основаны на опытах, впервые проведенных в производственных условиях на реальном материале. Для проведения опытов впервые была разработана и изготовлена установка периодического действия марки А1-ПБД.

Авторским свидетельством № 694 537, кл. CI3C 3/00, А23К 1/20, 1979 г. закреплен приоритет на новый способ получения брикетированного корма для животных из растительных материалов (свекловичного жома).

Авторским свидетельством № 922 143, кл. CI3C 3/02, ВЗОВ 9/28, 1980 г. закреплен приоритет на новый пресс непрерывного действия для брикетирования влажных материалов растительного происхождения, признанного как важнейшая разработка, обеспечивающий положительный эффект около 1,5 млн руб. Учитывая, что одновременно с выходом влаги из слоя жома с повышенным содержанием сахара или непосредственно из слоя свекловичной стружки удаляется и сахар, авторским свидетельством № 1 009 098, кл. С13Д 1/02, 1982 г. закреплен приоритет также на новый способ получения сока из сахарной свеклы.

Работа сообщалась на научной конференции по «Интенсификации производственных процессов» проведенной во МГИППе 26.03.82 г., на секциях НТС ВНИЭКИПродмаш и УкрНИИПродмаш. Имеются публикации.

Данная работа соответствует решениям ХХУ1 съезда КПСС, Майского и Ноябрьского Пленумов ЦК КПСС 1982 г., постановлению Совета Министров СССР № 612 от 30 июня 1981 г. «Об усилении работы по экономии и рациональному использованию сырьевых, топливно-энергетических и других материальных ресурсов» и постановлению Центрального Комитета КПСС и Совета Министров СССР от 28 августа 1983 г. «О мерах по ускорению научно-технического прогресса в народном хозяйстве» .

ВЫВОДЫ.

I. На основании анализа отечественных и зарубежных работ по вопросам предварительного отжатия, основного отжатия, сушки и прессования свекловичного жома дана классификация существующего оборудования, с учетом устройства их рабочих органов и предложен новый способ термомеханического брикетирования жома (авторское свидетельство № 694 537).

Z. Впервые разработаны основы теории образования брикета из свежего свекловичного жома при термомеханическом способе брикетирования.

3. Разработана методика для определения основных параметров термомеханического брикетирования (парогазового давления внутри слоя, удельного давления, температуры, толщины слоя и содержания СВ в брикете). Применены современные методы планирования эксперимента и обработки экспериментальных данных с помощью ЭЦВМ.

4. Разработана и изготовлена экспериментальная установка марки AI-ПБД для термомеханического брикетирования свежего свекловичного жома.

5. Установлено, что интенсивность термомеханического брикетирования слоя жома зависит от его толщины, давления парогазовой смеси в нем, влажности и температуры.

6. Установлено, что распределение вертикальных усилий на стружинки по высоте (толщине) слоя подчиняется биноминальному закону.

7. Получены математические зависимости для определения параметров термомеханического брикетирования жома: продолжительность термомеханического брикетированияколичество удаляемой водыконечной толщины брикета.

9. Установлены наиболее рациональные параметры процесса термомеханического брикетирования: начальная влажность жома -60−94%- температура брикетирования — 120−180°Сначальная толщина слоя жома — 30−32 ммвремя брикетирования — 6−12 минут.

10. На основании результатов проведенных исследований разработана конструкция нового пресса AI-ППР для термомеханического брикетирования жома непрерывного действия (авторское свидетельство № 922 143).

11. Разработана методика расчета основных параметров пресса А1-ППР.

12. Ожидаемый годовой экономический эффект от применения разработанной конструкции пресса для термомеханического брикетирования жома марки AI-ППР составляет 1.343 тыс. руб.