Способ сушки семян в неподвижном слое



Способ сушки семян в неподвижном слое

 


Владельцы патента RU 2489656:

Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) (RU)

Изобретение относится к сушке семян, преимущественно селекционных, и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ сушки семян в неподвижном слое заключается в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, высушенный материал охлаждают и разгружают. Новым в способе является то, что высушенный материал перемешивают и отлеживают не менее 2 ч, а критическую высоту слоя семян hк, не превышающую фактическую высоту слоя h, определяют по формуле

h к = ν d э ρ в 8 ε β ρ ln U 1 U 0 U 2 U 0 ,  м

где ν - скорость агента сушки, м/с;

ρв, ρ - плотность агента сушки и материала соответственно, кг/м3;

dэ - эквивалентный диаметр зерновки, м;

ε - порозность слоя;

β - коэффициент массоотдачи, м/с.

где U0 - влагосодержание агента сушки на входе в слой, кг/кг;

U1, U2 - влагосодержание паровоздушной пленки семян на выходе и входе слоя, кг/кг. Использование способа позволит снизить затраты на сушку на 25…30% за счет сокращения ее длительности и обеспечить безопасное хранение. 1 ил.

 

Изобретение относится к сушке семян, преимущественно селекционных, и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известен способ сушки семян, при котором влажный материал загружают, вентилируют агентом сушки при нагреве до температуры ниже предельно допустимой, высушенный материал охлаждают и разгружают (С.Д. Птицын. Зерносушилки, Машгиз, М., 1962, с.49-53.).

По известному способу высушивают рядовые семена, но селекционные семена не сушат, так как влажность отдельных зерновок может существенно превышать среднюю влажность партии семян, по которой определяют предельно допустимую температуру нагрева.

Известен способ сушки селекционных семян в неподвижном слое, согласно которому материал загружают слоем, высотой 0,4-0,45 м, и вентилируют агентом сушки с температурой 35°C и удельным расходом 1800-1900 м32·ч (скорость агента сушке 0,5-0,53 м/с), высушенный материал охлаждают и разгружают (Р.М. Гамхашвили. Обоснование технологического и конструктивных параметров и разработка универсальной установки для сушки селекционных семян сельскохозяйственных культур, автор. диссерт. на соискание ученой степени кандидата технических наук, М., 1975, с.16).

Известный способ по технической сущности наиболее близок к заявленному и выбран за прототип.

Сушка семян в слое с критической высотой hк≤0,4-0,45 м по этому способу обеспечивает исходные требования по неравномерности сушки (±1,5%) по достижении семенами средней кондиционной влажности.

Недостатком известного способа то, что он малопроизводителен и затратен, так как при столь низкой температуре агента сушки длительность сушки 6…10 ч-при исходной влажности семян более 21…22%, и не удовлетворяет требования по неравномерности сушки в отношении отдельных зерновок.

Технической задачей данного изобретения является повышение эффективности, снижение затратности и неравномерности сушки (не более δ±1,5%) не только по средней влажности, но и по отдельным зерновкам.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе сушки семян в неподвижном слое, заключающемся в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, высушенный материал охлаждают и разгружают, согласно изобретению высушенный материал перемешивают и отлеживают не менее 2 ч, а критическую высоту слоя семян hк, не превышающую фактическую высоту слоя h, определяют по формуле

h к = ν d э ρ в 8 ε β ρ n U 1 U 0 U 2 U 0 м,

где ν - скорость сушильного агента, м/с;

ρв, ρ - плотность агента сушки и материала соответственно, кг/м3;

dэ - эквивалентный диаметр зерновки, м;

ε - порозность слоя;

β - коэффициент массоотдачи, м/с

где U0 - влагосодержание агента сушки на входе в слой, кг/кг;

U1, U2 - влагосодержание паровоздушной пленки семян на выходе и входе слоя, кг/кг.

Сравнение заявленного способа с прототипом показывает, что новым в способе является то, что высушенный материал перемешивают и отлеживают не менее 2 ч, а критическую высоту слоя семян hк, не превышающую фактическую высоту слоя h, определяют по формуле.

h к = ν d э ρ в 8 ε β ρ n U 1 U 0 U 2 U 0 м,

где ν - скорость сушильного агента, м/с;

ρв, ρ - плотность агента сушки и материала соответственно, кг/м3;

dэ - эквивалентный диаметр зерновки, м;

ε - порозность слоя;

β - коэффициент массоотдачи, м/с;

где U0 - влагосодержание агента сушки на входе в слой, кг/кг;

U1, U2 - влагосодержание паровоздушной пленки семян на выходе и входе слоя, кг/кг.

Изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как может быть достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, a именно повышение эффективности и снижение затратности сушки.

Изобретение является и промышленно применяемым, так как может быть использовано в сельском хозяйстве.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг.1 изображена схема устройства (селекционная сушилка СЛ-0,3×2).

В состав устройства входят калорифер 1, вентилятор 2, заслонка 3, воздушный канал 4, разводящий агент сушки на две камеры 5, решетка 6, перегородки 7 и разгрузочные отверстия 8.

Устройство работает следующим образом.

Вручную или мобильными средствами семена загружают в камеры 5, которые разделены на секции перегородками 7. Включают вентилятор 2, калорифер 1, устанавливают заданную температуру агента сушки и вентилируют семена. Высушенные семена охлаждают наружным воздухом после отключения калорифера 1 и разгружают. Разгрузку слоя семян 9 производят путем поворота камер 5 относительно горизонтальной оси таким образом, чтобы семена высыпались в мешки, закрепленные ниже окон 8 на секциях камер 5.

Способ осуществляют следующим образом.

Семена загружают, вентилируют агентом сушки, перемешивают, отлеживают, охлаждают и разгружают. Контроль за процессом сушки в том числе за величиной неравномерности сушки δ можно осуществлять следующими способами - периодически отбирать навески семян из слоя, пограничного с решеткой и на поверхности с последующим сравнением, или контролируя относительную влажность отходящего агента сушки. При δ>±1,5% в конце сушки в нескольких пробах подряд проводят корректировку режима сушки (понижают температуру или повышают скорость агента сушки).

Для обоснования величины критической высоты слоя hк, которая не должна превышать фактическую h, рассмотрим упрощенную математическую модель переноса влаги в слое семян.

Предположим, что влагосодержание в зерновках выровнено, тогда после вентилирования в них возникает разность потенциалов влагосодержания, в силу которого влага с поверхности зерновок испаряется, пар перемещается в поток агента сушки и выносится из слоя. Из центральных областей зерновки в периферийные в свою очередь устремляется поток влаги, в первом периоде сушки в виде жидкости, затем в виде пара. Ограничимся рассмотрением потока влаги с поверхности зерновки в поток агента сушки, так как второй поток малосуществен. Массу влаги, выносимой из слоя, можно записать в виде

d M = β ρ d F ( U 1 U 0 ) , ( 1 )

где β - коэффициент массоотдачи от зерновок агенту сушки, м/с;

ρ - плотность сухого вещества семян, кг/м3;

dF - площадь с которой испаряется влага, м;

U - влагосодержание семян, кг/кг;

U0 - влагосодержание агента сушки на входе в слой.

Тот же поток влаги можно представить в виде

d M = G d U , ( 2 )

где G - масса влаги, вынесенной из слоя, кг/с.

Приравняя правые части выражений (1) и (2), получим

β ρ d F ( U 0 U ) = G d U ( 3 )

Рассмотрев отдельный элементарный канал диаметром dк в насыпи, с внутренней поверхности которого испаряется влага, получим

d F = π d к d l , ( 4 )

где dl - длина канала, по которому проходят агент сушки. Массу влаги, вынесенной из слоя, можно записать в виде

G = ρ в ν 0 π d к 2 4 ( 5 )

где ρв - плотность агента сушки, кг/м3; v0 - скорость агента сушки в кана-ле, м/с; величину dк можно записать dк=2dэε/3(l-ε), ε - порозность слоя, dэ - эквивалентный диаметр зерновки, м. Скорость V0 выразим через порозность слоя ε и скорость воздуха над слоем V 0 = V ε . После интегрирования (3) от 0 до 1 и упрощений (l≈hк), 2dк=dэ получим

h к = ν d э 8 ε β ρ в ρ n U 1 U 0 U 2 U 0 ( 6 )

где - U1, U2 - влагосодержание паровоздушной пленки семян на выходе и входе слоя, кг/кг.

Пример 1: По достижении на решетке влажности семян на решетке W2=13,25% (U2=0,153 кг/кг), на свободной поверхности слоя влажность семян составит W1=16,75% (U1=0,201 кг/кг), т.е. средняя влажность семян составит 14% (кондиционная) и при U0=0,008 кг/кг, что соответствует влагосодержанию агента сушки n = U 1 U 0 U 2 U 0 = 0,28 . Приняв скорость агента сушки V=0,5 м/с, порозность слоя ε=0,42; эквивалентный диаметр dэ=3,0·10-3 м. ρв=1,1 кг/м3, ρ=1200 кг/м3, β=0,3·10-6 м/с (В.Д. Сорочинский. Повышение эффективности конвективной сушки и охлаждения зерна… Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. М. 2003 г., с.143-145), получим h к = ρ в d э 0,28 β ρ ε = 0,39 0,4 м

Пример 2: Исследовали эффективность сушки при повышенной температуре для условия δ=±1,5%. Опыты проводили на лабораторной сушилке вместимостью камеры 1 кг. Высушивали семена средней влажностью 23% при скорости агента сушки V=0,4 м/с при температуре 35°C и 45°C. В первом случае слой составлял h=0,4 м, во втором из увеличения β на ~20% h=0,48. В первом случае длительность сушки составила 8,0 ч, а во втором - 5,2 ч и производительность сушки возросла на 35%.

При соблюдении условия в конце сушки σ≤±1,5% по средней влажности, неравномерность по влажности между отдельными зерновками может быть σ>±1,5%, а разность по влажности между отдельными зерновками достигает 4…6%, особенно если исходная средняя влажность семян 25% и более (Анискин В.И., Окунь Г.С. Технологические основы оценки работы зерносушильных установок. М., ВИМ, 2003, с.56-63). С целью снижения неравномерности сушки между отдельными зерновками высушенные семена перемешивают и отлеживают, при этом происходит перераспределение влаги. Причем чем выше температура семян, тем быстрее снижается неравномерность. Согласно (С.Д. Птицын. Зерносушилки, Машгиз, М., 1962, с.39-41) при температуре 20°C темп выравнивания влажности составляет 1,05%/ч, а при 55°C - 3%/ч. Для селекционных семян при температуре в 35°C за два часа отлежки неравномерность между отдельными зерновками снизится на ~3%, что обеспечит их сохранность.

Способ сушки семян в неподвижном слое, заключающийся в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, а высушенный материал охлаждают и разгружают, отличающийся тем, что высушенный материал перемешивают, отлеживают не менее 2 ч, а критическую высоту слоя семян hк, не превышающую фактическую высоту слоя h, определяют по формуле
h к = ν d э ρ в 8 ε β ρ ln U 1 U 0 U 2 U 0 ,  м ,
где ν - скорость агента сушки, м/с;
ρв, ρ - плотность агента сушки и материала соответственно, кг/м3;
dэ - эквивалентный диаметр зерновки, м;
ε - порозность слоя;
β - коэффициент массоотдачи, м/с,
где U0 - влагосодержание агента сушки на входе в слой, кг/кг;
U1, U2 - влагосодержание паровоздушной пленки семян на выходе и входе слоя, кг/кг.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способам сушки семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве, системе заготовок, химической и пищевой промышленности. .

Изобретение относится к области сушки, а именно к способам сушки стеблевых лубоволокнистых материалов, например льняной стланцевой тресты. .

Изобретение относится к усовершенствованным устройству и способу изготовления в промышленных масштабах подвергнутых вакуумной СВЧ-обработке пищевых продуктов. .

Изобретение относится к области сушки, а именно к способам сушки стеблевых лубоволокнистых материалов, например льняной стланцевой тресты. .

Изобретение относится к области сушки, а именно к способам сушки стеблевых лубоволокнистых материалов, например льняной стланцевой тресты. .

Изобретение относится к технологии и оборудованию для обработки сыпучих, преимущественно неоднородных, материалов путем организации их контакта с газообразным агентом (парогазовой или газожидкостной смесью) в химической, пищевой, микробиологической и других отраслях промышленности.

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

Изобретение относится к способу импульсной инфракрасной сушки термолабильных материалов (семян различных с.х. .
Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к сушке зерновых смесей. .

Изобретение относится к способам сушки зерновых культур и может быть использовано в сельском хозяйстве на предприятиях, занятых заготовкой посевного материала. .

Изобретение относится к сушке семян и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ безопасной сушки семян заключается в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают. Новое в изобретение то, что скорость агента сушки ограничивают величиной коэффициента теплоотдачи α, который определяют следующим образом: де λ, - коэффициент теплопроводности зерновки, Вт/м °С; ΔU - снижение влагосодержания зерновки, кг вл/кг мат; r - теплота парообразования, кДж/кг, σ - толщина сферы зерновки с зародышем, м; с - теплоемкость зерновки, кДж/кг °С; ta.c - температура агента сушки, °С; θ - температура семян, °С; Ко - число Коссовича. Изобретение должно обеспечить возможность использования на сушке элитных и ценных сортов семян высокопроизводительных сушилок. 2 ил.

Изобретение относится к способу сушки зерна и семян различных культур и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, в системе хлебопродуктов и хранения зерна и смежных отраслях промышленности. Способ сушки зерна заключается в пропускании сквозь зерновой слой атмосферного или подогретого воздуха, обогащенного аэроионами. Обогащение агента сушки аэроионами осуществляют периодически, при этом периоды обогащения аэроионами зависят от культуры зерна и конструктивных особенностей установки для сушки зерна и изменяются в пределах от 5 до 60 минут. Изобретение должно обеспечить повышение интенсивности сушки, снижение удельных энергозатрат на процесс сушки. 1 ил.

Изобретение относится к сушильному устройству, предназначенному для сушки объектов из органического материала, представляющих собой древесные бревна, щепу, пеллеты, древесные опилки, торф, брикеты или подобные объекты. Предложена сушилка (101), предназначенная для сушки объектов из органического материала и имеющая корпус (102) контейнерного типа. Указанный корпус, по существу, непроницаем, выполнен с возможностью подачи в него высушиваемого материала и установлен, по существу, в вертикальном или наклонном положении. Высушиваемый материал подают в нижнюю часть корпуса, а высушенный материал выгружают из верхней части корпуса, причем сушильный газ направляют в сушилку, по существу, у верхней части корпуса, а выводят из нижней части корпуса. Корпус представляет собой, по существу, замкнутое пространство, причем это его свойство обеспечено посредством прерывателей в составе подающего узла и узла, выгружающего высушенный материал, а также за счет конструкции корпуса. Сушильный газ циркулирует в сушилке, по существу, в режиме замкнутой циркуляции. Выпускаемый из нижней части корпуса сушильный газ нагревают нагревательным устройством (111) и в нагретом состоянии подают в верхнюю часть корпуса. Сушильный газ переносит водяной пар, выделяемый высушиваемым материалом в верхней части сушилки, к нижней ее части, где он конденсируется на поверхности высушиваемого материала, одновременно с этим передавая этому материалу тепло. Высушиваемый материал является органическим материалом, которым полностью заполняют сушильное пространство от узла (109) сита до узла (113, 112) выгрузки высушенного материала, а сушильный газ и воду пропускают в зону (122) удаления газа через узел сита. Материал, прошедший сушильный процесс, выгружают из верхней части корпуса одновременно с подачей в нижнюю часть корпуса новых высушиваемых компонентов материала. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к технологии обработки древесины, а именно к технологии конвективной сушки оцилиндрованных бревен, преимущественно используемых в качестве конструкционных материалов при возведении стен деревянных построек. Технический результат - упрощение технологического процесса сушки оцилиндрованных бревен, снижение его трудоемкости и энергозатрат. Сущность способа конвективной сушки оцилиндрованных бревен, преимущественно используемых в качестве конструкционных материалов при возведении стен деревянных построек, заключается в следующем. Перед началом сушки по всей длине каждого бревна 2 в поперечном направлении равномерно сверлят сквозные диаметральные отверстия 1 для прохождения через них сушильного агента. Сверление всех отверстий в каждом бревне осуществляют под одинаковым углом наклона к горизонтали, а величину угла наклона выбирают из условия, при котором при возведении стен построек каждое последующее бревно перекрывает отверстия предыдущего. 1 табл., 1 ил.

Изобретение относится к средствам тепловой обработки влагосодержащих продуктов, преимущественно пищевых, и может быть использовано как в пищевой промышленности, так и в отдельных сельских хозяйствах для сушки овощей, фруктов, грибов, лекарственных трав и других продуктов. Способ сушки влагосодержащих продуктов заключается в принудительном обдуве нагретым воздухом поддонов с продуктами, расположенных в корпусе устройства для сушки, причем обдув каждого поддона производят независимо от других поддонов с исключением попадания обдуваемого воздуха данного поддона в смежно расположенные поддоны. Устройство для осуществления способа содержит корпус с расположенными в нем поддонами, теплогенератор, обеспечивающий обдув поддонов нагретым воздухом, при этом теплогенератор расположен под корпусом с поддонами, которые изолированы друг от друга с исключением попадания нагретого воздуха данного поддона в смежно расположенные поддоны, а также дополнительно содержит входные патрубки по количеству, равному количеству поддонов для подачи нагретого воздуха на поддоны, а также выходные патрубки по количеству, равному количеству поддонов для вывода отработанного воздуха от поддонов, а каждый входной патрубок соединен отдельным воздуховодом с теплогенератором. Технической результат - расширение области применения и обеспечение равномерности сушки по времени продуктов в различных поддонах. 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к сушке растительных материалов и может быть использовано в сельском хозяйстве, преимущественно для материалов с низкой объемной массой. Способ сушки растительных материалов заключается в том, что материал загружают, перемещают противотоком агентом сушки, высушенную часть материала выгружают, а сверху загружают материал исходной влажности. Новым является то, что материал при загрузке уплотняют до устойчивого состояния. Устройство для сушки растительных материалов содержит вращающуюся камеру 3, решетку 9, средства загрузки 2 и разгрузки 4 материала, теплогенератор 11 и вентилятор 10. Новым является то, что устройство снабжено средством 13 уплотнения материала при загрузке. Уплотнение слоя позволит не только повысить интенсивность его высушивания, но и снизить затраты удельной теплоты на сушку. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сушке семенного зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок, преимущественно для ценных сортов семян. Способ сушки селекционных семян заключается в том, что слой продувают агентом сушки с расходом 1800-1900 м3/м2·ч. Новым является то, что слой продувают агентом сушки с температурой, по крайней мере, не ниже 35°C, при этом высоту слоя и допустимую температуру нагрева семян определяют по формулам. 1 ил.

Изобретение относится к устройству (1) для сушки растительного сырья (19), такого как, например, плоды, пряности, растения, травы и подобные им, за счет подаваемого в сушилку потока сушильного газа. Устройство состоит из нескольких размещенных друг над другом в рабочем объеме (3) сушилки (1), омываемых первой частью (10) сушильного газа полок (15-17), каждая из которых разделена на несколько секторов и в которых для подачи второй части (11) сушильных газов под сектора соответствующих отдельных полок (16, 17) расположены по одному периферийному каналу (14), центральному каналу (13) и поперечному каналу. Изобретение должно обеспечить бережную и экономичную сушку подлежащего обработке сырья при максимально равномерной скорости сушки во всей области рабочего объема. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области сушки, а именно к способам сушки стеблевых лубоволокнистых материалов, например, льняной стланцевой тресты. В способе сушки льняной тресты, включающем подготовку слоя стеблей льнотресты, его транспортировку в зоне сушки, имеющей ограничения по высоте и ширине, с одновременной продувкой нагретым воздухом вдоль стеблей, при подготовке стеблей льнотресты слой из них по длине формируют одинаковой толщины и плотности в средней части его ширины. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности сушки за счет более рационального использования теплоносителя на основе учета структуры слоя обрабатываемой льняной тресты. 2 ил.

Изобретения относятся к сушке семенного зерна и могут быть использованы в сельском хозяйстве и в системе заготовок, преимущественно для ценных сортов семян. Способ контейнерной сушки зерна заключается в том, что зерно загружают, воздействуют агентом сушки, инвертируют, охлаждают и разгружают. Новым является то, что его инвертируют в стационарном слое с перегрузкой в другой контейнер по достижении на критической высоте слоя hкр средней температуры зерна, перегружают n раз тонкими слоями. Устройство для контейнерной сушки зерна содержит контейнеры, вентилятор, калорифер, топку, средство перемещения контейнеров. Новым является то, что устройство содержит диффузор с центральным углом не более α=180-2β, где β - угол трения зерна по поверхности диффузора. Изобретение должно обеспечить необходимую по исходным требованиям неравномерность сушки (±1,5%). 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.
Наверх