Способ сушки мелкосеменных культур

Авторы патента:

Голубкович Александр Викторович (RU)

F26B3/14 - при движении просушиваемых предметов или материала за счет силы тяжести

Владельцы патента RU 2451255:

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) (RU)
Российская Федерация в лице Министерства сельского хозяйства РФ (RU)

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ сушки мелкосеменных культур заключается в том, что влажный материал загружают, гравитационно перемещают между двумя перфорированными поверхностями, вентилируют агентом сушки, инверсируют, охлаждают и разгружают. Новым в способе является то, что количество инверсий материала определяют по формуле ,

где α_p, α_э - коэффициент массоотдачи рассматриваемой и эталонной культур, кДж/(м²·°С·ч); Δt_p, Δt_э - температурный перепад между агентом сушки и наружным воздухом для рассматриваемой и эталонной культур (°С), F_p, F_э - поверхность материала в слое для рассматриваемой и эталонной культур, м², n_э - число инверсий эталонной культуры. Изобретение должно обеспечить повышение качества сушки путем определения числа инверсии для сушки мелкосеменных культур в колонковой сушилке. 1 ил.

Изобретение относится преимущественно к сушке семян рапса, сурепицы, мака, льна, проса, и т.д. и может быть использовано в сельском хозяйстве, системе заготовок и пищевой промышленности.

Известен способ сушки семян и зерна, при котором влажный материал загружают, гравитационно перемещают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают (Г.С.Окунь, А.Г.Чижиков, Е.Л.Ревякин. Методические рекомендации по выбору и эффективному использованию зерносушильного оборудования, М.: ФГНУ «Росинформапротех», 2006. с.31-35. Этот способ широко используется в сельском хозяйстве.

Наиболее типичный пример технического устройства, работающего по этому способу, - шахтные сушилки, которые составляют подавляющую часть зерносушильного парка. Однако этот способ характеризуется повышенной неравномерностью сушки, которая зачастую превышает допустимые значения - согласно исходным требованиям ±1,5%, и нагрева, допустимая величина которой ±3°C.

Для снижения степени неравномерности сушки и нагрева используются различные конструктивные и технологические приемы, которые усложняют конструкцию устройства и процесс сушки.

Известен способ сушки семян и зерна, при котором влажный материал загружают, гравитационно перемещают между двумя перфорированными поверхностями, вентилируют агентом сушки, инверсируют, охлаждают и разгружают. Материал инверсируют для обеспечения равномерности сушки и нагрева.

Этот способ широко применяется на колонковых сушилках (Г.С.Окунь, А.Г.Чижиков, Е.Л.Ревякин. Методические рекомендации по выбору и эффективному использованию зерносушильного оборудования, М.: ФГНУ «Росинформапротех», 2006. с.36-38). Причем инверсию проводят в середине сушильного тракта, таким образом, чтобы на выходе из сушилки материал имел минимальную неравномерность по сушке и нагреву.

В охладительной части тракта неравномерность сушки и нагрева практически не меняется.

Этот способ сушки по своей технической сущности наиболее близок к заявленному и выбран за прототип.

Основным недостатком известного способа является то, что число инверсий является неопределенным для мелкосеменных культур.

Выпускаемые колонковые сушилки оснащаются одним инвентором, который обеспечивает приемлемое качество сушки зерновых и крупносеменных культур, но не обеспечивает качество мелкосеменных культур. (Проспект НПО «ВИМ-ОКБ» при Россельхозакадемии. Миниэлеваторы, сушилки колонкового типа, сушилки шахтного типа, теплогенераторы).

Технической задачей изобретения является повышение качества сушки путем определения числа инверсий для сушки мелкосеменных культур в колонковой сушилке.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе сушки, при котором влажный материал загружают, гравитационно перемещают между двумя перфорированными поверхностями, вентилируют агентом сушки, инверсируют, охлаждают и разгружают, согласно изобретению количество инверсий p материала определяют из формулы

где α_p, α_э - коэффициент теплоотдачи рассматриваемой и эталонной (пшеница) культур (кДж/м²·°C·ч); Δt_р, Δt_э - температурный перепад между агентом сушки и наружным воздухом для рассматриваемой и эталонной культур (°C); F_р, F_э - поверхность материала в слое для рассматриваемой и эталонной культур (м²); n_э - число инверсий эталонного материала.

Сравнение заявленного способа с прототипом показывает, что новым в способе является то, что количество инверсий материала определяют из формулы

Изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как не является очевидным для специалиста и позволяет достигнуть результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно повысить качество сушки мелкосеменных культур.

Изобретение является «промышленно применимым», так как может быть использовано в сельском хозяйстве.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг.1 изображена схема устройства.

В состав устройства входят бункер 1, сушильная камера 2, инверторы 3, охладительная камера 4, разгрузочное устройство 5, шнек 6, загрузочная нория 7, теплогенератор 8, вентилятор охладительной камеры 9, разгрузочная нория 10.

Устройство работает следующим образом.

Влажный материал загружают норией 7 в бункер 1, из которого он гравитационно перемещается последовательно через сушильную и охладительную 4 камеры, разгрузочным устройством 5 направляется в шнек 6 и далее в разгрузочную норию 10. Агент сушки, подготовленный в теплогенераторе 8, нагнетается в воздушную полость сушильной камеры 2, далее он поперечно вентилирует гравитационно опускающийся материал и выбрасывается наружу. Наружный воздух нагнетается вентилятором 9 в воздушную полость охладительной камеры 4, поперечно просасывается через слой высушенного материала и выбрасывается наружу. Гравитационно опускающийся материал дважды меняет с помощью инверторов 3 направление потоков материала относительно перфорированных поверхностей сушильной камеры, что обеспечивает допустимую неравномерность сушки и нагрева.

Способ осуществляют следующим образом.

В зависимости от влажности и культуры материала устанавливают температурный и скоростной режим сушки и настраивают разгрузочное устройство 5 на выпуск материала заданной влажности (например, кондиционной, если устройство работает на «проход»). Заполняют камеры сушилки, высушивают первую партию материала, включают последовательно разгрузочную норию 10, шнек 6, загрузочную норию 7 и сушат материал. При отклонении влажности или температуры материала от заданных параметров проводят регулировку температурного режима или его расхода согласно инструкции, аналогичным образом поступают при выходе за допустимые пределы неравномерности по сушке или нагреву.

Для определения количества инверсий при сушке мелкосеменных культур рассмотрим следующие тепловые балансы.

Количество переданного тепла эталонному материалу при n_э=1 можно записать в виде

где α_э, F_э, Δt_э, τ_э - коэффициент теплоотдачи, кДж/(м²·°С·ч); F_э - поверхность частиц, м²; Δt - температурный перепад между агентом сушки и наружным воздухом, °С; τ_э - экспозиция сушки, ч.

Количество переданного тепла рассматриваемому материалу можно записать в виде

где обозначения параметров правой части формулы (2) те же самые, что и эталонного материала.

Приравняв правые части уравнений (1) и (2), а также, обратив внимание, что число инверсий мелкосеменных культур можно записать через р=τ_э/τ_р, при n_э>1 получим

Равенство правых частей (1) и (2) осуществим на том основании, что количество тепла Q_э за время τ_э согласно приемочных испытаний и эксплуатации сушилок обеспечивает качественную сушку семян пшеницы при соблюдении предельных значений неравномерности сушки и нагрева, следовательно аналогичное количество теплоты не должно быть превышено и для нашего случая.

Пример. Рассчитаем минимальное количество инверсий p при сушке семян рапса с эквивалентным диаметром d_э=1,7 мм, удельной поверхностью f_p=9 м²/кг. Известно, что при указанной влажности допустимая температура агента сушки составляет t_p=55°C.

В качестве эталонного материала примем семена пшеницы с d_э=3,5 мм, f_э=3 м²/кг, которые высушиваем с 21 до 14% при температуре теплоносители t_э=65°C.

При расчете величины α_p и α_э воспользуется выражениями:

при 20>Re>200→Nu=0,106 Re, при Re>200→Nu=0,61 Re0,67,

где ; (B.B.Портнов, В.В.Майоров. Промышленные конвективные сушильные установки. Воронеж, 2003, с.37).

Re - число Рейнольда; Nu - число Нуссельта; V - скорость агента сушки, м/с; d - диаметр зерновки, м; υ - кинематическая вязкость агента сушки, м²/с; α - коэффициент теплоотдачи, кДж/(м²·°C·ч); λ - коэффициент теплопроводности, кДж/(м·°C·ч). Можно записать для условий сушки рапса в колонковой сушилке.

Для условий сушки пшеницы соответственно получим

Так как значения λ_p, λ_э, и υ_p, а также γ_p≈γ_э (объемная масса материала) близки для рапса и пшеницы, то отношение α_p/d_э заменим V_p/V_э, а F_p/F_э - отношение удельных поверхностей f_p/f_э (f_p=8 м²/кг, f_э=3 м²/кг). Тогда при температуре наружного воздуха 15°C и V_p=0,3 м/с, V_э=0,4 м/с получим

Примем p=2.

Таким образом, число инверсий при сушке рапса p=2. Указанное количество инверсий обеспечит качественную подготовку семян.

Способ сушки мелкосеменных культур, при котором влажный материал загружают, гравитационно перемещают между двумя перфорированными поверхностями, вентилируют агентом сушки, инверсируют, охлаждают и разгружают, отличающийся тем, что количество инверсий p материала определяют из формулы

где α_р, α_э - коэффициенты массоотдачи рассматриваемой и эталонной культур, кДж/(м²·°С·ч);
Δt_р, Δt_э - температурные перепады между агентом сушки и наружным воздухом для рассматриваемой и эталонной культур, °С;
F_р, F_э - поверхности материала в слое для рассматриваемой и эталонной культур, м²;
n_э - число инверсий эталонной культуры.

Изобретение относится к области шахтной сушилки для сыпучих материалов, например зерновых культур. .

Сушильное устройство (варианты), выпариватель (варианты), способ высушивания корпускулярного материала, способ удаления летучих веществ из сыпучего материала // 2444687

Способ стабилизации термовлажностных характеристик зерна злаковых и масличных культур при сушке и хранении // 2425304

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процессов сушки и хранения зерновых культур, в частности масличных культур, например семян рапса, льна, амаранта, подсолнечника и т.д.

Способ сушки семян и зерна // 2425303

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. .

Способ сушки зерновых материалов // 2422741

Изобретение относится к способам сушки зерновых материалов, семян злаковых, зернобобовых и масличных культур, комбикормов, гранулированных и других сыпучих материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой и химической промышленности, в системе хлебопродуктов и хранения зерна, а также в смежных с ними отраслях промышленности.

Способ и устройство для сушки сыпучих материалов // 2382304

Изобретение относится к сушке сыпучих материалов в конвективных сушилках, преимущественно для мелкосеменных материалов, и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Способ и устройство для сушки зерна // 2340844

Изобретение относится к сушке и может быть использовано в сельском хозяйстве. .

Способ стабилизации термовлажностных характеристик зерна при его сушке и хранении // 2303213

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматизации процессов сушки и хранения зерновых культур, в частности зерна пшеницы, семян подсолнечника, пивоваренного солода.

Способ сушки жидкотекучих и суспензионных материалов и установка для его осуществления // 2220389

Изобретение относится к технике скоростной сушки различных влагонасыщенных жидкотекучих и суспензионных материалов и может быть использовано, например, для сушки шлама при производстве цементного клинкера в промышленности строительных материалов, а также для органических веществ повышенной вязкости (молоко, кровь, альбумин и т.д.).

Способ сушки зерна и гранулированных материалов // 2171958

Изобретение относится к области сельского хозяйства и служит для сушки зерна, комбикормов, а также для обезвоживания других сыпучих продуктов и гранулированных материалов.

Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления // 2472084

Изобретение относится к способам сушки семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок

Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления // 2472085

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве

Способ сушки гранулированных полимерных материалов // 2480690

Изобретение относится к области химической промышленности и служит для сушки гранулированных полимерных материалов и композитов на их основе

Способ сушки семян в переменном режиме // 2481533

Изобретение относится к способам сушки семян зерновых культур в переменном режиме и может найти применение в сельском хозяйстве

Способ и устройство сушки семян и зерна // 2503901

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, по которому их загружают, гравитационно перемещают через сушильные и охладительные зоны, подают агент сушки в сушильную зону, циклически высушивают, разгружают или охлаждают. Новое в способе то, что часть агента сушки отбирают из зоны сушки и реверсируют в охладительную зону. Устройство для сушки семян и зерна содержит загрузочный 1 и разгрузочный бункеры 12, сушильные 2 и охладительные 3 камеры, вентиляторы 6, 9, топку 10, средства загрузки и разгрузки, разделительную перегородку 13 между сушильными 2 и охладительными 3 камерами. Новое в устройстве то, что охладительные камеры 3 содержат кожух 4 с клапаном 14 и реверсивным вентилятором 5, разделительная перегородка - клапан 15 с возможностью осуществления реверса агента сушки из сушильных в охладительные 3 камеры. Изобретение должно обеспечить повышение производительности при циклической работе, а также при высушивании первой партии зерна. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ сушки сыпучих углеродистых или минеральных материалов и установка для сушки сыпучих углеродистых или минеральных материалов (варианты) // 2505764

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов, преимущественно, не предназначенных для пищевой промышленности. Способ сушки сыпучих углеродистых или минеральных материалов с влажностью, обеспечивающей сыпучее состояние материала, включает ввод по нескольким уровням тепла от теплоносителя в массу материала. Непосредственно над каждым уровнем ввода тепла от теплоносителя осуществляют отвод теплоносителя и/или пара, при этом расстояние между уровнем ввода тепла от теплоносителя и расположенным непосредственно над ним уровнем вывода теплоносителя и/или пара, а также между уровнем вывода теплоносителя и/или пара и расположенным непосредственно над ним уровнем ввода тепла от теплоносителя составляет не менее шестикратного максимального размера частицы материала, скорость теплоносителя составляет не менее 0,1 м/с, температура теплоносителя составляет не менее 130°С, тепло от теплоносителя вводят в непрерывно перемещающуюся сверху вниз массу. Установка для сушки сыпучих углеродистых или минеральных материалов по первому варианту осуществления способа содержит камеру, предназначенную для подачи в нее сыпучего материала, в полости камеры выполнены элементы ввода теплоносителя в камеру и элементы вывода теплоносителя из камеры, при этом каждый элемент ввода и вывода теплоносителя выполнен в виде канала, проходящего через полость камеры и сообщающегося с внутренней полостью камеры, каждый канал, предназначенный для ввода теплоносителя, сообщен с источником теплоносителя, установка содержит как минимум два яруса каналов ввода и вывода теплоносителя, при этом каждый ярус содержит выполненные на одном уровне каналы ввода теплоносителя и расположенные выше непосредственно над уровнем каналов ввода теплоносителя, на расстоянии от них каналы вывода теплоносителя, выполненные также на одном уровне, при этом расстояние между уровнем каналов ввода/вывода теплоносителя и расположенным непосредственно над ним уровнем каналов вывода/ввода теплоносителя составляет не менее шестикратного максимального размера частицы материала, также расстояние между соседними каналами, расположенными на одном уровне, составляет не менее шестикратного максимального размера частицы материала, источник теплоносителя предназначен для подачи в камеру теплоносителя - газа. Установка для сушки сыпучих углеродистых или минеральных материалов по второму варианту осуществления содержит камеру, предназначенную для подачи в нее сыпучего материала, в полости камеры выполнены элементы ввода тепла теплоносителя в камеру и элементы вывода из камеры пара, образующегося при сушке материала, при этом каждый элемент ввода тепла теплоносителя выполнен в виде закрытого канала, проходящего через полость камеры и сообщающегося с источником теплоносителя и с другими каналами ввода тепла теплоносителя, каждый элемент вывода пара выполнен в виде канала, проходящего через полость камеры и сообщающегося с внутренней полостью камеры, каждый канал, предназначенный для ввода тепла теплоносителя, сообщен с источником теплоносителя, установка содержит как минимум два яруса каналов ввода тепла теплоносителя и вывода пара, при этом каждый ярус содержит выполненные на одном уровне каналы ввода тепла теплоносителя и расположенные выше непосредственно над уровнем каналов ввода тепла теплоносителя, на расстоянии от них каналы вывода пара, выполненные также на одном уровне, при этом расстояние между уровнем каналов ввода тепла от теплоносителя и расположенным непосредственно над ним уровнем каналов вывода пара составляет не менее шестикратного максимального размера частицы материала, также расстояние между уровнем каналов вывода пара и расположенным непосредственно над ним уровнем каналов ввода тепла от теплоносителя составляет не менее шестикратного максимального размера частицы материала, источник теплоносителя предназначен для подачи в камеру теплоносителя - пара. Технический результат заключается в упрощении конструкции установки для сушки сыпучих материалов, повышении эффективности сушки. 3 н. и 15 з.п. ф-лы, 12 ил.

Способ и устройство для сушки семян и зерна // 2508512

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, при котором их загружают, гравитационно перемещают сверху вниз через верхнюю, нижнюю сушильные и охладительную зоны сушки, вентилируют агентом сушки и охлаждающим газом соответственно и разгружают. Новым является то, что в верхнюю сушильную зону подают часть охлаждающего газа, которую рассчитывают по выражению Q о х = Q 1 ( t 1 − t в t 1 − 2 t 0 ) , tв, t1, t0 - температуры смеси газов, агента сушки и наружного воздуха соответственно, °C, Q1, Qox, - расход агента сушки и охлаждающего газа, подаваемых в верхнюю зону, м3/ч, кроме того, смесь газов реверсируют. Устройство содержит надсушильный и подсушильный 13 бункеры, верхнюю 2, нижнюю 3 сушильные и охладительную 4 камеры, вентиляторы 10, 12 агента сушки и охлаждающего газа, топку 11, средства загрузки 15 и разгрузки 14 материала. Новое в устройстве то, что снабжено воздуховодом 6 подключения верхней сушильной камеры 2 к вентилятору 12 охлаждающего газа и кожухом 19 для осуществления реверса смеси газов агента сушки с охлаждающим газом в верхнюю сушильную камеру 2. Изобретение должно повысить эффективность сушки. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Способ управления процессами сушки и хранения зерна // 2510479

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов и может быть использовано при автоматическом управлении процессами сушки и хранения зерновых культур, в частности зерна пшеницы, семян подсолнечника, пивоваренного солода и т.д. Способ управления процессами сушки и хранения зерна предусматривает предварительный подогрев влажного зерна отработанным сушильным агентом и последующую очистку сушильного агента от легких примесей в циклоне, его осушение и охлаждение в испарителе теплонасосной установки, рабочая и резервная секция которого попеременно переключаются с режима конденсации на режим регенерации; осушение, охлаждение и разделение сушильного агента на два потока, один из которых подают на сушку через конденсатор теплового насоса в режиме замкнутого цикла с подпиткой свежим сушильным агентом, а другой - на активное вентилирование зерна в силосы; измерение расхода, температуры и влагосодержания сушильного агента перед сушкой и активным вентилированием зерна с воздействием на мощность привода компрессора по расходу, температуре и влажности зерна, подаваемого на сушку, и дополнительно характеризуется тем, что сушку зерна осуществляют в двух последовательно расположенных зонах шахтной зерносушилки и зоне охлаждения, причем для нагревания и охлаждения сушильного агента используют парокомпрессионный двухступенчатый тепловой насос, холодный сушильный агент посредством вентиляторов направляют по двум потокам, один из которых подают в конденсатор второй ступени теплового насоса, а другой - на охлаждение зерна; при этом для стабилизации температуры в I зоне зерносушилки подают смесь горячего и холодного сушильного агента, причем часть горячего сушильного агента после конденсатора II ступени отводят на размораживание секции испарителя, работающей в режиме регенерации, с возвратом на сушку перед конденсатором II ступени в режиме замкнутого цикла, во II зону зерносушилки подают горячий сушильный агент, а в зону охлаждения - холодный; по расходу зерна на входе в зерносушилку устанавливают расход сушильного агента в зонах сушки и зоне охлаждения; по температуре сушильного агента на входе во II зоне сушки корректируют мощность привода компрессора второй ступени; по температуре сушильного агента в I зоне сушки устанавливают соотношение расходов горячего и холодного сушильного агента; при отклонении коэффициента теплопередачи k на охлаждающей поверхности рабочей секции испарителя первой ступени между отработанным сушильным агентом и хладагентом от заданного интервала значений в сторону уменьшения переключают рабочую секцию с режима конденсации на режим регенерации и осуществляют регенерацию охлаждающей поверхности горячим сушильным агентом, при этом компенсируют потери сушильного агента перед сушкой путем увеличения расхода свежего сушильного агента в линии подпитки. Способ позволяет снизить энергозатраты и повысить качество высушенного зерна. 2табл., 1 ил.

Способ энергосберегающей сушки гранулированных полимерных материалов // 2523520

Способ относится к области химической промышленности и служит для сушки гранулированных полимерных материалов и композитов на их основе. В способе энергосберегающей сушки гранулированных полимерных материалов, включающем раздельную подачу гидрофобных и гидрофильных материалов сверху вниз в коаксиальные цилиндрические камеры и поперечный продув теплоносителя через материалы, согласно изобретению теплоноситель последовательно движется в поперечном направлении через камеры 1 и 2, осуществляя сушку материала в первой камере и нагрев материала во второй. Технический результат заключается в повышении степени отработки теплоносителя по температуре для увеличения производительности сушилки и существенного повышения энергосбережения. 3 ил.

Способ комбинированной сушки семян и зерна // 2559003

Изобретение относится к способам комбинированной сушки семян и зерна. Осуществляют загрузку семян и зерна, гравитационное перемешивание и реверсивное продувание агентом сушки с циклами от 20 до 360 мин. В циклах поочередно используют агент сушки с повышенной t1 и пониженной t2 температурой. Температуру t2 определяют по формуле: где α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2·°C; f - удельная поверхность зерна, м2/кг; η - доля теплоты, пошедшая на нагрев; θ' пд - предельно допустимая температура нагрева зерна, °C; с - теплоемкость зерна, кДж/кг·°C; Δθ - допустимая величина приращения температуры зерна, °C; τ - длительность воздействия агента сушки с пониженной температурой, ч. Обеспечивается энергосбережение при повышении интенсивности процесса. 2 ил., 2 пр.