Способ осциллирующей сушки зерна

Изобретение относится к сушке зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ осциллирующей сушки зерна заключается в том, что его загружают, перемещают, подвергают воздействию подогретым и неподогретым агентом сушки и разгружают. Новым является то, что длительность воздействия подогретым и неподогретым агентом сушки, а также отношение температур подогретого и неподогретого агента сушки определяют из расчетных формул, изложенных в формуле изобретения. Изобретение должно обеспечить безопасную и надежную осциллирующую сушку зерна. 1 ил.

 

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

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, включающееся сушильную камеру, средства загрузки, разгрузки, топку, вентилятор (Птицын С.Д. Зерносушилки. - М.: Машгиз, 1962, 81 с.).

Эти способ и устройство широко применяются в сельском хозяйстве, но устройство требует ручного обслуживания, а способ энергозатратен. Способ и устройство могут быть использованы как при постоянной, так и импульсной (осциллирующей) подаче агента сушки.

Известен способ сушки зерна, при котором его загружают, перемещают сверху вниз, подвергают поочередному воздействию подогретым и неподогретым агентом сушки с промежуточными отлежками, высушивают и разгружают. Температура подогретого агента сушки в 1,5…2 раза выше, чем неподогретого, а время воздействия в 2 раза выше и равно 40 и 20 с соответственно, причем зоны нагрева и охлаждения чередуются, например, четыре раза (Шаршунов В.А., Рукшан Л.В. Сушка и хранение зерна. - Минск: Мисанта, 2010, с. 315-316).

Этот способ более эффективен по сравнению с осциллирующей сушкой в неподвижном слое, но имеет резервы интенсификации. По этому способу даже кратковременное воздействие высотемпературным подогретым агентом сушки не исключает возможность ухудшения качества зерна, кроме того, этот способ не может быть использован для сушилок при работе на жидком топливе по технике безопасности (из-за недостаточного времени продувки топки наружным воздухом).

Технической задачей изобретения является безопасная осциллирующая сушка зерна и надежная работа устройства.

Данная задача достигается тем, что в способе осциллирующей сушки зерна, заключающемся в том, что его загружают, перемещают сверху вниз, подвергают воздействию подогретым и неподогретым агентом сушки, высушивают и разгружают, согласно изобретению длительность воздействия на зерно подогретым и неподогретым агентом сушки определяют по формуле:

и , ч,

а отношение температур подогретого и неподогретого агента сушки определяют из соотношения:

где

T1, T2 - максимальная и минимальная температура нагрева топки, °C;

t1, t0, tн - температура подогретого, неподогретого агента сушки и наружного воздуха, °C;

c0, c - теплоемкость зерна и теплообменных элементов топки, кДж/кг·°C;

F - теплообменная поверхность топки, м2;

G - масса теплообменной поверхности топки, кг;

K, K′, к1 - коэффициенты теплопередачи при нагреве и охлаждении топки и отношение высот слоев, (h, hп - высота слоя зерна в устройстве и пограничного слоя зерна (hп=3dп, где dп - приведенный диаметр зерна, м));

, θох - предельно допустимая температура нагрева зерна при осциллирующем режиме и охлажденного зерна, °C;

α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2·C;

f - удельная поверхность зерна, м2/кг;

η - доля теплоты, пошедшая на нагрев зерна.

Способ сушки поясняется Фиг.1, где изображена технологическая схема устройства - шахтная сушилка С-30.

Устройство содержит шахту 1, топку 2, разгрузочную норию 3, разгрузочный конвейер 4, рециркуляционный конвейер 5, загрузочную норию 6, вентилятор 7, циклон 8; на схеме также приведены: влажное зерно 9, циркулирующее зерно 10, высушенное зерно 11, наружный воздух 12.

Устройство функционирует следующим образом.

Влажное зерно 9 норией 6 загружают в шахту 1, затем включают рециркуляционный конвейер 5, вентилятор 7, топку 2 и осуществляют сушку. Периодически отключают топку 2 в зависимости от длительности воздействия подогретым τн и неподогретым τох агентом сушки, однако, если установить датчики температуры в шахте на t1 и t0 возможна работа в автоматическом режиме. Высушенное зерно охлаждают путем отключения топки 2 и разгружают.

Предельно допустимая температура нагрева большинства семян колосовых культур θпд в зависимости от их влажности изменяется от 40 до 45°C, продовольственного зерна - от 45 до 50°C, а фуражного - от 50 до 60°C. При использовании осциллирующего режима в связи с тем, что длительность воздействия подогретого агента сушки на зерно снижается, предельно допустимую температуру увеличивают на 3…5°C, т.е. (Птицын С.Д. Зерносушилки. - М.: Машгиз, 1962, с. 49-53).

С целью снижения потерь тепла при воздействии неподогретым агентом сушки величину θох целесообразно принять т.е. на сколько нагревают, на столько охлаждают.

Теплоперенос в пограничном слое толщиной hп в процессе нагрева длительностью τн можно записать в виде (Сажин Б.С. Основы техники сушки. - М.: Химия, 1984, 30 с.)

где α - коэффициент теплоотдачи при нагреве, Вт/м2·°C;

ƒ- удельная поверхность зерна, м2/кг;

η - доля теплоты, пошедшая на нагрев, °C (при сушке зерна от 20 до 14% (τ≈0,4);

с - теплоемкость зерна, кДж/кг·°C;

θ - температура зерна,°C.

При переходе к действительному слою высотой h вводим в (1) коэффициент к1, равный причем hп≈3dn (в том слое отсутствует сколько-нибудь заметный градиент температуры):

После интегрирования уравнения (2) θох до и решения относительно t1 получим:

где

Для расчета температуры неподогретого агента сушки t0 составим тепловой баланс охлаждения топки устройства. Топка охлаждается с температуры T1 до температуры T2 при поступлении наружного воздуха с температурой tн. На выходе из нее температура воздуха повышается до t0, с которой он поступает в слой зерна. Потерями тепла в диффузоре сушилки пренебрегаем. На момент отключения топки количество теплоты, заключенное в ее теплообменных элементах, например в трубках воздухоподогревателя, камере сгорания, можно записать в виде:

где T1 и T2 - максимальная и минимальная температура, °C;

Gт - масса теплообменных элементов, кг;

с - теплоемкость теплообменных элементов, кДж/кг·°C.

В течение времени τох воздухоподогреватель теряет следующее количество теплоты:

где K - коэффициент теплопередачи, кДж/м2·°C·ч;

F - поверхность теплообмена, м2.

Приравнивая правые части (4) и (5), получим

Согласно экспериментальным данным T1≈t1+(8…10)°C, а согласно техническому регламенту величина T2≤50°C, при большей величине T2 повторный запуск топки на жидком топливе небезопасен.

Решение уравнения (6) относительно τох имеет вид

или

где

После включения топки за время τн ее температура с T2 поднимается до T1, после чего автоматически или вручную подача топлива отключается.

Длительность нагрева τн можно записать аналогично (7):

где K′ - коэффициент теплопередачи при нагреве, Вт/м2·°C, или

где

Отношение температур подогретого и неподогретого агента сушки запишем в виде

Безопасность процесса сушки обеспечивается не превышением температуры зерна а надежность работы устройства - охлаждением топки до температуры, равной или менее T2.

Пример 1. Расчет параметров процесса осциллирующей сушки и сушилки.

При расчете принято: c0=1,67 кДж/кг·°C; α=23 Вт/м°C; η=0,4; hп=0,018 и h=0,2 м; ƒ=1,5 м2/кг; θпд=50°C; =54°C; θох=46°C; t1=90°C (задается); T1=100, tн=20°C; T2=45°C; c=0,46 кДж/кг·°C; ρ=8000 кг/м3; δ=2·10-3 м.

При известных значениях G и F расчет параметров сушилки не вызывает затруднений, если они неизвестны, то отношение можно представить в виде (ρ, δ - соответственно плотность (кг/м3) и толщина теплообменных элементов воздухоподогревателя (стенок трубок и стенок камеры сгорания топки, м)).

Коэффициент теплопередачи при охлаждении топки K вычисляется через предварительно вычесленные числа Рейнольдега и Нуссельта, коэффициент K′ есть суммарный коэффициент от конвекции и излучения, K′≈1,25 К (Котельные установки промышленных предприятий. Тепловой расчет котельных агрегатов. // Учебно-методическое пособие, Савиных Б.В. и др., Казан. гос. техн. ун-т, Казань, 2001, с. 105).

Задаваясь K=32 Вт/м°C; K′=40 Вт/м°C решением (6), (10), (7), (3), (11), получим t0=48°C, τн=0,066; τох=0,09 ч; t1=90°C;

Пример 2. В ООО «Ижевское» Кировской обл. были проведены Кировской МИС совместно с ВИМ периодические испытания сушилки С-30 на осциллирующем режиме сушки зерна. Установлено, что значения τох и τн совпадают с расчетными в пределах погрешности ±12%, а величины T1, и T2 - в пределах погрешности ±8% и отсутствовали хлопки при запуске топки.

Таким образом, применение данного способа позволяет сохранить качественные показатели зерна и обеспечить безопасную работу сушки.

Способ осциллирующей сушки зерна, заключающийся в том, что зерно загружают, перемещают сверху вниз, подвергают воздействию подогретым и неподогретым агентом сушки и разгружают, отличающийся тем, что длительность воздействия подогретым τн и неподогретым τох агентом сушки определяют соотношением и , а отношение температур подогретого и неподогретого агента сушки определяют из соотношения:

где
T1, Т2 - максимальная и минимальная температура нагрева топки, °С;
t1, t0, tн - температура подогретого, неподогретого агента сушки и наружного воздуха, °С;
с0, с - теплоемкость зерна и теплообменных элементов топки, кДж/кг·°С;
F - теплообменная поверхность топки, м2;
G - масса теплообменной поверхности топки, кг;
К, К′, к1 - коэффициенты теплопередачи при нагреве и охлаждении топки и отношение высот слоев, (h, hп - высота слоя зерна в устройстве и пограничного слоя зерна (hп=3dп, где dп - приведенный диаметр зерна, м));
θ′пд, θох - предельно допустимая температура нагрева зерна при осциллирующем режиме и охлажденного зерна, °С;
α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2·°С;
f - удельная поверхность зерна, м2/кг;
η - доля теплоты, пошедшая на нагрев зерна.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к молочной промышленности. Способ получения частично высушенного сырного порошка из сыра с содержанием воды от 22 до 60 мас.%, включающий стадии приведения исходного сыра в мелкоизмельченное состояние и его нагревание в потоке в виде тонкого турбулентного динамического слоя в контакте со стенкой, нагретой по меньшей мере до 80°С, с получением сырного порошка с содержанием влаги, меньшим или равным 20%; причем указанный способ целесообразно осуществлять с использованием турбосушилки (Т), включающей полый цилиндрический корпус (1), закрытый с противоположных концов торцевыми пластинами (2, 3) и снабженный нагревательной рубашкой (4), по меньшей мере с одним впускным отверстием (5) и по меньшей мере одним выпускным отверстием (6) и с лопастным ротором (7), закрепленным с возможностью вращения внутри указанного корпуса; и, возможно, дополнительной турбосушилки (Т'), по существу, идентичной вышеуказанной турбосушилке.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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

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

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

Изобретение относится к технике конвективной сушки дисперсных материалов, например зерна, в плотном слое и может быть использовано в сельском хозяйстве и других отраслях. Способ позволяет рационально распределить потоки газа и теплоты по высоте камеры сушки 4 в зависимости от изменения переменных состояния зернового слоя, что достигается формированием зернового слоя с непрерывно-переменным значением продуваемой толщины, нелинейно возрастающим по ходу движения зерна. Сушилка содержит устройство загрузки 2 и выгрузки 3 сыпучего материала, камеру сушки 4, образованную двумя противоположными перфорированными вертикальными стенками 5 и 6, первая 5 из которых подводящей камерой 7 и воздуховодом 8 соединена с теплогенератором 9, а вторая 6 по высоте камеры сушки выполнена с нелинейным профилем вертикального поперечного сечения и установлена так, что между второй и первой стенками образован продольный канал (камера сушки) с непрерывно-переменным поперечным сечением, нелинейно возрастающим по ходу движения зерна. Для гибкой настройки камера сушки может быть построена по модульному принципу, в которой количество модулей 13 не ограничено. Изобретение позволяет увеличить интенсивность сушки, производительность оборудования и расширить область его применения. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к сушке семян и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ контейнерной сушки семян заключается в том, что семена загружают в контейнеры, которые устанавливают на модули, составляющие теплоподводящий канал, вентилируют агентом сушки и разгружают. Контейнеры при вентилировании переворачивают относительно модуля с частотой N = H h д (где H - полная; hд - допустимая высота слоя, м). Устройство для контейнерной сушки семян включает теплогенератор 1, теплоподводящий канал 2, составленный из последовательно соединенных модулей 3 с клапанами 4 регулировки потока агента сушки, контейнеров 5, пробоотборника 6, погрузочного средства 7 для установки, снятия и разгрузки контейнеров 5. Новым является то, что устройство для контейнерной сушки снабжено пультом управления 8 с микропроцессором, датчиками 9 измерения температуры, влажности семян и скорости агента сушки, шаговым приводом 10 перемещений погрузочного средства 7 и его механизмов относительно модулей 3 и контейнеров 5. Каждый модуль 3 снабжен пластинчатыми жалюзи 11 с приводом, нижняя и верхняя плоскости контейнеров 5 выполнены в виде решеток, одна из которых съемная. По боковым сторонам П-образной рамы симметрично закреплены вертикальные направляющие, в которых установлены ползуны и соединенные с ними шарнирно соосные захваты 21 с фиксаторами для сцепления с фитингами 15 контейнеров 5 с возможностью вертикального их перемещения шаговым приводом и вращения в продольно-вертикальной плоскости шаговым вращателем вокруг поперечной оси. Изобретение должно повысить эффективность процесса сушки путем высушивания семян с увеличенной высотой слоя. 2 н.п. ф-лы, 10 ил.
Наверх