Способ определения времени отволаживания зерна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

(»> 7514 I S

Союз Советских

ОП ИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 20.02.78 (21) 2583774/28-,13 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.07.80. Бюллетень № 2 : (45) Дата опубликования описания 07.09.80 (51) Ч Кч з В 02 В 1 04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 664.72,5 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. С. Федоренко, Е. Б. Карпин и В. А. Бутковский (71) Заявитель

Московский ордена Трудового Красного Знамени технологический институт пищевой промышленности (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРЕМЕНИ

ОТВОЛАЖИВАНИЯ ЗЕРНА

Изобретение относится к области гидротермической обработки зерна при подготовке его к помолу на мельничном йредприятии и может быть использовано при непрерывном контроле оптимального времени непрерывного отволаживания.

В настоящее время мельничные предприят ия СССР переходят с периодического на более погрессивное непрерывное отволаживан ие зерна, позволяющее перевести технологический цикл мельничного пред приятия на непрерывный режим работы.

Известен способ контроля оптимального времени отволаживания зерна пшеницы при холодном его кондиционирован|ии, основанный на эффекте выделения теплоты гидратации в зерновой массе при ее отволаживании 11).

По этому способу в отлежном закроме установлен термометр сопротивления (или термопара), с помощью которого определяют характер развития теплового процесса зерновой массы во времени. Сигналом к окончанию процесса отволаживания служит прекращение поступления в систему управления электрического сигнала выше определенного установленного заранее порога. свидетельствующее об окончании процесса выделения теплоты гидратации зерновой массы. В этом случае система управления вырабатывает сигнал на открытие запорной задвижки отлежного закрома, после чего происходит его опорожнение.

Существующий спосо б контроля оптимального времени отволаживания применим только к периодическому отволаживанию, при котором зерно в бункере выдерживается определенное время, и за процессом можно следить по изменению хара итера тепловыде ления зерновой массы только во времени.

Пр и непрерывном отволаживании происходит движение зерновой массы по высоте отлежного закрома, что в свою очередь требует определения изменения характера тепловыделения движущейся саморазогреваю щейся зерновой массы как во времени, так и по высоте отлежного закрома. В силу сказанного выше способ, контроля оптимального времени отволаживания зерна, применимый для периодического отволаживания, не применим в случае непрерывного отволаживания, поскольку не позволяет опреде лить изменение характера тепловыделения движущейся саморазогревающейся зерновой

25 массы по всей высоте отлежного закрома.

Целью изобретения является повышение точности определения при непрерывном отволаживании зерновой массы.

Для этого в верхней части движущейся зерновой массы выделяют две зоны, заме751418 ряют температуру в начале в конце каждой из этих зон, а определение времени отволаживания осуществляют по следующей зависимости:

) H опт—

V где Н вЂ” высота отлежного закрома;

v — скорость движения зерновой массы;

С вЂ” постоянная, характеризующая оптимальную скорость движения зерновой массы в отлежном закроме высоты Н;

Т(х,,v) — температура в начале первой зоны;

Т(х,,v) — температура в конце первой зоны;

Т(х 2,и) — температура в начале второй зоны;

Т(х 2,v) — температура в,конце второй зоны.

Измерение температуры в четырех точках позволяет определить, используя метод численного дифференцирования по коорди нате высоты отлежного закрома температурного распределения движущейся саморазогревающейся зерновой массы, значения производных для двух координат высоты от лежного закрома, которые в свою очередь определяют изменение характера тепловыделения зерновой массы как во времени, так и по высоте. Точки измерения температуры зерновой массы располагают в начальной (верхней) части отлежного закрома, где имеет место наибольший градиент изменения температуры по его высоте, при этом взаимное расположение точек по высоте определяют из расчета как оппимального шага численного дифференцирования, дающего возможность получить значение производ ной в координате высоты отлежного закрома с наибольшей возможной точностью, так и оптимального выбора двух кординат высоты отлежного закрома, для которых находят значения производных, дающего воз можность с наибольшей точностью определить изменение характера тепловыделения зерновой массы IIpm непрерывном ее отволаживании по всей высоте отлежного закрома.

На фиг. 1 схематически изображена система непрерывного отволаживанпя зерна; на фиг. 2 — кривые температурного распре деления по высоте отлежного закрома при движении в нем саморазогревающейся зерновой массы, производной температурного распределения по координате высоты закрома с секущей.

Система непрерывного отволаживания зерна предполагает непрерывное прямоточное заполнение и опорожнение отлежного закрома 1. В отлежном закроме непрерывного отволажпвания зерна создается «гидравлическое» истечение сыпучего материала, при .котором непрерывное движение зерновой массы в закроме уподобляется дви

5 жению жидкости в сосуде неизменного сечения. При таком движении i-й «элементар ный» слой 2 зерновой массы сохраняется на всем протяжении его движения по высоте отлежного закрома.

10 Измерение температуры движущейся саморазогревающейся зерновой массы осу ществляют четырьмя термометрами сопро тивлений 8. 4, 5, б, размещенными в начальной (верхней) части отлежного закрома соответственно в координатах х ь х ь х -,, х по его высоте.

Измерение мгновенного значения скорос ти движения зерновой массы осуществляют прп помощи расходомера 7, показываю20 щего мгновенное значение расхода зерна из отлежного закрома, На фиг 2 кривые I u II изображают распределение температуры движущейся саморазогревающейся зерновой массы по вы соте отлежного закрома соответственно для двух скоростей движения vI и v, причем

v ) v., которое может быть описан о выражением;

30 о Г /

T(x, v) == Тд+ — - - —.— 1 — ехр — 1т — 1I, (1)

С,fI

40 — ехр — К (2) дх срх б0

Численные значения производных для двух координат и высоты отлежного закрома можно получить, измеряя температуру в четырех точках (фиг. 1, фиг. 2) х ь х > для где Т, — начальная температура зерновой массы, поступающей на отвола35 живание;

0 — максимальная удельная мощность выделения теплоты гидратации зерновой массы; с — удельная теплоемкость зерновой массы; р — плотность зерновой массы;

К вЂ” постоянная, численно равная максимальной скорости изменения

45 относительной удельной мощности выделения теплоты гидратации;

v — текущая скорость движения зерновой массы по высоте отлежного закрома; х — координата высоты отложного закрома.

Кривые III u IV показывают изменение производной температурного распределения по координате х для двух скоростей vI и v2 соответственно, которое может быть описано выражением

751418 х, и х 2, х 2 для х2 и используя метод численного дифференцирования дТ(х, и) Т(х- „и) — Т1 х Ä v) д Т(х,:) T(x2-,, и) — Т(х „v)

l 2 дх Х2-2 — Х, Через полученные значения производных можно провести секущую. На фиг. 2 прямая V представляет секущую для скорости v1, прямая VI — секущую для ско рости v2. Обе прямые пересекают ось абсцисс соответственно в точках Х1 и У2. Для оптимальной скорости движения v,.„, секущая для координат х1 и х2 пересечет ось абсцисс в точке 7„о„. Любое отклонение скорости v от значения v„„ вызовет соответствующее отклонение У от У,„,.

Из решения системы подобных треугольников ADD2 и В,D1D2 (фиг. 2) с учетом (2), (3) и (4) получается зависимость вы числения поправк1и Ли к текущей скорост.1 v для достижения оптимальной скорости иопт

Тх- „v) — Т(х „и)

Iп

Т(х „v) — Т(х1,, v)

С опт Х2 где С= In постоянная, вы 7оггг " 1 бранная для отлежного закрома определенной высоты.

Сущность предлагаемого способа сводится к контролю оптимальной скорости движения зерновой массы по высоте отлеж ного закрома, при которой к концу закрома в зерновой массе прекратится развитие температуры, что характеризуется равенством производной нулю (2). 3а такое значение принимается 0,01 Р р от ее максимального значения, получаемого при равенстве х

К вЂ” х — H = 9,2, и где Н вЂ” высота отлежного закрома.

Для бункера высотой H = 10 л и точках определения производной x1 = 1 м, x2 — — 2 я значение постоянной С в выражении (5) будет равно С = — 0,92.

При вычислении поправки (5} непрерыв но измеряемые значения текущей скорости

v, а также температуры в точках Т(х ьv)

Т(х,,v), Т(х 2 и), T(х2,,и) поступают в счетно-решаю;цее устройство. Вычисленное таким способом значение поправки (5) опредсляет соответствующее воздействие на исполнительный механизм регулируемой задвижки выпускного устройства отлежного закрома, при котором устанавливается оптимальная скорость движения зерновой массы.

Заявляемый способ позволяет вести не прерывную оптимизацию непрерывного отволаживания зерна. Использование предла гаемого способа для мельницы сортового помола пшеницы производительностью

240 т/сутки с общим выходом муки 78% позволит: а) увеличить обшгий выход муки на

0,2Рр, что дает возможность дополнительно получить от персрабатываемого зерна

145,88 т муки в год; б) увеличить выход муки высоких сортов на 1р р, что составит экономический эффект в 50 тыс. руб. в год.

Формула изобретения

Т(х- „v) — Т(.„v)

In г (> -и) — T(г1 " ) Н вЂ” 14

40 — высота отлежного закрома; — скорость движения зерновой массы; — постоянная, характеризующая оптимальную скорость движения зерновой массы в отле>кном закроме высоты Н;, — температура в начале первой зоны; — температура в конце пер вой зоны; — температура в начале второй зоны; — температура в конце второй зоны. где

T(x1, v)

Т(х 1,и)

Т(х 2 v)

T(x 2,v) 55

Источнгик информации, принятый во внимание при экспертизе:

50 1. Информационный листок серии 19А-1

ЦНИИТЗИ, Минзага СССР ¹ 13, 1976.

Способ определения времени отволаживания зерна при подаче непрерывным пото ком зерновой массы, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности определения, в верхней части движущейся

30 зерновой массы выделяют две зоны, замеряют температуру в начале и конце каждой из этих зон, а определение времени отвола>кивания осуществляют по следующей зависимости:

751418 !

1

| |||| х

Ol х

Ъ С| х

1 1 !

)(Составитель M. Выражейкина

Редактор Н. Спиридонова Техред А. Камышникова Корректор С. Файн

Заказ 831/1019 Изд. № 372 Тираж 698 Подписное

1-}ПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Я-35, Раушская наб., д. 4/5

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»