Способ и устройство периодической сушки зерна на растительных отходах



Способ и устройство периодической сушки зерна на растительных отходах
Способ и устройство периодической сушки зерна на растительных отходах
Способ и устройство периодической сушки зерна на растительных отходах

 


Владельцы патента RU 2632733:

Павлова Ирина Юрьевна (RU)
Павлов Сергей Анатольевич (RU)

Изобретение относится к сушке зерна, преимущественно с топками на растительных отходах и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ периодической сушки зерна заключается в том, что зерно загружают, сушат до кондиционной влажности, отключают подачу топлива, разгружают. Новым является то, что зерно вновь загружают, а пауза между загрузками не превышает расчетной величины, указанной в формуле изобретения: Устройство для периодической сушки зерна содержит сушилку, вентилятор, средства загрузки и разгрузки зерна, топку. Новым является то, что масса обмуровки составляет не менее половины зерновой вместимости сушилки. Изобретение должно повысить эффективность сушки угля. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к сушке зерна, преимущественно для зерносушилок с топками на растительных отходах и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок зерна.

Известен способ периодической сушки зерна, согласно которому его загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают.

Известно устройство для его осуществления, содержащее сушильную камеру, вентилятор, топку (Птицын С.Д. Зерносушилки. - М.: Машгиз, 1962. - С. 78-81). Эти способ и устройство нашли широкое распространение в сельском хозяйстве, особенно при сушке семян, но устройство малопроизводительно, а способ энергозатратен.

Известен способ циклической сушки зерна, заключающийся в том, что разжигают топку, циклически сушат до кондиционной влажности, отключают подачу топлива, циклически охлаждают и разгружают (Витоженц Э.Н., Окунь Г.С., Чижиков А.Г., Добычин Н.А. Рекомендации по использованию материально-технической базы для сушки семян зерновых и других культур в семеноводческих хозяйствах. - М.: Колос, 1983. - С. 16-17).

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

Недостаток известного способа - необходимость повторного розжига и прогрева топки перед сушкой новой партии зерна.

Известно устройство для сушки зерна, содержащее сушилку, вентилятор, средство загрузки, разгрузки, топку на растительных отходах для рулонов соломы. Розжиг проводится через дверки топки, скорость и температура горения регулируются изменением тяги дымососа и регулировкой подачи воздуха. Стенки топки, внутри которой расположены камеры горения, выложены из огнеупорного кирпича (обмуровка), между камерами горения размещена перегородка.

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

Недостатки устройства - длительный и малоэффективный розжиг, невозможность работы с малыми партиями зерна, отличающимися по влажности, назначению и культуре (Шаршунов В.А., Рукшан Л.В. Сушка и хранение зерна. - Минск: Мисанта, 2010. - С. 150-154).

Технической задачей изобретения является снижение затрат теплоты и времени при высушивании сравнительно небольших партий зерна с минимальными затратами теплоты.

Задача решается тем, что в способе периодической сушки, заключающемся в том, что зерно загружают, сушат до кондиционной влажности, отключают подачу топлива, разгружают, согласно изобретению вновь загружают, а пауза между загрузками не превышает расчетной величины:

, ч,

где τ - пауза, ч;

G, F - масса обмуровки топки (кг) и ее площадь (м2);

с - теплоемкость обмуровки, кДж/кг⋅°С;

T1, T2 - температура топки на моменты прекращения подачи топлива и воспламенения растительных отходов, °C.

α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2⋅°C;

T0 - температура наружного воздуха, °C;

кроме того, зерно охлаждают стационарно.

Задача решается также тем, что в устройстве, содержащем сушилку, вентилятор, средства загрузки и разгрузки зерна, топку, согласно изобретению масса обмуровки составляет не менее половины зерновой вместимости сушилки.

Изобретение поясняется чертежом. На фиг. 1 изображена технологическая схема устройства.

Способ осуществляют следующим образом - зерно загружают, сушат до кондиционной влажности, разгружают и вновь загружают, а высушенное зерно охлаждают стационарно (в плотном слое).

Устройство включает - бункер топлива 1, дозатор 2, вторичное дутье 3, жидкостную (газовую) горелку 4, обмуровку 5, теплоизоляцию 6, коллектор 7, сушильную камеру 8, шасси 9, циркуляционный шнек 10, воздушную камеру 11, загрузочное средство 12, разгрузочное средство 13, козырек 14, отводную трубу 15, топку 16, первичное дутье 17. На схеме приведено влажное 18 и высушенное зерно 19.

Работа устройства осуществляется в следующем порядке.

Загрузочным средством 12 влажное зерно 13 загружают в сушильную камеру 8, разжигают топку 16 горелкой 4, затем включают дозатор 2, в течение нескольких минут ее прогревают, дымовые газы при этом отводят в отводную трубу 15. Запускают шнек 10 и осуществляют циркуляцию зерна. После того как зерно достигает кондиционной влажности, подачу топлива прекращают, а высушенное зерно разгружают при помощи средства 13 и охлаждают стационарно в плотном слое (на схеме охладитель не указан). После разгрузки сушилка готова для загрузки новой партии зерна, причем топка прогрета и розжиг не требуется, если длительность паузы не затягивается. Длительность паузы зависит от массы обмуровки из огнеупорного кирпича, чем больше масса, тем более длительной допускается пауза.

Растительные отходы, такие как сечка соломы, лузга подсолнечника, дробленые стержни кукурузы, как правило, имеют повышенную влажность и сравнительно низкую теплотворную способность, препятствующую самостоятельному воспламенению и устойчивому горению. Топку прогревают использованием высокореакционного топлива (жидкого или газообразного) до температуры, но при которой происходит интенсивное выделение летучих, воспламенение и устойчивое горение. Так, например, для сланцев эта температура ~ 250°С (Баскаков А.П., Мацнев В.В., Распопов И.В. Котлы и топки с кипящим слоем. - М.: Энергоатомиздат, 1995. - 298 с.).

После отключения подачи топлива длительность паузы не должна превышать длительности охлаждения до температуры устойчивого воспламенения растительных отходов, что позволит исключить как минимум затраты высокореакционного (жидкого, газообразного) топлива. Чем больше масса обмуровки, тем больше аккумулированной теплоты и больше величина паузы.

Циклическое охлаждение зерна в сушильной камере нецелесообразно, так как топка охлаждается длительное время, кроме того, розжиг топки (с температурой более 40°С) на жидком топливе опасен. Очевидно, что длительность паузы между загрузками топлива определится длительностью охлаждения топки до температуры, при которой возможно воспламенение и устойчивое горение растительных отходов.

В общем случае длительность паузы можно записать в виде:

где τ - длительность паузы между загрузками топлива, определяющаяся длительностью охлаждения топки, ч;

G, F - масса обмуровки топки (кг) и ее поверхность (м2);

с - теплоемкость обмуровки, кДж/кг⋅°С;

Т1, Т2 - температура топки на моменты прекращения подачи топлива и воспламенения (устойчивое горение) растительных отходов, °С;

α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2⋅°С;

Т0 - температура наружного воздуха, °С.

Запишем тепловой баланс топки при охлаждении:

Это количество теплоты будет потрачено на сушку зерна:

где к - коэффициент усушки зерна, к=1,1-1,2;

Gз - масса зерна, кг;

Wн, Wк - начальная и конечная влажность зерна, %;

q - удельная теплота испарения влаги, кДж/кг;

η - доля теплоты, пошедшей на испарение влаги.

Окончательно получим:

Для стандартного влагосъема при сушке зерна с начальной влажностью Wн=20 до конечной Wк=14% при теплоемкости обмуровки из шамота с=1 кДж/кг⋅°C, его плотности ρ=2000 кг/м3; величине к=1,1; η=0,6; q=4,2 МДж. При сжигании растительных отходов с низкой теплотворной способностью , для которых T1≈650°C, величину G можно записать G≈0,5Gз (Дашков В.Н., Тимошек А.С., Чеботарев В.П. К обоснованию основных параметров теплогенератора на местных видах топлива для зерносушилок // Энергообеспечение и энергосбережение в сельском хозяйстве. Энергосберегающие технологии в растениеводстве и мобильной энергетике: Труды 3-й Междунар. науч.-техн. конф. Ч. 2. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2003. - С. 269-275).

Пример 1. Рассчитаем массу обмуровки из шамота для мобильной сушилки вместимостью по зерну 10 т/ч. Примем средний диаметр топочного блока 1 м; длину - L=5 м; толщину обмуровки топочного блока - в=0,15 м. При сжигании растительных отходов примем T1=650°С; теплоемкость шамота с≈1 кДж/кг⋅°C; его плотность ρ=2000 кг/м3. Начальная влажность зерна Wн=20%, конечная - Wк=14%; удельные затраты тепла на испарение влаги q=4,2 МДж, коэффициент усушки зерна с 20 до 14%; к=1,1.

Температуру внутренней поверхности топки, при которой воспламеняются частицы растительных отходов, примем , а внешней в связи с малой температуропроводностью шамота примем равной начальной , и температуру T2 определим как среднее значение:

После расчета по формуле (4) получим:

G≈0,5Gз=5 т.

Пример 2. Рассчитаем длительность паузы τ между загрузками при охлаждении топочного блока наружным воздухом с T0=20°C, α=20 Вт/м2⋅°C: При в=0,15 м; ρ=2000 кг/м3; α=20 Вт/м2⋅°C; с=1 кДж/кг⋅°C; T1=650°С;

, ч

Окончательно получим τ=1,6 ч.

На розжиг и разогрев на растительных отходах перед сушкой зерна требуется около 1 часа с использованием высокореакционного топлива, кроме того, охлаждение топки с циркулирующим в сушилке зерном займет от трех до четырех часов. Таким образом, для сушки одной партии зерна экономится до трех часов.

1. Способ периодической сушки зерна, заключающийся в том, что зерно загружают, сушат до кондиционной влажности, отключают подачу топлива и разгружают, отличающийся тем, что зерно вновь загружают, а пауза между загрузками не превышает расчетной величины:

где τ - пауза, ч;

G, F - масса обмуровки топки (кг) и ее площадь (м2);

с - теплоемкость обмуровки, кДж/кг⋅°C;

Т1, Т2 - температура топки на моменты прекращения подачи топлива и воспламенения растительных отходов, °C.

α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2⋅°C;

Т0 - температура наружного воздуха, °C;

кроме того, зерно охлаждают стационарно.

2. Устройство для периодической сушки зерна, содержащее сушилку, вентилятор, средства загрузки и разгрузки зерна, топку, отличающееся тем, что масса обмуровки топки составляет не менее половины зерновой вместимости сушилки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для сушки продовольственного, фуражного и семенного зерна колосовых, крупяных, других зерновых культур, а также других сыпучих материалов и может быть использовано при подготовке зерна к хранению в крупных и мелких сельскохозяйственных и зерноперерабатывающих предприятиях, на элеваторах и хлебоприемных пунктах.

Изобретение относится к области сушки материалов растительного происхождения с использованием вакуума, в частности к сушке пищевых продуктов (овощи, фрукты, специи, лекарственные растения) и к оборудованию для ее осуществления.

Изобретение относится к оборудованию для сушки растительной массы путем удаления из нее влаги и предназначено для повышения производительности. Установка комбинированной сушки зеленой растительной массы включает сушильную камеру, выполненную составной из 2-х и более пар модулей СВЧ-нагрева и модулей конвективной сушки, смонтированных поочередно таким образом, что сопрягаемые стенки камеры модуля СВЧ-нагрева и камеры модуля конвективной сушки образуют единый канал, СВЧ-генераторы, нагнетательный вентилятор.

Изобретение относится к устройствам преобразования солнечной энергии в тепловую, в частности к конструкциям сушильного оборудования, которые могут использоваться на частных садовых участках, а также кочевниками в летний период времени и предназначены для сушки плодов ягодных культур.

Изобретение относится к системе сушки при комнатной температуре, в основном содержащей внутреннюю сушильную камеру, внешнюю камеру с перепадом температуры, более чем одну тележку для высушиваемого продукта во внутренней сушильной камере, устройство кондиционирования воздуха, установленное на стенке во внешней камере с перепадом температуры.

Изобретение относится к устройству для термостатирования автомобильных кузовов, прежде всего для сушки автомобильных кузовов с нанесенным покрытием. Устройство для термостатирования автомобильных кузовов, прежде всего для сушки автомобильных кузовов (9) с нанесенным покрытием, включает в себя корпус (2), расположенный в нем термостатирующий туннель (7), по меньшей мере одну размещенную в корпусе (2) отделенную от термостатирующего туннеля (7) посредством стенки (3, 4) нагнетательную полость (5, 6), множество сопел (10, 11) в стенке (3, 4), а также устройство термостатирования воздуха, которое подает термостатированный воздух в нагнетательную полость (5, 6) таким образом, что он может втекать через сопла (10, 11) в термостатирующий туннель (7) и воздействовать на находящийся там автомобильный кузов (9).

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой, фармацевтической и других отраслях народного хозяйства для эффективной сушки продуктов растительного и животного происхождения.

Изобретение относится к системам передачи тепловой энергии в вакуумных машинах обезвоживания и сушки и способу подвода и передачи тепловой энергии в вакуумных сушилках, выпарных машинах и устройствах низкотемпературного обезвоживания в вакууме различных материалов и может быть использовано для переработки и утилизации отходов птицеводческих и свиноводческих хозяйств, заводов, производящих спирт, пиво, а также в пищевой, медицинской, микробиологической и других отраслях промышленности.

Изобретение относится к технике сушки пиломатериалов и может быть использовано, например, в деревообрабатывающей, мебельной промышленности. Установка для сушки пиломатериалов содержит вентилируемую сушильную камеру с нагревательными элементами, проходящую через сушильную камеру транспортную линию с установленными на ней тележками, выполненными с возможностью перемещения посредством редуктора, кантователь, установленный перед сушильной камерой и предназначенный для поворота горизонтально установленных штабелей пиломатериалов вертикально на ребро, кантователь, установленный после сушильной камеры и предназначенный для поворота вертикально установленных штабелей пиломатериалов в горизонтальное положение, устройства для перемещения штабеля пиломатериалов, при этом транспортная линия проходит над нагревательными элементами сушильной камеры от кантователя, установленного перед сушильной камерой, и до кантователя, установленного после сушильной камеры.

Изобретение относится к установкам для низкотемпературной сушки высоковлажных материалов растительного и животного происхождения (овощи, грибы, фрукты, ягоды, птица, рыба, мясо и т.п.) и предназначена для применения в государственных, фермерских и личных хозяйствах.

Изобретение относится к способу сушки растительных материалов, в частности кормовых и лекарственных трав, специй и цветов путем удаления из них влаги. Способ сушки зеленых растительных материалов с использованием СВЧ-обработки включает уплотнение их перед сушкой до объемной плотности 130-300 кг/м3, сушку зеленых растительных материалов, осуществляемую в два этапа, на первом из которых производится их обработка СВЧ-излучением с частотой 915 или 2450 МГц с удельной мощностью, обеспечивающей интенсивность нагрева от 1 до 10°C в секунду, до температуры 60-90°C, а досушка частично обезвоженных растительных материалов и испарение влаги производится методом конвективной сушки потоком подогретого воздуха, обеспечивающим поддержание температуры растительных материалов не выше 60°C.

Изобретение относится к установке для сушки угля, использующей вторично перегретый пар, и, в частности, оснащенной многоступенчатой сушилкой, которая удаляет воду, содержащуюся в угле, используемом в качестве топлива для тепловых электростанций, с помощью нагнетания струи вторично перегретого пара.

Изобретение может быть применено в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ активного вентилирования зерна заключается в том, что его загружают, подвергают воздействию подогретым и не подогретым агентом сушки и разгружают.

Изобретение относится к оборудованию для сушки растительной массы путем удаления из нее влаги и предназначено для повышения производительности. Установка комбинированной сушки зеленой растительной массы включает сушильную камеру, выполненную составной из 2-х и более пар модулей СВЧ-нагрева и модулей конвективной сушки, смонтированных поочередно таким образом, что сопрягаемые стенки камеры модуля СВЧ-нагрева и камеры модуля конвективной сушки образуют единый канал, СВЧ-генераторы, нагнетательный вентилятор.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сушки зерна. Устройство для сушки зерна включает в себя кожух прямоугольного сечения, поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, нагревательные элементы, вентилятор, воздуховод, а также установленный внутри кожуха транспортирующий рабочий орган.

Изобретение относится к способу сушки зерна различных культур и может быть использовано в сельском хозяйстве, перерабатывающей промышленности. Способ сушки зерна заключается в пропускании сквозь зерновой слой воздуха.

Изобретение относится к способу сушки зерна различных культур и может быть использовано в сельском хозяйстве, перерабатывающей промышленности. Способ сушки зерна заключается в пропускании сквозь зерновой слой атмосферного воздуха.

Способ относится к сушке зерна и может быть использован в сельском хозяйстве. Способ осциллирующей сушки зерна заключается в том, что зерно загружают, гравитационно перемещают, периодически продувают высокотемпературным агентом сушки, охлаждают и разгружают.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению. Воздушно-шнековое устройство для очистки и сушки сыпучих материалов включает корпус с установленным внутри него с возможностью вращения шнеком, приемно-загрузочное устройство, входной и выходной патрубки и бункер для очищенного зерна.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ безопасной сушки зерна заключается в том, что семена загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают.
Наверх