Способ осциллирующей сушки семян и зерна

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.

 

Изобретение относится к способам сушки зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок, преимущественно для сушилок с переменным теплоподводом.

Известен способ осциллирующей сушки семян, заключающийся в том, что агент сушки и атмосферный воздух подаются в зоны сушки из распределительной камеры сушилки поочередно в виде импульсов. Обычно температура подаваемого агента сушки в 1,5…2 раза выше, чем температура агента сушки подаваемого в зоны охлаждения. Время воздействия агента сушки на зерно примерно в 2 раза больше времени воздействия атмосферного воздуха и равно 40 ч при 2°C. Зоны сушки и охлаждения чередуются. Однако даже кратковременный нагрев в плотном слое не исключает возможность ухудшения качества зерна (В.А. Шаршунов, Л.В. Рукшан. Сушка и хранение зерна, Минск, Мисанта, 2010, с.315-317).

Этот способ обеспечивает интенсификацию процесса сушки зерна, но он не является безопасным.

Известен способ сушки зерна, заключающийся в том, что плотный слой зерна периодически продувают агентом сушки и атмосферным воздухом, причем температура нагрева зерна не более чем на Δθ=5°C выше предельно допустимой. Слой зерна высотой до 0,2 м продувают агентом сушки с температурой 60-90°C и скоростью 0,4-0,8 м/с (В.Р. 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.79-81).

Этот способ сушки по своей технической сущности наиболее близок к заявленному и принят за прототип, однако он не позволяет точно определить величину Δθ и не ограничивает допустимые градиенты влагосодержания на поверхности зерновки, что не гарантирует ее качественные показатели.

Технической задачей изобретения является обоснование безопасных режимов осциллирующей сушки семян и зерна.

Поставленная задача решается тем, что в способе осциллирующей сушки, согласно которой слой зерна периодически продувают агентом сушки и наружным воздухом, согласно изобретению допустимую температуру нагрева семян при осциллирующем способе сушки определяют из

причем

где θ п д ' , θпд - допустимая температура нагрева зерна при осциллирующем режиме и предельно допустимая температура нагрева зерна (при постоянном температурном режиме), °C;

Δθ - приращение температуры семян, °C;

U0 - начальное влагосодержание зерна, кг вл./кг сух.мат.;

grad Uп доп - поверхностный допустимый градиент влагосодержания, кг вл./кг сух.мат.·м ( U 0 R ) ;

r - удельные затраты тепла на испарение влаги, кДж/кг;

ρ, δ - плотность и толщина оболочки зерновки, кг/м3 и м;

λ - теплопроводность оболочки, Вт/м·°C;

τ - длительность сушки, мин;

R - радиус зерновки, м;

n - коэффициент, n = τ о х τ н ; τох, τн - длительность продувки наружным воздухом и агентом сушки, ч.

Способ сушки поясняется чертежом.

На чертеже изображена общая схема устройства.

В состав устройства входят сушильная камера 1, диффузор 2, решетка 3, пульт управления 4, заслонки 5, вентилятор 6 и калорифер 7.

Способ осуществляют следующим образом.

Определяют исходную влажность зерна (семян), их массу в сушильной камере, по конечной влажности оценивают длительность сушки, рассчитывают предельно допустимую температуру нагрева, выбирают соотношение периодов охлаждения и нагрева в цикле (на практике 0,5≤n≤1,5), вычисляют приращение Δθ из условия термостойкости, и проверяют по допустимому градиенту влагосодержания g r a d U п д о п = Δ δ δ и рассчитывают температуру агента сушки, которая обусловливает безопасность режима.

Работу сушилки осуществляют следующим образом. В сушильную камеру 1 загружают семена, выравнивают слой во всех секциях, включают вентилятор 6, заслонками 5 устанавливают заданный расход агента сушки, включают калорифер 7 и с пульта 4 устанавливают рассчитанную температуру агента сушки включением соответствующих секций калорифера.

Предельно допустимую температуру нагрева семян θпд определяют из (С.Д. Птицын, Зерносушилки, Машгиз, М, 1962, с.52)

где W - начальная влажность семян, %;

τ - длительность сушки, мин.

Для продовольственного зерна к θпд прибавляют 5°C, а для фуражного - 10°C.

Соответственно из условий термостойкости семян приращение Δθ из (1) будет иметь вид:

где n - есть отношение τ о х τ н ;

τох, τн - длительность продувки зерна наружным воздухом и агентом сушки, ч.

Действительно, при симметричном осциллирующем режиме τохн и Δ θ = 10 ( log τ log τ 2 ) .

Кроме термостойкости следует учесть интенсивность обезвоживания, т.е. допустимого поверхностного градиента влагосодержания grad Uп доп, который не должен превышать определенную величину (зародыш семян пшеницы находится на поверхности зерновки).

Заменим уравнение баланса теплоты и влаги в оболочке зерновки толщиной 8 в виде:

где λ - теплопроводность оболочки, Вт/м·°С;

r - удельные затраты теплоты на испарение влаги, кДж/кг;

ΔU - влагосъем в оболочке, кг вл./кг с.в.;

ρ - плотность вещества оболочки, кг/м3;

τн - длительность продувки агентом сушки, ч;

R - радиус зерновки, м.

Оболочка зерновки в отличие от ядра имеет пористую структуру и коэффициент диффузии влаги в ней на порядок ниже, чем в ядре, поэтому она обезвоживается практически до влажности, близкой к равновесной, при сохранении фактически неизменной влажности ядра (А.С. Гинзбург, В.П. Дубровский, Е.Д. Казаков, Г.С. Окунь, В.А. Резчиков, Влага в зерне. Колос, М., 1969, с.151) и величину ΔU с небольшими допущениями можно выразить:

где U0, ΔU - начальное влагосодержание зерна и влагосъем в оболочке, кг вл./кг сух.м.;

g r a d U п д о п = U 0 δ ;

δ - толщина оболочки зерновки, м.

Выражение (4) относительно Δθ имеет вид:

Пример 1. Рассчитаем Δθ и температуру агента сушки для условий безопасной осциллирующей сушки семян в сушилке СЛБ-0,3×2, вместимостью 600 кг с вентилятором производительностью 2210 м3/ч.

Дано: влажность семян пшеницы W=25%, (U1=0,3 кг вл./кг сух.м.) толщина слоя 0,3 м. При неизменной температуре агента сушки 45°C и его скорости 0,3 м/с ориентировочная длительность сушки до влажности 14% составит τ=6 ч.

При симметричном цикле осциллирование с периодом 0,1 ч Δθ по (2) составит Δθ=3°C.

Предельно допустимая температура нагрева семян при неизменном температурном режиме составит θпд=41°C, с учетом осциллирования □ θ п д ' = θ п д + Δ θ 1 = 44 ° C .

При воздействии на зерновку с R=1,5·10-3 м агентом сушки с периодом τн=0,1 ч на ее поверхности возникнет градиент влагосодержания. Приращение температуры Δθ при δ=2·10-4 м; λ=0,05 Вт/м·°C; U1=0,3 кг вл./кг сух.м.; ρ=1200 кг/м3; r=2700 кДж/кг; согласно (6) составит Δθ=2,2≈2°C; grad Uп доп=200 кг/кг·м.

Оставляем Δθ=2°C и допустимую температуру нагрева семян из условия поверхностного градиента получим θ п д ' = 43 ° C .

Температуру агента сушки при осциллирующем режиме можно определить из t 1 = 2 θ п д ' t 0 ,

где t0 - температура наружного воздуха, подаваемого в слой зерна, °C,

(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.74).

Как правило, наружный воздух, проходя через отключенный калорифер, подогревается на 3…5°C, что следует иметь в виду при расчете t0.

Пример 2. Рассчитаем поверхностный допустимый градиент влагосодержания grad Uп доп. Из предыдущего примера при U1=0,3 кг вл./кг сух.м. и δ=2·10-4 м влагосодержание оболочки составит U 2 = U 1 δ R и g r a d U п д о п = U 1 δ R δ = U 1 R . При R=1,5·10-3 grad Uп доп=200 кг вл./кг сух.м., что несколько ниже приведенного в литературном источнике (А.С. Гинзбург, А.С. Дубровский, Е.Д. Казаков, Г.С. Окунь, В.А. Резчиков. Влага в зерне. М.: Колос, 1968, с.171-172) критического значения, что обеспечивает безопасность сушки семян.

Способ осциллирующей сушки семян и зерна, заключающийся в том, что зерно периодически продувают агентом сушки и наружным воздухом, отличающийся тем, что допустимую температуру нагрева семян и зерна при продувке агентом сушки определяют из формулы

причем

где ; θпд - допустимая температура нагрева зерна при осциллирующем режиме и предельно допустимая температура нагрева зерна (при постоянном температурном режиме), °C;
grad Uп доп - поверхностный допустимый градиент влагосодержания, кг вл./кг сух.мат.·м ;
U0 - начальное влагосодержание зерна, кг вл./кг с.м.;
r - удельные затраты тепла на испарение влаги, кДж/кг;
ρ, δ - плотность и толщина оболочки зерновки, кг/м3 и м;
λ - теплопроводность оболочки, Вт/м·°C;
τ - длительность сушки, мин;
R - радиус зерновки, м;
n - коэффициент, , τох, τн - длительность продувки наружным воздухом и агентом сушки, ч.



 

Похожие патенты:

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.

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 сельскому хозяйству и может быть применено для сушки семян ценных сортов. Способ контейнерной сушки зерна заключается в том, что зерно загружают в контейнер, высушивают, охлаждают и разгружают. Новым является то, что зерно перемешивают по достижении на высоте слоя зерна кондиционной влажности Wк, где hкр - критическая высота слоя, удовлетворяющая условию δ≤±1,5%, м (для интервала влажности W=19…22%, hкр=0,18 м; для интервала W=23…27%, hкр=0,13 м). Частоту перемешивания определяют по формуле. Последнее перемешивание осуществляют при Wп≤Wк+∆Wi, где Wп - влажность зерна при последнем перемешивании, %. Устройство для контейнерной сушки зерна содержит контейнер 1 с перфорированным дном 2, сушилку 3 с воздушными каналами 4, вентилятором и калорифером. Новым является то, что устройство снабжено быстросъемной смесительной камерой 8 и средством вращения 7 контейнера 1 совместно со смесительной камерой 8 в вертикальной плоскости, а смесительная камера 8 выполнена в виде воронки с разгрузочным клапаном 9. Изобретение должно повысить эффективность сушки. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области производства полимерных композиционных энергетических материалов. Способ сушки жестких сгорающих картузов включает подачу воздуха во внутреннюю полость заготовки локально в нижний патрубок технологической оснастки для каждой заготовки изделия под давлением 98,1-196,2 кПа (1,0-2,0 атм) с температурой 70-80°C, рассеивается отражателем 3, поступает во внутреннюю полость заготовки изделия 2, которая удерживается на основании 4 с помощью оснастки, представляющей капроновую сетку 5, закрепленную на фланце 6, проходит через материал заготовки. Время сушки составляет 20-30 мин, затем отключают подачу нагретого воздуха и продувают холодным воздухом в течение 5-10 мин с температурой не выше 25°C при давлении 98,1-196,2 кПа (1,0-2,0 атм). Изобретение должно обеспечить сокращение продолжительности процесса сушки. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а более конкретно к способам осуществления сушки зернопродукции злаковых, семечковых и крупяных культур, но может быть также использовано для подсушки гранул, конгломератов и кристаллов в химической и фармацевтической отраслях. Способ подсушки потока зерна в мобильной сушилке включает перемещение зернопотока по внутренней полости трубчатой секционной сушильной камеры змеевикового типа по направлению сверху вниз, обеспечение дополнительной закрутки всего зернопотока вокруг его оси по ходу движения в полостях отдельных секций, причем закрутку зернопотока осуществляют в четных секциях по часовой стрелке, а в не четных секциях против часовой стрелки, высокоскоростными подъемно транспортирующими, эжектирующими струями воздуха-теплоносителя. Процесс подсушки протекает с обеспечением непрерывного влагоотделения с поверхности зерна и удаления паров влаги от зернопотока. Из нижнего витка трубчатой сушильной камеры обеспечивают выгрузку зернопотока в тару или бурт, с одновременным определением его влажности датчиком. При этом трубчатую сушильную камеру змеевикового типа вдоль ее вертикальной оси подвергают механическим колебаниям с частотой φ и амплитудой λ. Изобретение должно снизить или исключить образование застойных зон в нижней части внутренней полости змеевиковой сушильной камеры по всей ее длине. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к сушке семян, преимущественно мелкосеменных культур, и может быть применен в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян заключается в том, что их загружают, реверсивно продувают агентом сушки с температурой, превышающей предельно допустимую температуру нагрева семян. Новым является то, что длительность односторонней продувки τр и предельно допустимую температуру нагрева семян рассчитывают из соотношений, указанных в формуле изобретения. Технический результат изобретения заключается в интенсификации процесса реверсивной сушки с заданной неравномерностью семян по влажности. 1 ил.
Наверх