Способ сушки и активного вентилирования зерна
Владельцы патента RU 2673657:
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" (RU)
Изобретение относится к способам сушки зерновых культур в насыпи активным вентилированием с постепенной загрузкой зернохранилища. Способ сушки и активного вентилирования зерна включает активное вентилирование зерна при послойной загрузке зерна в хранилище, причем слои зерна загружают вдоль торцевой стороны хранилища под углом естественного откоса. Вентилирование производят при вакуумметрическом давлении за счет превышения удаления воздуха над притоком. Забор воздуха для приточной системы осуществляется в верхней части хранилища у крыши, а отработанный теплоноситель удаляют воздухоотводными каналами с автономными вентиляторами. Автономные вентиляторы имеют датчики влажности, постоянно контролирующие влажность отработанного теплоносителя, с возможностью отключения вентиляторов по достижении требуемой влажности отработанного воздуха. Изобретение обеспечивает улучшение отвода влаги из зерна и снижение энергозатрат за счет использования энергии солнца и отключения части автономных вентиляторов. 1 ил.
Изобретение относится к способам сушки, а именно к способам сушки зерновых культур в насыпи активным вентилированием с постепенной загрузкой зернохранилища.
Известен способ вакуумной сушки зерна, включающий помещение массы зерна в вакуумную камеру, понижение в ней давления с помощью вакуумного насоса, подвод тепла к высушиваемому зерну и удаление паров воды из камеры с помощью коаксиально расположенных относительно друг друга труб, установленных вертикально на открытом воздухе, при этом подвод тепла к стенкам вакуумной камеры осуществляют из окружающей среды за счет тепловой энергии атмосферного воздуха и солнечного излучения, а давление в камере понижают до 10-30 мм рт.ст.
Недостатком данного способа является то, что его реализация возможна только в небольшом объеме вакуумной камеры, также способ предполагает порционную загрузку и выгрузку зерна, что существенно снижает производительность сушки и исключает постепенное снижение влажности зерна при хранении, что усложняет технологию и ведет к увеличению энергозатрат [Патент на изобретение №2163993. Опубликовано 10.03.2001 Бюл. №7].
Известен способ сушки и хранения зерна и устройство для его осуществления заключающийся в формировании насыпи в зернохранилище в виде гребней над источниками газовой среды с одинаковым шагом состоящие из воздухораспределительных каналов, вентиляторов, калорифера и озонатора, подключенного к компьютеру [Патент на изобретение №2243463. Опубликовано 27.12.2004 Бюл. №36].
Недостатком данного способа является то, что в процессе сушки зерна подогрев воздуха осуществляется за счет калорифера причем не используется энергия солнца нагревающая крышу и стены хранилища, что увеличивает энергозатраты на сушку зерна. Кроме того сушка зерна при избыточном давлении имеет более низкую энергоэффективность чем при вакуумметрическом давлении.
Известен способ обработки зерна, семян или плодоовощной продукции озоногазовой смесью, заключающийся в том, что перед обработкой в массе зерна, семян или плодоовощной продукции, находящейся в замкнутом объеме, размещают перфорированную трубу с размером отверстий, увеличивающимся в направлении движения озоногазовой смеси, обработку озоногазовой смесью массы зерна, семян или плодоовощной продукции осуществляют первично путем продувания озоногазовой смеси, полученной путем смешивания озонокислородной смеси, вырабатываемой в озонаторной установке, с газом носителем, через перфорированную трубу и повторно-озоногазовой смесью для повторного использования, полученной путем ее отбора после продувания и смешивания со вновь выработанной в озонаторной установке в количестве, необходимом для поддержания постоянной концентрации озона в озоногазовой смеси, разложение после окончания обработки излишней озоногазовой смеси в деструкторе, отличающийся тем, что массу зерна, семян или плодоовощной продукции формируют в виде насыпи зерна, семян, плодоовощной продукции или штабеля плодоовощной продукции, замкнутый объем создают путем закрытия насыпи зерна, семян, плодоовощной продукции или штабеля плодоовощной продукции чехлом из эластичного газонепроницаемого материала, повторяющим их форму, осуществляют закрепление нижней части чехла посредством груза, огибая периметр основания насыпи или штабеля и обеспечивая его плотное прилегание к поверхности, на которой размещена насыпь или штабель, с образованием воздушного промежутка между чехлом и насыпью или штабелем, перфорированную трубу размещают в насыпи или штабеле горизонтально, располагая ее на равном расстоянии от краев насыпи или штабеля, причем подачу озоногазовой смеси в замкнутый объем и отбор вторичной озоногазовой смеси для повторного использования осуществляют по гибким эластичным озоностойким подводящим и отводящим рукавам, проходящим через выполненные в материале чехла отверстия, края которых плотно прилегают к рукавам, причем после окончания процесса озонирования проводят снятие чехла и осуществляют сушку зерна, семян, плодоовощной продукции или штабеля плодоовощной продукции активным вентилированием через перфорированную трубу [Патент на изобретение №2414113. Опубликовано 20.03.2011 Бюл. №8].
Недостатком данного способа является то, что в процессе сушки влажный воздух проходя сквозь толщу зерна попадает на внутреннюю часть крыши зернохранилища образуя конденсат который накапливается и стекает вниз на зерно, что требует дополнительной сушки и увеличивает энергозатраты.
Известен способ сушки зерна, включающий активное вентилирование зерна при послойной загрузке последнего в хранилище воздухом с относительной влажностью 60-65%, причем загрузку каждого последующего слоя проводят при выявлении снижения влажности на поверхности предыдущего слоя [Патент на изобретение №2016504. Опубликовано 30.07.1994].
Недостатком данного способа является то, что для загрузки зерна необходимо дополнительное оборудование которое увеличивает стоимость хранилища. Кроме того влажный воздух проходя сквозь толщу зерна попадает на внутреннюю часто крыши зернохранилища образуя конденсат который накапливается и стекает вниз на зерно, что увеличивает энергозатраты на сушку.
Основными принципиальными отличиями предлагаемого способа является:
1. Слои зерна загружают вдоль торцевой стороны хранилища под углом естественного откоса, что позволяет вести загрузку ангара различными способами (самосвальным транспортом, транспортером-загрузчиком), также модули воздушных каналов системы вентилирования могут устанавливаться по мере загрузки ангара.
2. Вентилирование зерна производят при вакуумметрическом давлении за счет превышения удаления воздуха над притоком, что позволяет улучшить отвод влаги из зерна и исключить образование конденсата на внутренних поверхностях ангара.
3. Забор воздуха для приточной системы осуществляют в верхней части хранилища у крыши, где расположен более теплый и сухой воздух, что позволяет уменьшить энергозатраты на сушку зерна, за счет использования энергии солнца.
4. Удаление отработанного воздуха осуществляется воздухоотводными каналами с автономными вентиляторами, имеющими датчики влажности, с возможностью отключения их по достижении требуемой влажности отработанного воздуха, что позволяет уменьшить расход энергии за счет отключения части автономных вентиляторов.
Задачей предлагаемого изобретения является снижение затрат энергии для сушки и активного вентилирования зерна в послеуборочный период.
Технический результат от применения изобретения заключается в использовании энергии солнца для сушки и активного вентилирования зерна.
Технический результат достигается тем, что предлагается способ сушки и активного вентилирования зерна, включающий активное вентилирование зерна при послойной загрузки зерна в хранилище, причем слои зерна загружают вдоль торцевой стороны хранилища под углом естественного откоса, а вентилирование производят при вакуумметрическом давлении за счет превышения удаления воздуха над притоком, причем забор воздуха для приточной системы осуществляется в верхней части хранилища у крыши, а отработанный теплоноситель удаляют воздухоотводными каналами с автономными вентиляторами, имеющими датчики влажности постоянно контролирующие влажность отработанного теплоносителя, с возможностью отключения вентиляторов по достижении требуемой влажности отработанного воздуха.
Конструкция зернохранилища изображена на чертеже - зернохранилище с активным вентилированием зерна и состоит из: 1 - поверхность крыши зернохранилища; 2 - конусный воздухозаборник; 3 - перфорированные трубы; 4 - воздухоотводные каналы; 5 - вентилятор с датчиком влажности; 6 - технологические отверстия.
Способ реализуется следующим образом:
В хранилище загружают зерно, начиная от торцевой стороны хранилища. Высота слоя зерна определяется размерами перфорированных воздуховодных каналов и исходной влажностью. Последующие слои зерна располагаются под углом естественного откоса формируя насыпь зерна необходимой высоты. Сеть подающих воздухоотводных каналов формируется по мере заполнения хранилищ.
Атмосферный воздух поступает через технологические отверстия 6 в торцевых стенах зернохранилища, расположенных на высоте рядом с крышей 1, и нагревается от поверхности кровельного материала, разогретого солнцем. Затем нагретый воздух за счет разрежения, создаваемого вентилятором, поступает в конусный воздухозаборник 2, и далее нагнетается в систему подающих каналов 3, расположенных на полу хранилища под зерновой массой. При прохождении нагретым воздухом зерновой массы в результате тепло- и влагообмена происходит нагрев зерна и удаляется лишняя влага.
За счет разрежения в зерновой массе, создаваемого автономными вентиляторами, размещенными в воздухоотводных каналах 4, отработанный воздух удаляется за пределы хранилища. Подающие и воздухоотводные каналы представляют собой секционные перфорированные короба, которые расположены через один чередуясь. На каждом воздухоотводном канале установлен вентилятор с датчиком влажности.
По мере высушивания зерна датчик влажности, размещенный на вентиляторе 5, отключает его, и теплый воздушный поток по системе перфорированных труб перераспределяется в не высушенные участки. Конструкция воздуховодных каналов является модульной и легко устанавливается и демонтируется по мере необходимости при загрузке и выгрузке зерна.
Предложенная конструкция позволяет осуществлять как сушку зерна, так и охлаждение. Причем сушка осуществляется в дневные часы, когда крыша хранилища хорошо прогревается солнцем. Охлаждение зерна в хранилище осуществляется вентиляцией в ночные часы.
Способ сушки и активного вентилирования зерна, включающий активное вентилирование зерна при послойной загрузке зерна в хранилище, отличающийся тем, что слои зерна загружают вдоль торцевой стороны хранилища под углом естественного откоса, а вентилирование производят при вакуумметрическом давлении за счет превышения удаления воздуха над притоком, причем забор воздуха для приточной системы осуществляется в верхней части хранилища у крыши, а отработанный теплоноситель удаляют воздухоотводными каналами с автономными вентиляторами, имеющими датчики влажности, постоянно контролирующие влажность отработанного теплоносителя, с возможностью отключения вентиляторов по достижении требуемой влажности отработанного воздуха.
