Способ контейнерной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления

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.

 

Изобретение относится к сушке семенного зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок, преимущественно для ценных сортов семян.

Известен способ сушки зерна в неподвижном слое, согласно которому материал загружают в сушильную камеру, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают.

Известно устройство для его осуществления, включающее топку, сушильную камеру, вентилятор, средства загрузки и разгрузки (С.Д. Птицын. Зерносушилки. М., Машгиз, 1968, 81 с.).

Эти способ и устройство широко используются в сельском хозяйстве, но устройство требует ручного обслуживания (неоднократное ручное перемешивание зерна), а способ энергозатратен.

Известен способ сушки зерна, согласно которому его загружают, гравитационно перемещают, воздействуют агентом сушки, инвертируют, охлаждают и разгружают (В.А. Шаршунов, Л.В. Рукшан. Сушка и хранение зерна. Минск, Мисанта, 2010, с. 271-275).

Инвертирование зерна осуществляют в шахте колонковой сушилки, при этом переставляют местами слои, прилегающие к решеткам.

Этот способ наиболее близок к заявленному и принят за прототип.

Недостатком способа являются неполная перестановка слоев: пограничные части слоя, прилегающие к решеткам, переставляет не к противоположным решеткам, а ближе к середине слоя, что в меньшей степени снижает неравномерность сушки, чем при полной перестановке, когда пограничные слои переставляют к противоположным решеткам.

Известно устройство для контейнерной сушки в ящиках-контейнерах, содержащих перфорированное днище с разгрузочными створками, вентилятор, калорифер, средство перемещения (Г.А. Ровный, Современное состояние и основные направления развития сушильных установок для малосыпучих сельскохозяйственных материалов. Г.А. Ровный, Ф.Л. Фрегер, А.В. Авдеев, И.Л. Фишман. М., ЦНИИТЭИ тракторосельхозмаш, 1974, с. 12-13).

Это устройство по своей технической сущности наиболее близко к заявленному и принято за прототип.

Однако оно не обеспечивает необходимую по исходным требованиям неравномерность сушки (δ≤±1,5%), так как она достигает ±3,6%.

Задачей изобретения является обеспечение неравномерности сушки в пределах δ≤±1,5%.

Задача достигается тем, что в способе контейнерной сушки, заключающемся в том, что зерно загружают, воздействуют агентом сушки, инвертируют, охлаждают и разгружают, согласно изобретению его инвертируют в стационарном слое с перегрузкой в другой контейнер по достижении на высоте слоя hкр температуры зерна θ с р = θ н + θ к 2 , перегружают n раз тонкими слоями, при этом n = W н W к 6 , где hкр - критическая высота слоя, удовлетворяющая условию δ≤±1,5%, м (δ - неравномерность сушки); Wн, Wк - начальная и конечная влажность зерна, %; θн, θк - начальная и конечная температура θк=(t1-3°C)≤θпд (t1 - температура агента сушки, °C; θпд - предельно допустимая температура нагрева зерна, °C).

Задача достигается также тем, что устройство для контейнерной сушки, содержащее контейнер, вентилятор, калорифер, топку, средство перемещения контейнера, согласно изобретению снабжено диффузором (обелиском) с центральным углом не более α=180-2β, где β - угол трения зерна по поверхности диффузора.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг. 1 приведена схема устройства для контейнерной сушки; на фиг. 2 - процесс перегрузки в другой контейнер.

Устройство для контейнерной сушки зерна включает калорифер 1, вентилятор 2, воздушный канал 3, решетку 4, уплотнение 5, гнездо 6, разгрузочное отверстие 7, задвижку 8, контейнер 9, диффузор (обелиск) 10, установленный на контейнере, желоб 11, погрузчик 12, датчик температуры зерна 13.

Устройство работает следующим образом.

Контейнер 9 загружают зерном, устанавливают в гнездо 6, продувают агентом сушки, подготовленным в калорифере 1 вентилятором 2. По достижении на высоте слоя hкр температуры зерна, равной θ с р = θ н + θ к 2 (hкр - критическая высота, удовлетворяющая условию неравномерности сушки δ≤±1,5%), м; θн, θк - начальная и конечная температура зерна, °C, причем θк=(t1-3°C)≤θпдпд - предельно допустимая температура зерна, °C), погрузчиком 12 зерно из контейнера пересыпают в другой, вращая его относительно оси, проходящей параллельно желобам 11.

После опорожнения контейнер 9 заполняют влажным зерном, а досушивают и охлаждают зерно в другом контейнере.

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют влажность зерна и критическую высоту слоя hкр, заполняют контейнер материалом с высотой слоя Н=2hкр. На высоте hкр устанавливают датчик температуры 13. Воздействуют на зерно агентом сушки, по достижении температуры θср пересыпают зерно в другой контейнер тонким слоем hc≈2…4dэ (где dэ - эквивалентный диаметр зерновки, таким образом, чтобы порядок расположения этих слоев поменялся на обратный, вновь воздействуют агентом сушки, высушивают материал до кондиционной влажности (которую, например, можно определить по температуре отработавшего агента сушки (на 3-5°C выше θк), охлаждают и разгружают.

На решетке 4 образуется и смещается по ходу агента сушки фронт сушки высотой hкр (например, в нижней части которого влажность зерна равна 12,5, в середине - 14,0, а в верхней - 15,5%). Причем высота hкр зависит от исходной влажности зерна, так, например, при влажности 22…20%, hкр=0,17…0,19 м, а при 25…30% снижается до 0,15…0,16 м в области температур и скоростей агента сушки, характерных для семенного режима сушки (В.Ф. Кабанов. Исследование технологических приемов и рабочих органов, обеспечивающих интенсификацию сушки семенного зерна в плотном слое, Диссерт. на соиск. учен. степ. канд. техн. наук, М., 1979, с. 107-110).

Температура высушенного зерна на решетке составляет θк=(t1-3°C)≤θпд, а на высоте θ к р θ с р = θ н + θ к 2 , принимая, что температура возрастает прямо пропорционально снижению влажности зерна.

Послойное пересыпание зерна из контейнера 9 осуществляется его плавным вращением, при этом материал движется по наклонной поверхности, образованной контейнером и диффузором (обелиском). Для формирования слоя, начиная с большей влажности и заканчивая меньшей, необходимо послойное смещение материала. Это достигается торможением тонкого слоя, сходящего по диффузору.

Величина n = W н W к 6 ограничивается величиной допустимого влагосъема в 6%, а тонкими слоями материал перегружают для снижения неравномерности сушки.

Полное опорожнение бункера возможно, когда его ось при вращении совпадет с вертикалью, при этом центральный угол составит α≤180-2β, где β - угол трения при движении зерна по поверхности диффузора.

Пример 1. Расчет кинетики контейнерной сушки при δ≤±1,5% без отлежки

Дано: семена пшеницы, начальная влажность Wн=20%; конечная Wк=14%; hкр=0,19 м; δ=±1,5%.

Контейнер: площадь решетки 1×1 м, расход вентилятора θв=1000 м3/ч.

Допустимый по исходным требованиям влагосъем - 6%. Выбираем высоту слоя h=2hкр≈0,4 (с учетом усадки). Предельно допустимая температура нагрева семян θпд=49°C, но с учетом неравномерности семян по влажности выбираем на 5°C ниже, а рекомендуемая температура агента сушки t1пд+3°C=47°C (В.И. Анискин, Г.С. Окунь. Технологические основы оценки работы зерносушильных установок. М.: ГНУ ВИН, 2003, с. 80-82).

Тогда при начальной температуре зерна θн=20°C, θср=32°C.

По достижении температуры зерна θср на высоте hкр=0,19 м слой инвертируют и продолжают сушку.

Количество испаренной влаги за весь процесс составит:

,

где G - исходная масса зерна, G=F·H·γ=1·0,4·750=300 кг;

F - площадь решетки, м2;

γ - объемная масса зерна, кг/м3.

Расход теплоты составит:

Qт=Qв·с·ΔT=27·103 кДж/ч,

где с - теплоемкость агента сушки, кДж/кг·°C;

ΔT - перепад температуры, °C, ΔT=47-20=27°C.

Длительность сушки составит:

,

где q - удельные затраты теплоты на испарение влаги, q=5,54 МДж/кг.

Пример 2. Расчет кинетики контейнерной сушки с отлежкой

Дано: Wн=25%; Wк=14%; hкр=0,14 м; θпд=42°C; t1=45°C; θн=20°C; θср=33°C; H=2hкр≈0,27 м; ΔW1=5%; ΔW2=6%.

Режим сушки следующий: первоначальный съем 5% влаги - ΔW1=5%, а после отлежки ΔW2=6%, при этом слой дважды инвертируем (т.е. перегружаем), длительность отлежки составляет 0,5…1 ч, за это время выровнивается поле влажности в зерновке.

Масса загруженного материала в контейнере составит:

G1=F·H·γ=1·0,27·750=202,5 кг.

Количество испаренной влаги составит:

.

Количество подведенной теплоты составит:

,

где ΔT1=43-20=23°C.

Длительность сушки до отлежки составит:

.

Масса зерна после первого влагосъема составит:

.

Количество испаренной влаги после отлежки составит:

.

Количество подведенной теплоты составит:

.

Длительность сушки после отлежки составит:

.

Суммарное время сушки без учета времени отлежки составит:

Στ=5,8 ч.

Пример 3. Зерно влажностью 25% и параметрами по примеру 2 при лабораторных исследованиях продували поочередно с двух сторон агентом сушки с температурой t1=45°C и скоростью 0,5 м/с в кассете с высотой слоя Н=2hкр=0,28 м и диаметром 0,1 м. На высоте hкр=0,14 м от решеток был установлен термометр.

По достижении температуры зерно на этой высоте θ=32…33°C и кассету переворачивали и продолжали сушку до кондиционной влажности. Затем зерно охлаждали и разгружали с периодическим отбором навесок на влажность.

По результатам опыта установлено, что предельное отклонение при средней влажности при температуре θ=θпд=42°C высушенного зерна до 13,5% не превышает δ=±1,1%.

При контрольном опыте в той же кассете, при тех же условиях сушки, но с односторонней продувкой конечная влажность составила 13,9%, а δ=+2,0%, δ=-1,9%.

Эффективность предложенного способа контейнерной сушки обусловлена инвертированием слоя, при котором реализуется реверс агента сушки, и неравномерность сушки снижается вдвое по сравнению с односторонней продувкой.

1. Способ контейнерной сушки зерна, заключающийся в том, что зерно загружают, воздействуют агентом сушки, инвертируют, охлаждают и разгружают, отличающийся тем, что его инвертируют в стационарном слое с перегрузкой в другой контейнер по достижении на высоте слоя hкр температуры зерна θ с р = θ н + θ к 2 , перегружают n раз тонкими слоями, при этом n = W н W к 6 , где hкр - критическая высота слоя, удовлетворяющая условию δ≤±1,5%, м (δ - неравномерность сушки); Wн, Wк - начальная и конечная влажность зерна, %; θн, θк - начальная и конечная температура θк=(t1-3°C)≤θпд (t1 - температура агента сушки, °C; θпд - предельно допустимая температура нагрева зерна, °C).

2. Устройство для контейнерной сушки зерна, содержащее контейнер, вентилятор, калорифер, топку, средство перемещения контейнера, отличающееся тем, что оно снабжено диффузором с центральным углом не более α=180-2β, где β - угол трения зерна по поверхности диффузора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу сушки пиломатериалов хвойных и лиственных пород и может быть использовано на деревообрабатывающих предприятиях. Сущность изобретения заключается в том, что способ сушки пиломатериалов в конвективных сушильных камерах предусматривает выдерживание заданных параметров циркулирующего агента сушки.

Изобретение относится к установкам для вакуумной сушки пищевых продуктов, в том числе ягод, использующим технологию удаления влаги с помощью создания определенного вакуума вокруг продукта.

Изобретение относится к холодильной технике, а точнее к теплонаносным установкам и может быть использовано для сушки ягод. С целью сокращения времени сушки ягоды в теплонаносной установке предусмотрено одновременное регулирование температуры сушильного агента и температуры полок стеллажа, на которых располагается высушиваемые ягоды (продукт).

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.

Изобретение относится к сушильной технике, в частности к установкам для сушки растворов и суспензий, и может быть использовано в химической, пищевой и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к пищевой промышленности и сельского хозяйства и может также использоваться в других отраслях народного хозяйства. Способ вакуумной сушки включает возвратно-поступательное перекатывание в замкнутой камере одновременно двух вывернутых рукавов, которыми образуют полости, сообщенные с емкостями с высушиваемым продуктом и с внешней средой, при этом два рукава перемещают в камере путем реверсивного вращения роликов, которые взаимодействуют с поверхностями отогнутых участков рукавов, при этом в полости, образованные отогнутыми участками рукавов, закачивают текучий агент, причем пар, образующийся в камере между перекатывающимися рукавами, вытесняют во внешнюю среду.

Изобретение относится к технике распылительной сушки жидкостей и может быть использовано в перерабатывающей, пищевой и химической промышленности. Устройство для распылительной сушки и грануляции молока, в котором с целью интенсификации процесса сушки и получения сухого гранулированного молока с помощью камеры одновременно исключающей возможность налипания частиц продукта на стенку камеры, куда с помощью установленного по касательной патрубка подается горячий воздух, а в результате контакта перемешиваемых разнополюсных частиц образуются гранулы, согласно изобретению, камера сушки представляет собой цилиндрическое устройство из двух теплоизолированных с внешней стороны полукруглых элементов, связанных друг с другом в вертикальной плоскости упирающимися боковыми торцами через электроизолирующие прослойки, и электроизолированной крышкой в верхней части, с трубопроводами для подачи внутрь устройства воздушно-молочной распыленной смеси, с находящимися под углом к горизонтальной плоскости α1 с одной стороны и α2>α1 - с другой, с помощью электростатического генератора обеспечивается отрицательный заряд на элемент правой части устройства, включая трубопровод, и положительный заряд - на элемент левой части устройства, включая трубопровод, а разнозаряженные элементы образуют эффект конденсатора с полукруглыми пластинами, при этом возникает однородное магнитное поле так, что вектор скорости при движении высушиваемой частицы был перпендикулярен вектору индукции магнитного поля, а заряженные частицы будут двигаться по нисходящей винтовой траектории, одновременно разнозаряженные высушиваемые частицы при взаимодействии друг с другом, а также со стенками элементов электронейтрализуются.

Изобретение относится к оборудованию и к способу изготовления крупногабаритных изделий из композиционных материалов, в частности к установкам для нагрева и полимеризации, используемым в производстве изделий из композиционных материалов, полимеризуемых на оснастке из инвара.

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.

Изобретение относится к оборудованию для сушки шпона и может быть использовано в лесной и деревообрабатывающей промышленности. СВЧ-камера непрерывного действия для шпона содержит сушильную камеру проходного типа, состоящую из цилиндрического корпуса с размещенными на нем с четырех сторон СВЧ-устройствами с волноводами, расположенного на обрезиненных роликах, установленных на неподвижной раме, согласно изобретению, корпус вместе с волноводами и СВЧ-устройствами вращается на обрезиненных роликах от привода через клиноременные передачи, а высушиваемый шпон непрерывно перемещается через корпус камеры при помощи роликового транспортера.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

Способ может быть использован в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ осциллирующей сушки семян и зерна заключается в том, что зерно периодически продувают агентом сушки и наружным воздухом. Новым является то, что допустимую температуру нагрева семян и зерна при продувке агентом сушки определяют из расчетной формулы. Изобретение должно обеспечить получение качественных показателей сушки. 2 пр., 1 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 α180-2β, где β - угол трения зерна по поверхности диффузора. Изобретение должно обеспечить необходимую по исходным требованиям неравномерность сушки. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 3 пр.

Наверх