Способ сушки и разгрузки семян и зерна

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ сушки и разгрузки семян и зерна(материала), при котором их послойно загружают на решетку, активно вентилируют и разгружают. Первый слой материала доводят до состояния сыпучести, затем переформируют с откосом на выходе решетки, а разгрузку проводят при смещении откоса на вход решетки, кроме того, свод несыпучего материала разрушают циркуляцией дисперсной фазы, твердая часть которой вовлекается как из откоса, так из свода, а при смещении откоса его располагают под сводом на расстоянии от кромки l>H ctqφ, где Н - максимальная высота насыпи, φ - угол выхода струй агента сушки из щелей решетки, активное вентилирование проводят газовой средой с относительной влажностью не более 75%, материал первого слоя подсушивают не менее чем на 0,5…3% в интервале влажности 21…28%. Изобретение должно обеспечить повышение эффективности работы аэрожелоба на материале повышенной влажности и засоренности. 4 з.п ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к сушке и разгрузке семян и зерна преимущественно повышенной влажности и засоренности из аэрожелобов.

Известен способ сушки и разгрузки, при котором влажный материал загружают, сушат и разгружают со стороны выгрузного окна при открытой заслонке. На освободившееся место производится сброс новой порции материала. По этому способу подсушивается сброшенная порция материала, а со стороны вентилятора происходит постепенное уплотнение материала на решетке, он слеживается и не разгружается [1].

Известен способ, при котором материал загружают, сушат, а разгружают путем создания чередующихся зон по выпуску материала из аэрожелоба по его длине. Этот способ позволяет разгружать материал повышенной влажности, однако устройство достаточно сложное и необходимо изменение положения тяг и заслонок для чередующихся зон [2].

Известен способ сушки зерна, заключающийся в том, что зерна послойно загружают на решетку, активно вентилируют и разгружают. Активное вентилирование осуществляют воздухом с относительной влажностью 60…65%, толщина первого и последующих слоев определяется по выражениям в зависимости от исходной влажности зерна, причем загрузку каждого последующего слоя проводят при выявлении снижения влажности на поверхности предыдущего слоя.

Этот способ позволяет разгружать материал повышенной влажности. Он наиболее близок к сути заявленного и выбран за прототип [3].

Недостатком известного способа является то, что при перерыве вентилирования в аэрожелобе образуется свод из материала и разгрузка невозможна, независимо от степени подсушки.

Техническая задача изобретения заключается в повышении эффективности работы аэрожелоба на материале повышенной влажности и засоренности.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе сушки семян и зерна, заключающейся в том, что их послойно загружают на решетку, активно вентилируют и разгружают, согласно изобретению, первый слой материала доводят до состояния сыпучести и его переформировывают с образованием откоса на выходе из решетки, а разгрузку проводят при смещении откоса на вход решетки. Кроме того, свод несыпучего материала разрушают циркуляцией дисперсной фазы, твердая часть которой вовлекается как из откоса, так из свода; при смещении откос располагают под сводом на расстоянии от его кромки l>H ctqφ, где H - максимальная высота насыпи, φ - угол выхода струй агента сушки из щелей решетки; активное вентилирование проводят газовой средой с относительной влажностью не более 75%, а материал первого слоя подсушивают не менее чем на от 0,5…3% в интервале влажности от 21…28%.

Сравнение заявленного способа с прототипом показывает, что новым в способе является то, что остаточный слой формируют с откосом на выходе решетки, а разгрузку проводят при смещении откоса на вход решетки, кроме того свод несыпучего материала разрушают циркуляцией дисперсной фазы, твердая часть которой вовлекается как из откоса, так и свода, при смещении откос располагают под сводом на расстоянии от его кромки l>H ctqφ, кроме того, активное вентилирование проводят газовой средой с относительной влажностью не более 75%, а материал первого слоя подсушивают не менее чем на 0,5…3% в интервале влажности 21…28%.

Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию «новизна».

Изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как оно не является очевидным и может быть достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно: в повышении эффективности работы аэрожелоба на материале повышенной влажности и засоренности.

Изобретение является и «промышленно применяемым», так как может быть использовано в сельском хозяйстве.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 изображена схема устройства, в котором может быть реализован заявленный способ, на фиг.2 схема с указанием последовательности осуществления способа (а - загрузка первого слоя и его подсушка, б - переформирование первого слоя, в - загрузка последующих слоев, г-д - разгрузка устройства).

В состав устройства входят калорифер 1, вентиляторная установка 2, воздушный канал 3, воздухораспределительная решетка 4, бункер 5, патрубок 6 для разгрузки материала, заслонка 7, прочная решетка 8, мобильное средство загрузки 9, разгонный участок решетки 10, пандус 11.

Устройство работает следующим образом.

Мобильным средством 9 с прочной решетки 8 на воздухораспределительную решетку 4 аэрожелоба разгружают часть материала с образованием первого слоя, его подсушивают до сыпучего состояния, а затем послойно заполняют бункер 5. Материал подсушивают или высушивают в зависимости от принятой технологии и разгружают. При образовании свода разгружают путем переформирования первого слоя и образования циркуляционного контура с разрушением свода, по окончании разгрузки на решетке 4 оставляют часть подсушенного (высушенного) материала.

Способ осуществляют следующим образом:

Первый слой 12 исходного материала высотой не более высоты разгонного участка вентилируют наружным или подогретым воздухом с влагосъемом, обеспечивающим как минимум сохранение сыпучих свойств материала на весь период загрузки и разгрузки устройства. Затем увеличивают расход наружного (подогретого воздуха) и переформировывают первый слой: на выходе решетки образуется откос 13, а высота слоя 12 по длине решетки к ее началу снижается. Этому способствует сброс части агента сушки через решетку 10 разгонного участка. Затем послойно при вентилировании загружают в бункер материал с повышенной влажностью и засоренностью 14, склонный к образованию свода. При разгрузке открывают заслонку 7, включают вентилятор и разгружают часть материала из первого слоя. После этого на воздухораспределительной решетке образуется каверна 15 и циркуляционный контур 16 из дисперсной фазы. Материал, который поступает на поверхность решетки с откоса, увлекается струями агента сушки в циркуляционный контур, замкнутый на свод, и его разрушает. Возможно так же разрушение свода только струями агента сушки, но при этом процесс затягивается и зависит от влажности материала. По мере разрушения свода откос 13 перемещают на вход решетки 4 и наращиванием слоя 17, но его расстояние l до кромки свода должно быть выдержано l>H ctqφ, где H - максимальная высота насыпи, φ - угол выхода струй агента сушки из щелей решетки. В противном случае будет выброс материала из аэрожелоба. При разгрузке оставляют часть материала и равномерно распределяют его на решетке 4, например, снижением подачи воздуха под решетку 4.

Подсушка материала возможна при относительной влажности сушильного агента менее 75%, это обусловлено тем, что при этом достигается кондиционная влажность зерна, равная 14%. При большой относительной влажности зерно склонно к плесневению и порче.

Сыпучее свойства зерна сохраняются при W≤20%, выше этого значения на поверхности зерновок выступает свободная влага и их сыпучесть снижается. Чем выше исходная влажность зерна, тем больше должен быть влагосъем, обеспечивающий сыпучесть материала.

Устройство может заполняться достаточно длительное время, в течение которого сыпучесть подсушенного материала не должна снижаться. Согласно [4] сыпучесть сохраняется при условии поддержания не более 88…90% относительной влажности воздуха в межзерновом пространстве насыпи. При влажности зерна 22…24% это условие соблюдается при влагосъеме ΔW≥1,0%; а при 24…26% - ΔW=1,5…2,0%. Интервал влажности 21…28% обусловлен тем, что при W≥21% необходима подсушка, а до W=28% экспериментально подтверждена эффективность работы аэрожелоба на подсушенном материале. В общем случае величина ΔW может быть определена по [3]

ΔW=AW_н-B·W² _н+CW_н-D

где A, B, C, D - постоянные уравнения, например, для пшеницы

A=2,8·10^-3; B=28·10^-2; C=8,48; D=105,8.

Поэтому влагосъем первого слоя должен быть увязан с прогнозируемым временем заполнения и разгрузки устройства.

Аэрожелоба в качестве приемных пунктов и устройств временного хранения семян и зерна нашли широкое применение в северо-восточных и северо-западных районах РФ, в которых семена и зерно убирают с повышенной влажностью. В аэрожелобах при удельной подаче воздуха не менее 300 м³/т·ч можно временно хранить семена и зерно перед сушкой до 2…3 суток в зависимости от влажности, а при большей подаче воздуха и подсушить. Вместимость аэрожелобов в сушильных пунктах колеблется от десятков до сотен тонн зерна. Сыпучесть влажного материала сохраняется при непрерывной вентиляции, при перерывах - зерно слеживается, и разгрузка становится невозможной. Чем выше влажность и засоренность вороха, тем меньше должны быть перерывы в вентиляции и больше удельная подача.

При образовании свода его, как правило, разрушают вручную, что серьезно осложняет работу сушильного пункта. С использованием заявленного способа возможно разрушение свода без использования ручного труда.

Пример. Высушивали и разгружали ворох семян пшеницы влажностью 22…25% и засоренностью 15…19% («невейка») в аэрожелобах ООО «Воронежский» Владимирской области. В аэрожелоб было загружено ~18 т вороха.

Ворох продували ~4 ч, затем на 12 ч (ночное время) вентилятор был отключен, на следующий день продолжили вентилирование, но разгрузить аэрожелоб не удалось из-за потери сыпучести материала.

Для восстановления сыпучести лагами пробивали отверстия в насыпи на выходе решетки, а при работающем вентиляторе удаляли из них материал. С образованием каверны на решетке интенсивность разгрузки стала возрастать, заслонку периодически закрывали и открывали до полного разрушения свода на выходе решетке. В дальнейшем перемещали циркуляционную зону и откос на вход решетки, располагая их под кромкой. При смещении откоса и циркуляционной зоны за пределы кромки свода были установлены либо выброс материала из аэрожелоба, либо снижения интенсивности разрушения свода и разгрузки.

Впоследствии ворох загружали на остаточный слой, образовывали откос и разгружали. Необходимость в ручном труде при разгрузке отсутствовала.

Подсушенный ворох в аэрожелобе на 1,5…2% предварительно очищали и высушивали в карусельной сушилке. Подача воздуха в аэрожелоб ~22 тыс. м³/ч, его длина - 10 м, ширина воздухораспределительной решетки 0,3 м, живое сечение 4%. Средняя скорость дисперсной фазы в циркуляционном контуре ~30 м/с.

В случае нештатной разгрузки (при полном удалении подсушенного материала с решетки при сохранении свода) закрывали заслонку, пробивали отверстия в насыпи и накапливали материал для образования откоса и циркуляционного контура.

Источники информации

1. Березовский Г.С. Обоснование метода и средств предварительной подсушки семян повышенной влажности, автор канд. диссерт., Кострома, 2000, с.5.

2. Патент РФ №2140143, БИ №30, 42, 1999 г.

3. Патент РФ 2016504 БИ №14, 1994 (прототип).

4. Т.В.Третьякова. Исследование влияния влажности поверхностного слоя зерновок на основные физические свойства зерновок массы как объекта послеуборочной обработки, автореф. на соискание учен. степени канд. тех. наук, М., 1974.

1. Способ сушки и разгрузки семян и зерна, заключающийся в том, что их послойно загружают на решетку, активно вентилируют и разгружают, отличающийся тем, что первый слой материала доводят до состояния сыпучести и его переформировывают с образованием откоса на выходе решетки, а разгрузку проводят при смещении откоса на вход решетки.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что свод несыпучего материала разрушают циркуляцией дисперсной фазы, твердую часть которой вовлекают как из откоса, так и свода.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при смещении откос располагают под сводом на расстоянии от его кромки l>Н ctqφ, где Н - максимальная высота насыпи, φ - угол выхода струй агента сушки из щелей решетки.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что активное вентилирование проводят газовой средой с относительной влажностью не более 75%.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал первого слоя подсушивают не менее чем на 0,5…3% в интервале влажности 21…28%.