Обладнання для зберігання і транспортування борошна

Склади для зберігання поділяють на тарні, в яких борошно зберігається в мішках та безтарні, де борошно зберігається насипом в спеціальних місткостях.

На переважній більшості хлібопекарських підприємств борошно зберігається в складах безтарного зберігання борошна, які можуть бути відкритого та закритого типу. При використанні складів відкритого типу зменшуються капіталовкладення на будівництво.

Використання тарних складів для борошна допускається лише на підприємствах малої продуктивності. Доставлені мішки з борошном вивантажують вручну, а для їх подавання на склад використовують різноманітні механізми і пристрої: підйомники, спуски (гвинтові, похилі), ланцюгові й стрічкові транспортери, візки авто- та електрозавантажувачі, для їх пересування передбачається певна ширина проїздів. Борошно в мішках по 50...70 кг штабелюють трійниками на стелажах (піддонах) розмірами 1500х1000 мм або п’ятериками на стелажах 1500х1800 мм, висота стелажа 200 мм.

Переваги безтарного способу зберігання борошна і цукру:

· відпадає необхідність у тарі (мішках), її транспортуванні і ремонті;

· з'являється можливість повної механізації й автоматизації вантажно - розвантажувальних і складських робіт (ВРСР);

· покращуються санітарно-гігієнічні умови транспортування і зберігання сировини;

· зменшуються втрати сировини під час транспортування;

· можливість використання трубопроводів довільної конфігурації;

· зменшуються виробничі площі під складські приміщення.

Установки для зберігання і внутрішнього транспортування класифікують на установки безтарного і тарного зберігання сировини.

Установки для безтарного зберігання поділяють на установки з: бункерним і контейнерним зберіганням.

Бункерні схеми установок можуть мати механічний, пневматичний, аерозольний і змішаний транспорт.

Широко використовується останнім часом транспортування борошна гнучкими спіральними транспортерами (спіроматиками).

Борошно на підприємства з безтарним зберіганням привозиться на автоборошновозах марок К-1040, К-1040Е, К-1040-2Е, А9-АМБ або у вагонах - борошновозах марки 17-486. Завантажують його гравітаційним транспортом, а розвантажують аерозольним за допомогою компресорних установок, змонтованих на транспортних засобах.

Місткість автоборошновозів відповідно 7000, 7000, 7000 і 12500 кг, а вагона - борошновоза - 50000 кг.

В складах безтарного зберігання борошна для його транспортування широко використовується пневмотранспорт. Його використання грунтується на властивості сипких та пилеподібних матеріалів рухатися в потоці повітря.

По величині створюваного тиску в системі пневмотранспорт поділяється на установки низького тиску (0,005 МПа), середнього (0,01 МПа), високого тиску (0,05-0,25 МПа) або аерозольтранспорт.

Пневмотранспорт в залежності від способу утворення перепаду тиску поділяється на: всмоктувальний, нагнітальний та змішаний.

На хлібопекарських підприємствах найбільшого застосування отримав нагнітальний пневмотранспорт високого тиску і з високою масовою концентрацією суміші.

Суть даного способу транспортування полягає в тому, що матеріалу надаються властивості, які наближають його до властивостей рідини. Це досягається шляхом насичення пилеподібного матеріалу повітрям, що призводить до зменшення коефіцієнта тертя та насипної густини і створюється можливість легко транспортувати в трубопроводі. При застосуванні пневмотранспорту низького середнього тиску, борошно транспортується в зваженому стані.

Співвідношення кількості борошна та повітря характеризується показником що називається масовою концентрацією борошна і показує кількість кілограм борошна, що переноситься 1 кг стисненого повітря.

 

Таблиця 2.1

Порівняльна характеристика аерозольтранспорту

 

Показники	Пневмотранспорт низького тиску	Пневмотранспорт високого тиску (аерозольтранспорт)
Масова концентрація борошна, кг/кг	0,5-5	70-200
Швидкість повітря, м/с	16-25	7-14
Діаметр трубопроводу, мм	100-200 до 400	38-100
Тиск, МПа	0,002-0,005	0,1-0,3
Питома витрата електроенергії, кВт/год	2,0	1,0-2,5

 

Переваги аерозольтранспорту в порівнянні з пневмотранспортом низького і середнього тиску:

— можливість транспортування по складних трасах в будь-якому напрямку на великі відстані та піднімати на висоту до 100 м;

— відносно менша витрата повітря;

— більша масова концентрація борошна;

— менший діаметр трубопроводу, менша металоємність траси.

До недоліків слід віднести потребу в складних спонукачах руху повітря-компресорах.

Матеріалопроводи аерозольтранспортних установок виготовляються із холоднотягнутих або гарячекатаних сталевих труб.

Перемикачі призначені для зміни напрямку потоку борошна з магістрального напряму на розгалуження, які ведуть до силосів, бункерів і т.п.

Вони бувають дво-, трьох- і шести позиційні з ручним, пневматичним або електромеханічним приводом пробки.

Експлуатуючи аерозольтранспортні установки, слід дотримуватися таких правил:

усі рухомі деталі установок мають бути огороджені для захисту від попадання одягу і частин тіла людини;

установки і їх частина, до яких підводиться електричний струм, повинні мати заземлення відповідно до правил експлуатації обладнання і електроустановок - споживачів;

компресори, ресивери, масляні й повітряні фільтри, які працюють під підвищеним тиском, мають відповідати правилам експлуатації компресорів, а також ємностей, які працюють під тиском, тобто мати відповідні манометри та запобіжні клапани, проходити внутрішній огляд і гідравлічні випробування під підвищеним тиском;

забороняється робота установок при несправних манометрах і запобіжних клапанах, під час зростання тиску понад установлені норми.

На рис. 2.1 наведена машино-апаратурна схема складу безтарного зберігання борошна з аерозольтранспортною установкою.

Борошно доставляється автоборошновозом і вивантажується в силос складу безтарного зберігання, як правило компресором, що встановлений на автоброшновозі. На силосі встановлені тензодатчики для обліку кількості борошна. Із силосу борошно вивантажується за допомогою роторного живильника, який утворює борошняно-повітряну суміш, по трубопроводу до просіювача. У випадку використання пневматичного просіювача повітряно-борошняна суміш після просіювання рухається далі по трубопроводу.

Якщо встановлені просіювачі з механічним просіюванням, перед просіювачем встановлюється бункер з фільтром для відділення повітря. Після просіювання для подальшого транспортування борошна по трубопроводу аерозольтранспортом встановлюється живильник. Схема представлена на рис. 2.2.

 

 

Рис. 2.1. Машино-апаратурна схема аерозольтранспорту: 1- щиток приймальний; 2 - силос; 3 - роторний живильник; 4- пневматичний просіювач; 5 – перемикач; 6 - виробничий силос; 7 – трубопровід.

 

 

Рис. 2.2. Схема аерозольтранспорту: 1 – приймальний щиток; 2 – трубопровід; 3 – силос у складі БЗБ; 4 – роторний (шлюзовий) живильник; 5 – перемикач; 6 – бункер; 7 – просіювач; 8 – шнековий живильник; 9 – виробничий силос; 10 – шнек; 11 – тістомісильна машина.

 

На середніх і малих підприємствах, а також на підприємствах з кондитерськими цехами доцільно використовувати пружинні системи, або їх ще називають спіроматиками (рис. 2.3).

Головним елементом транспортної системи є гнучкі спіральні шнеки, виготовлені із пружної сталі і труби із харчового поліхлорвінілу діаметром 76, 90, 125 мм. Спіраль приводиться в обертовий рух від мотор-редуктора.

Переваги спіральних систем транспортування: незначні габарити, низька енергоємність, відсутність пилу, простота монтажу та ремонту, відпадає потреба в компресорних станціях. Системи найбільш ефективні на трасах довжиною до 100 м і продуктивністю 3,5 т/год.

До недоліків слід віднести ускладнене транспортування на вертикальних ділянках та втрата потужності на таких ділянках, необхідно щоб кут виходу спіралі був не більше 60°, швидке зношення спіралі, залишки борошна в спіралі після закінчення транспортування.

 

Рис. 2.3. Схема спіроматика: 1 – мотор-редуктор; 2 – завантажувальний патрубок; 3 – спіраль; 4 – трубопровід; 5 – вивантажувальний патрубок.

 

Для приймання і безтарного зберігання борошна використовуються силоси і бункери. Місткості виготовляють із листової сталі, монолітного або збірного залізобетону, пластичних матеріалів, алюмінію, покритої алюмінієм сталі.

По формі місткості можуть бути циліндроконічними, або прямокутними з пірамідальним дном. Місткості, в яких відношення висоти (без конусної частини) до діаметру або меншого розміру поперечного перерізу більше або дорівнює 1,5 називаються силосами, а якщо менше - бункерами.

Найбільш широко для приймання і зберігання борошна використовуються силоси ХЕ-160А та ХЕ-233.

Силос ХЕ-160 (рис. 2.4) - це циліндро-конічна ємкість, виготовлена із листової сталі, конічна частина має кут нахилу 60°. Силос має люки для очищення, ремонту і огляду, які герметично закриваються.

Для попередження утворення та руйнування склепінь в нижній частині корпусу передбачено вісім продувних труб (чотири спрямовані вгору, дві – вниз), рівномірно розміщених по колу і з’єднаних колектором з патрубками для стисненого повітря. Повітря подається імпульсами.

Під стійками силосу встановлюються тензометричні датчики.

Зовнішній діаметр силоса 2500 мм, випускається трьох типорозмірів: 48,8; 52,9; 55 м³.

Недоліком силосу є те, що він не вписується в сітку колон.

Силос ХЕ-233 відрізняється габаритними розмірами. Силос встановлено на 4 опорах і обладнано тензометричними датчиками. Завдяки зовнішньому діаметру 5000 мм він вписується в шестиметрову сітку колон, але значне співвідношення діаметрів силосу та вихідного отвору розвантаження викликає деякі труднощі.

 

Рис 2.4. Силос для борошна ХЕ-160А: 1 – кришка; 2 – кріплення кришки; 3 – люк; 4 – циліндрична частина; 5, 16 - датчики рівня; 6 – завантажувальний патрубок; 7 – отвір для фільтра; 8 – люк; 9 – розвантажувальний отвір; 10 - швелерне кільце; 11 – стійки; 12 – конусна основа; 13 – продувні труби; 14 – колектор; 15 – патрубки колектора

Для зберігання борошна використовуються бункери М-118 (рис. 2.5) місткістю 57,8 м³ (з додатковою секцією 68,9 м³), М-111 (рис. 2.6) місткістю 28,1 м³, (з додатковою секцією 34,1 м³), які складаються із днища з двома аерожолобами та нижньою, середньою, верхньою секціями та кришкою.

Аерожолоби розміщені під кутом 12° до горизонту і складаються із керамічних пористих плит, покритих зверху бельтингом. Під керамічні плити подається повітря для плинності борошна під час розвантаження.

Бункер М-111 аналогічний по конструкції, але він односторонній, меншої місткості і випускний патрубок розміщений збоку.

Під час експлуатації силосів необхідно один раз на місяць повністю розвантажувати, очищати і дезинфікути його внутрішню поверхню, очищення проводять також під час переходу з сорту на сорт.

 

Рис. 2.5. Бункер для борошна М-118: 1 – керамічні пористі плити; 2 – бельтингові покриття; 3 – днище; 4 – нижня секція; 5 – опорна секція; 6 – середня секція; 7 – верхня секція; 8 – кришка; 9 – світильники; 10 – завантажувальні патрубки; 11 – оглядові вікна; 12 – опори; 13 – люк; 14 – патрубки стисненого повітря; 15 – патрубок конденсату; 16 – вивантажувальний патрубок.
	Рис 2.6. Бункер для борошна М-111 з аерованим днищем.

 

Перспективним напрямом в складах безтарного зберігання борошна є використання силосів (біг-бегів) із міцного синтетичного матеріалу (склопластик, тканина) різноманітної конфігурації місткістю 0,5…40 т, бувають з завантажувальними та розвантажувальнми клапанами, різноманітні по висоті і ширині (рис. 2.7).

Густина тканини підбирається в залежності від навантаження.

Вивантаження за допомогою пневмотранспорту або спіроматиками.

На невеликих підприємствах можуть використовуватися і для зберігання і для транспортування борошна.

 

Рис. 2.7. Силосна установка із біг-бегом: 1 – розвантажувач; 2 – стійка; 3 – м’який контейнер

Для вивантаження борошна із місткостей в системі аерозольтранспорту використовуються живильники, які створюють певну концентрацію борошна зі стиснутим повітрям і подають її в борошнопровід.

Живильники бувають безперервної дії: барабанні (роторні, шлюзові) і шнекові, та періодичної дії – камерні.

Роторний живильник М-122 призначений для створення борошняно-повітряної суміші і подавання в борошнопровід аерозольтранспорту (рис. 2.8).

Основним елементом є циліндричний ротор діаметром 200 мм, по твірній якого виконано десять поздовжніх відсіків-комірок для транспортування матеріалу. Розподільчі ребра розміщені під кутом 7-10° до осі ротора. Живильник оснащений пневматичним пристроєм для підведення стисненого повітря до нижньої частини корпуса.

Борошно через верхній отвір корпуса заповнює відсіки, які з поворотом ротора переміщуються вниз і з’єднуються з пневмоканалом. Стиснене повітря подається через патрубок, змішується з борошном, надходить через протилежний патрубок і подається в трубопровід.

Продуктивність роторного живильника 2 – 7,5 т/год, питома витрата електроенергії на 1 т за даними випробувань 0,6 кВт на год.

До недоліків роторного живильника слід віднести високі втрати повітря до 80%.

 

Рис. 2.8. Роторний живильник: 1 – чавунний корпус; 2 – патрубок для стисненого повітря: 3 – бокова крішка; 4 – поздовжні перегородки, 5 – ротор, 6 – вал ротора; 7 – привідна зірочка; 8 – опорні шарикопідшипники; 9 – патрубок борошняно-повітряної суміші. 10 – пневмоканал.

 

При необхідності подавання борошна на висоту більше 30 м і довжину 100 м. використовують шнекові живильники (рис. 2.9).

Рис. 2.9. Шнековий живильник: 1 – корпус підшипника; 2 - корпус шнекової камери; 3 – шнек; 4 – аераційна камера; 5 – кришка; 6 – клапан; 7 – бельтингова перегородка; 8 – патрубок для стисненого повітря.

Борошно подається через завантажувальний патрубок, захоплюється шнеком і транспортується в бік в бік аерокамери, в зв’язку зі зменшенням кроку шнека дещо ущільнюється при вході в аерокамеру, утворюючи пробку, яка перешкоджає проникненню повітря в корпус шнека. Для цієї ж мети служить шарнірно встановлений клапан перед входом в аерокамеру. Борошно в верхній частині аерокамери підхоплюється повітрям, яке подається через патрубок під бельтингові перегородку і утворена борошняно-повітряна суміш подається в борошнопровід.

Продуктивність шнекового живильника 4,9-7,2 т/год, при частоті обертання шнека 700-1400 об/хв. Питомі витрати енергії складають 4,5–20 кВт. В шнекових живильниках в порівнянні з барабанними значно вищий коефіцієнт використання повітря, втрати повітря становлять до 20%.

Камерні живильники періодичної дії (рис. 2.10) забезпечують велику продуктивність при відсутності втрат повітря і ефективно використовуються на довгих трасах з великим опором.

Рис. 2.10. Камерний живильник: 1 – циліндричний корпус; 2 - тяга; 3 – контактний манометр; 4 – ваговий пристрій; 5 –приймальний патрубок; 6 – конусний клапан; 7 – система ричагів; 8 – пневматичний виконавчий механізм; 9 – лапа; 10 – патрубок подачі стисненого повітря; 11 – пориста перегородка; 12 – труба для вивантаження борошна

Борошно через приймальний патрубок заповнює корпус, і, коли вага живильника з борошном досягне встановленої величини, електроконтакт на коромислі замикається та вмикається електромагнітний прилад виконавчого механізму, який через систему важелів закриє приймальний клапан і перекриє надходження борошна в корпус. Одночасно відкривається електромагнітний вентиль і стиснене повітря проходить через пористу перегородку, змішується з борошном і при досягненні відповідного тиску витискається в продуктопровід.

Після звільнення від борошна живильника і повітропроводу тиск падає, контактний манометр надсилає сигнал на перекриття подачі повітря під днище, відкривається приймальний патрубок і цикл повторюється.

Для безперервного транспортування встановлюють по два камерних живильники, які працюють синхронно.

Для забезпечення системи аерозольтранспорту стисненим повітрям до 0,1–0,5 МПа на хлібопекарних підприємствах встановлюються компресорні установки, які розміщуються в окремому приміщенні. Також можливе використання повітродувок, що значно спрощує процес отримання стисненого повітря.

В кожній компресорній установці (рис. 2.11) передбачено масловологовідділювач, ресивер із запобіжним клапаном і спускним краном, повітроочищувач, манометр і редуктор для зниження тиску.

Рис. 2.11. Схема обладнання компресорної станції: 1 – компресор; 2 - масловологовідділювач; 3 – ресивер; 4 - повітроочищувач

 

На хлібопекарських підприємствах використовуються повітряні поршневі компресори з водяним і повітряним охолодженням ВУ.

Для обліку борошна та додаткової сировини застосовуються тензометричні пристрої. Їх робота грунтується на вимірюванні електричного опору провідника під час деформації в результаті руху рухомих частин механізмів. Тензометричні ваги складаються із тензодатчика, вторинного приладу, позиційного регулятора та вузла зовнішніх комунікацій. Вторинний прилад виконаний на базі електронного автоматичного потенціометра. Тензометричні датчики встановлюються під опорами силосів або бункерів.