Способ реверсивной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сушке семян и зерна, преимущественно крупносеменных культур, и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ реверсивной сушки семян и зерна заключается в том, что их сушат в неподвижном слое с управляемыми циклами реверсирования агента сушки. Длительность реверса определяют из соотношений, указанных в формуле изобретения. Устройство содержит сушильные камеры, диффузор, вентилятор, калорифер и воздушный канал. На раме расположены сушильные камеры, под которыми расположен диффузор. Устройство оснащено коробом, установленным над сушильными камерами и соединенным с воздушным каналом, и двухпозиционным клапаном со спаренными секторами для реверса агента сушки, размещенным на выходе вентилятора. Техническим результатом является интенсификация процесса сушки с обеспечением безопасных режимов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к сушке семян и зерна, преимущественно крупносеменных культур и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок.

Известен способ сушки семян зернобобовых культур в насыпи при вентилировании агентом сушки с температурой 25-40°C до влажности 13-16%.

Известно и устройство для его осуществления, содержащее сушильные камеры, теплогенератор, вентилятор, средства загрузки и разгрузки.

Известный способ гарантирует качественные показатели высушенных семян, но он длителен и энергозатратен (Теленгатор М.А., Уколов B.C., Цециновский В.М. Обработка семян зерновых культур. - М.: Колос, 1972. 79 с).

Известен способ сушки зерна в неподвижном слое, который заключается в том, что зерно сушат в неподвижном слое с управляемыми циклами реверсирования агента сушки. Температура теплоносителя превышает предельно-допустимую для зерна θпд, а циклы сокращены и управляются по локальному нагреву зерна на границах контакта со свежим теплоносителем. Продолжительность односторонней продувки от 360 до 20 мин. (Алейников В.И. Интенсификация процесса сушки и энергосбережение в шахтных и камерных зерносушилках: Доклад на соискание учен. степ. доктора техн. наук. - Минск: 1988, - С. 42-43) (прототип).

Недостатком известного способа является то, что при сушке крупносеменных культур согласование по θпд не достаточно, качество зерна может снизиться при меньших температурах, чем θпд из-за механических повреждений оболочки и эндосперма (Иванов Н.Я. Исследование процесса сушки семенного и продовольственного зерна при переменных тепловых режимах: Дисс.… канд. техн. наук. - М: 1968. - 82 с.). А устройство предусматривает механическое перемешивание семян и зерна, что чревато их травмированием.

Известно устройство для его осуществления, содержащее сушильные камеры, вентилятор, калорифер, воздущный каналы, задвижки, средства загрузки и разгрузки (Пат. №2546384 РФ Способ сушки селекционных семян / Голубкович А.В., Павлов С.А., Бидей И.А., Тараканова Л.А., Нурбагандова P.M. // Бюл. 2015. №10).

Технической задачей предполагаемого изобретения является интенсификация процесса сушки с обеспечением безопасных режимов.

Техническая задача решается тем, что в способе реверсивной сушки семян и зерна, заключающимся в том, что их сушат в неподвижном слое с управляемыми циклами реверсирования агента сушки, согласно изобретению, циклами реверсирования управляют по времени, причем длительность реверса составляет не менее:

где τ - длительность реверса, ч;

R, δ - радиус зерновки и глубина обезвоженного слоя, м;

Uн, Uср, Uк, Uр - влагосодержание семян и зерна начальное, среднее, конечное и равновесное, кг вл./кг сух. мат.,

αm - коэффициент диффузии, м2/с.

Техническая задача решается также тем, что устройство содержащее сушильные камеры, вентилятор, калорифер, воздушный канал, согласно изобретению, снабжено коробом и двухпозиционным клапаном для реверса агента сушки со спаренными секторами.

Способ поясняется чертежом, на котором представлена схема лотковой сушилки.

Сушилка содержит калорифер 1, вентилятор 2, двухпозиционный клапан 3, воздушный канал 4, сушильные камеры 5, короб 6, загрузочный люк 7, разгрузочные окна 8, решетку 9, диффузор 10, раму 11, колесный ход 12, домкрат 13, сектора 14.

Сушилка работает следующим образом.

Материал загружают через люк 7 и разравнивают. Загрузку осуществляют напольными средствами механизации. Агент сушки готовят в калорифере 1 и вентилятором 2 нагнетают в диффузор 10 и через решетку 9 в слой семян или зерна. Отработанный агент сушки из короба 6 через воздушный канал 4, двухпозиционным клапаном 3 выбрасывают наружу.

Реверс агент сушки осуществляют переводом секторов 14 в двухпозиционном клапане 3. Высушенный материал охлаждают путем отключения калорифера.

Сушилка передвижная и имеет возможность перемещаться в пределах хозяйства. Разгрузка материала осуществляется через окна 8 наклоном сушильных камер 5 при помощи домкрата 13. На корпусе сушильных камер 5 установлены мешкодержатели, в которых закреплены мешки для высушенного материала.

Способ осуществляют следующим образом.

Зерно загружают в сушилку, поочередно продувают с двух сторон агентом сушки с расчетной величиной τ, охлаждают и разгружают.

Известно, что появление микротрещин и растрескивание зерновок (трещинообразование) зависит от соотношения между интенсивностью внешнего массообмена и внутреннего переноса влаги к зоне испарения из центральных слоев зерновки, которое характеризуется массообменным числом Кирпичева. Для безопасной сушки, например, гороха это число ограничено величиной Kiд≤0,6 (Новоселов С.В. Сушка семян гороха и бобов в насыпи: Автореф. дисс.… канд. техн. наук. - М.: 1970. - С. 4).

В общем виде число Кирпичева можно записать для шарообразной зерновки:

где Kiм - число Кирпичева;

ΔU=Uн-Uр, кг вл./кг сух. мат.⋅м;

Uн, Uр - начальное и равновесное влагосодержание, кг вл./кг сух. мат.;

R, δ - радиус и глубина обезвоженной зоны зерновки, м.

Для усредненного цикла реверсирования (односторонняя продувка) можно записать Kiм:

Выражение (2) относительно δ запишем в виде:

где Kiд≤0,6.

В усредненном цикле принимается, что в слое на границе контакта со свежим агентом сушки поверхность зерновки обезвоживается до Up, на противоположной стороне слоя влага из центральной части зерновки перемещается в ее периферийную часть и насыщает ее до Ucp. Это допущение обусловлено тем, что зерновки периодически подвергаются воздействию насыщенного отработавшего агента сушки.

Найдем значение длительности реверса τ из решения дифференциальных уравнений массопереноса. Массу влаги, перемещенной из ядра, в периферийную часть зерновки в среде насыщенного агента сушки запишем в виде:

где аm - коэффициент диффузии, м2/с;

ρ - плотность материала, кг/м3;

Up - равновесное влагосодержание зерновки, кг сух./кг вл.;

R - радиус зерновки, м.

Этот поток влаги можно записать в следующем виде:

где Gв - масса периферийной части зерновки, кг;

dτ - длительность реверса (односторонней продувки), с;

F - массообменная поверхность зерновки, м2, F=4πR2.

Величину Gв можно представить в виде:

Приравнивая правые части выражений (4) и (5) после интегрирования от Ucp до Uк и упрощения запишем:

Поскольку температура агента сушки не превышает предельно-допустимую температуру нагрева зерна, то снижение всхожести не произойдет, трещины не будут образовываться так как выполнено условие Kiд≤0,6.

Конструкция устройства предусматривает установку короба и двухпозиционного клапана со спаренными секторами, размещенных на выходе вентилятора, что обеспечит реверс агента сушки.

Интенсификация процесса заключается в том, что при сушке без реверсирования температура агента сушки на 8…10°C ниже θпд и соответственно производительность сушилки на 25-30% ниже (Теленгатор М.А., Уколов B.C., Цециновский В.М. Обработка семян зерновых культур. - М.: Колос, 1972. - 95 с.). Кроме того исключено время на перемешивании семян или зерна, так как в нем необходимость отпадает.

Пример. Расчет параметров процесса реверсивной сушки.

Высушивают семена гороха с R=0,3⋅10-2 м от Uн=0,28 до Uк=0,15 кг вл./кг сух. мат. Величина Kiд=0,6; am=2,5⋅10-10 м2/с; Up=0,1 кг вл./кг сух. мат.; θпд=42°C. Температура агента сушки 45°C. После расчетов получим Ucp=0,215 кг вл./кг сух. мат.; δ=0,54⋅10-3 м; τ=0,8 ч.

Эффективность способа заключается в том, что благодаря реверсированию агента сушки температуру удается поддерживать равной θпд (45°C), в то время как без реверсирования температура агента сушки не выше 34°C (Теленгатор М.А., Уколов B.C., Цециновский В.М. Обработка семян зерновых культур. - М.: Колос, 1972. - 95 с.) и производительность возрастает на ~25% при полной безопасности процесса.

1. Способ реверсивной сушки семян и зерна, заключающийся в том, что их сушат в неподвижном слое с управляемыми циклами реверсирования агента сушки, отличающийся тем, что циклами реверсирования управляют по времени, причем длительность реверса составляет не менее

,

где τ - длительность реверса, ч;

R, δ - радиус зерновки и глубина обезвоженного слоя, м;

,

Uн, Ucp, Uк, Up - влагосодержание семян и зерна начальное, среднее, конечное и равновесное, кг вл./кг сух. мат.;

;

Kiд - допустимое массообменное число Кирпичева;

αm - коэффициент диффузии, м2/с.

2. Устройство для реверсивной сушки семян и зерна, содержащее сушильные камеры, диффузор, вентилятор, калорифер и воздушный канал, отличающееся тем, что на раме расположены сушильные камеры , под которыми расположен диффузор, снабжено коробом, установленным над сушильными камерами и соединенным с воздушным каналом, и двухпозиционным клапаном со спаренными секторами для реверса агента сушки, размещенным на выходе вентилятора.



 

Похожие патенты:

Изобретение касается сушки мелкозернистых культур (рапс, сурепица и т.д., в том числе семян трав) и может быть использовано в сельском хозяйстве и системе заготовок. Способ сушки мелкосеменных культур заключается в том, что семена загружают, предварительно подогревают, отлеживают, охлаждают и разгружают.

Изобретение относится к области термодинамики в части теплообмена излучением и к технологии сушки. В способе непрерывной сушки дисперсных сыпучих материалов внутри вертикально установленной емкости ее нагревают снаружи излучением, а емкость выполняют перфорированной или из сетки и вращают относительно неподвижной собственной геометрической оси, а внутри емкости, коаксиально ей и неподвижно, с зазором относительно днища и стенки емкости размещают трубу с радиально закрепленными на наружной ее поверхности лопастями, причем влажный сыпучий материал непрерывно подают внутрь трубы, высохший сыпучий материал пневматически удаляют из емкости.

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.

Изобретение относится к технике конвективной сушки дисперсных материалов, например зерна, в плотном слое и может быть использовано в сельском хозяйстве и других отраслях.

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.

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 сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сушки зерна. Устройство для сушки зерна включает в себя кожух прямоугольного сечения, покрытый слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, установленный внутри кожуха с возможностью вращения транспортирующий рабочий орган, нагревательные элементы.

Устройство для сушки зерна содержит кожух прямоугольного сечения, внешняя поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, нагревательные элементы, вентилятор, воздуховод и транспортирующий рабочий орган, выполненный в виде короба со ступенчатой поверхностью и возможностью сообщения ему колебаний.

Зерносушилка камерная включает зерновой бункер, распределительные короба, сушильные камеры с параллельными вертикальными воздухопроницаемыми и глухими торцевыми стенками, камеру агента сушки, расположенную между сушильными камерами, в торцевых стенках которой имеются подводящие нагнетательные окна, а под сушильными камерами установлены приемные короба с разгрузочными дозирующими устройствами.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сушки зерна. Устройство включает в себя вертикальный кожух, выполненный в виде цилиндра, внешняя поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, транспортирующий рабочий орган, соосно установленный внутри кожуха с возможностью вращения, нагревательный элемент, а также охлаждающее устройство, состоящее из вентилятора и воздуховода.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сушки зерна. Устройство включает вертикальный цилиндрический кожух, внешняя поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, транспортирующий рабочий орган, соосно установленный внутри кожуха с возможностью вращения, нагревательный элемент.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сушки зерна. Устройство для сушки зерна включает в себя вертикальный цилиндрический кожух, загрузочный бункер, выгрузное окно, транспортирующий рабочий орган, соосно установленный внутри кожуха с возможностью вращения, нагревательный элемент.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сушки зерна. Устройство для сушки зерна включает в себя вертикальный кожух, выполненный в виде цилиндра, внешняя поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, транспортирующий рабочий орган, соосно установленный внутри кожуха с возможностью вращения, нагревательный элемент, а также охлаждающее устройство, состоящее из вентилятора и воздуховода.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для сушки зерна. Устройство для сушки зерна включает в себя вертикальный кожух, выполненный в виде цилиндра, внешняя поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, транспортирующий рабочий орган, соосно установленный внутри кожуха с возможностью вращения, нагревательный элемент, а также охлаждающее устройство, состоящее из вентилятора и воздуховода.

Устройство для сушки зерна включает в себя вертикальный цилиндрический кожух, внешняя поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала, загрузочный бункер, выгрузное окно, транспортирующий рабочий орган, соосно установленный внутри кожуха с возможностью вращения, нагревательный элемент, внешняя поверхность которого покрыта слоем теплоизолирующего материала.

Изобретение относится к пищевой промышленности. Способ сушки зерновых, псевдозерновых, масличных или бобовых культур, согласно которому осуществляют укладку обрабатываемого сушащегося материала на сушильную решетку с формированием слоя сушащегося материала, создание потока газа, проходящего через слой сушащегося материала, и по меньшей мере однократное, а предпочтительно многократное удаление части слоя сушащегося материала.

Изобретение относится к автоматизации технологических процессов сушки и хранения зерновых культур, в частности масличных культур. Способ предусматривает осциллирующую по температурному режиму сушку растительного сырья в гравитационно-движущемся слое шахтной сушилки, состоящей из последовательно чередующихся зон нагрева и охлаждения; обработку сырья антиоксидантом и подачей его на силосное хранение с периодическим активным вентилированием; подачу отработанного воздуха после зон нагрева на предварительный подогрев растительного сырья; отвод полученной паровоздушной смеси отработанного воздуха после зон охлаждения, предварительного подогрева растительного сырья и активного вентилирования в циклон для очистки от содержащихся в ней взвешенных твердых частиц с последующим охлаждением и осушением в испарителе и нагреванием сначала в конденсаторе теплового насоса, а затем в калорифере; подачу подготовленного в тепловом насосе кондиционированного воздуха в зоны нагрева и охлаждения с образованием замкнутого цикла, а также стабилизацию термовлажностных характеристик сырья при сушке и хранении воздействием на расход, температуру и влагосодержание кондиционированного воздуха, подаваемого в зоны нагрева и охлаждения сушилки, и на расход антиоксиданта в зависимости от расхода высушенного растительного сырья новым является то, что после каждой зоны нагрева осуществляют смешивание растительного сырья с антиоксидантом, а для получения кондиционированного воздуха используют пароэжекторный тепловой насос, включающий парогенератор с электронагревательными элементами и предохранительным клапаном, эжектор, испаритель, холодоприемник, теплообменник-рекуператор, конденсатор, терморегулирующий вентиль, сборник конденсата, работающие по замкнутому термодинамическому циклу; в холодоприемнике пароэжекторного теплового насоса охлаждают паровоздушную смесь до температуры точки росы и осуществляют ее осушение путем конденсации содержащейся в ней влаги на охлаждающей поверхности холодоприемника в виде капельной жидкости; полученный кондиционированный воздух из холодоприемника выводят по трем потокам: один направляют в зоны охлаждения сушилки, второй на активное вентилирование, а третий последовательно в теплообменник-рекуператор, конденсатор пароэжекторного теплового насоса, калориферы и далее в зоны нагрева сушилки; в парогенераторе получают рабочий пар и подают его по двум потокам, один из которых направляют в калориферы для дополнительного нагрева кондиционированного воздуха перед подачей в зоны нагрева сушилки, а другой - в сопло эжектора, создавая при этом разрежение в испарителе с пониженной температурой кипения хладагента, в качестве которого используют воду; смесь паров хладагента и рабочего пара после эжектора подают в конденсатор для подогрева кондиционированного воздуха перед калориферами; одну часть образовавшегося в конденсаторе конденсата подают в испаритель для пополнения убыли воды, а другую его часть в теплообменник-рекуператор и далее вместе с конденсатом, образовавшимся в холодоприемнике и в калориферах, отводят сначала в сборник конденсата, а затем в парогенератор с образованием замкнутого цикла; по текущим значениям влажности растительного сырья в зонах нагрева устанавливают расход антиоксиданта на этапах смешивания; по количеству водяных паров в паровоздушной смеси после сушилки и силосов устанавливают коэффициент эжекции пароэжекторного теплового насоса воздействием на соотношение расходов рабочего пара, подаваемого в сопло эжектора, и эжектируемого пара хладагента из испарителя путем изменения расхода рабочего пара, причем производительность парогенератора устанавливают воздействием на мощность его электронагревательных элементов в зависимости от давления рабочего пара, подаваемого в эжектор.
Наверх