Способ и устройство для осциллирующей сушки зерна

Изобретение относится к сушке зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ осциллирующей сушки заключается в том, что зерно загружают, перемещают сверху вниз, периодически вентилируют подогретым и неподогретым агентом сушки, охлаждают и разгружают. Перед охлаждением зерно отлеживают с длительностью, определенной из выражения, указанного в формуле изобретения, и охлаждают с рассчитываемой из выражения длительностью, причем зерно отлеживают после воздействия подогретого агента сушки. Применение способа позволит снизить удельные затраты тепла на сушку. 1 ил.

 

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

Известен способ сушки зерна в толстом слое, согласно которому его загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают.

Известно и устройство для его осуществления, включающее сушильную камеру, средства загрузки, разгрузки, топку, вентилятор (Птицын С.Д. Зерносушилки. - М.: Машгиз, 1962. - С. 81).

Эти способ и устройство широко применяются в сельском хозяйстве как при непрерывном, так и осциллирующей подаче агента сушки, но характеризуется энергозатратностью процесса и необходимостью перемешивания слоя.

Известен способ сушки зерна, заключающийся в том, что его загружают, перемещают сверху вниз, периодически вентилируют подогретым и неподогретым агентом сушки, охлаждают и разгружают.

Известно также устройство для его осуществления, содержащее надсушильный бункер, сушильные и охладительные камеры отлежки, топку, вентилятор, средство загрузки и разгрузки (Шаршунов В.А., Рукшан Л.В. Сушка и хранение зерна. - Минск: Мисанта, 2010. - С. 315-316).

Известные способ и устройство наиболее близки по технической сущности к заявленному и приняты за прототип.

Известный способ имеет резервы интенсификации за счет дополнительного влагосъема в 1-1,5% при охлаждении после отлежки технической задачей изобретения является снижение удельных затрат тепла на сушку.

Поставленная задача решается тем, что в способе осциллирующей сушки, заключающимся в том, что зерно загружают, перемещают сверху вниз, периодически вентилируют подогретым и неподогретым агентом сушки, охлаждают и разгружают, согласно изобретению, перед охлаждением зерно отлеживают с длительностью определенной из выражений:

где R - радиус зерновки, м;

- коэффициент диффузии, м2/с;

U0, Uк, Up - влагосодержание в центре зерновки на момент начала отлежки, конечное и равновесное, кг вл./кг сух. мат.;

и охлаждают с длительностью не менее:

где β - коэффициент массоотдачи, м/с;

ϕ0, ϕ1, ϕ2 - относительное влагосодержание паров влаги на поверхности зерна на конец отлежки, поступающего и отходящего агента сушки, кроме того, зерно отлеживают после воздействия подогретого агента сушки.

Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена схема устройства для реализации способа.

Устройство включает топку 1, основной вентилятор 2, диффузор 3, надсушильный бункер 4, сушильные камеры 5, камеру отлежки 6, охладительную камеру 7, вентилятор охладительной камеры 8, транспортирующее средство 9, норию 10, шибер 11. На схеме приведены влажное зерно 12 и высушенное зерно 13.

Устройство функционирует следующим образом.

Влажное зерно 10 первым потоком нории 9 подают в надсушильный бункер 4, которое последовательно проходит сушильные камеры 5, затем камеры отлежки 6 и охлаждения 7, разгружается средством 8 в норию 9, а высушенное зерно 13 выводится из устройства. Зерно вентилируют подогретым агентом сушки. Подогретый агент сушки готовят в топке 1, нагнетают вентилятором 2 в диффузор 3 и в сушильные камеры 5, на охлаждение воздух подают вентилятором 8. Количество камер отлежек регулируются шибером 11. Осциллирующий режим осуществляют периодическим отключением топки 1.

По размеру, культуре зерна определяют по справочникам допустимую температуру его нагрева перед охлаждением. По температуре зерна и конечному влагосодержанию Uк определяют влагосодержание на момент отлежки U0 (U0=Uк+0,015…0,02 кг/кг) и равноверное Up≈0,01 (для зерна), и рассчитывают τ1.

По температуре зерна и величине U0 определяют относительное влагосодержание паров влаги на поверхности зерна после отлежки, ϕ0, по температуре зерна величину ϕ2, а по средней температуре подогретого агента сушки - ϕ1 и рассчитывают τ2. (Значения β, например, приведены в Сорочинский В.Ф. Повышение эффективности конвективной сушки и охлаждение зерна на основе интенсификации тепломассообменных процессов: Дисс. докт. техн. наук. - М.: 2003. - С. 140-145). Значения ϕ0, ϕ1 и ϕ2 также можно определить по J-d-диаграмме. Рассчитывают по известным методикам длительность сушки τс и определяют величину производительности устройства П, на которую настраивают работу сушилки:

где G - зерновая вместимость сушильных камер, т.

После отлежки зерно отпотевает, увлажняется его поверхность влагой, перемещенной из ядра, которая при охлаждении испаряется, тем самым влажность зерна при охлаждении снижается не на 0,3-0,5%, а на 1-1,5%, что позволяет на 15…20% снижать удельные затраты тепла на сушку (Окунь Г.С., Чижиков А.Г. Тенденции развития технологии и технических средств сушки зерна. - М: ВНИИТЭИагропром, 1987. - С. 41-43).

Величину τ1 можно определить из балансового уравнения массопроводности. Массу влаги, перемещенной из ядра в его периферийную часть зерновки запишем:

где - коэффициент диффузии, м2/с;

ρ - плотность вещества зерна, кг/м3;

U0, U - влагосодержание в центре зерновки на момент начала отлежки и текущие, кг вл./кг сух. мат.

Эту массу можно записать в следующем виде:

где G - масса зерновки, кг;

F - поверхность зерна, м2;

F=4πR2;

τ - время, ч;

R - радиус зерновки, м.

Приравнивая правые части (1) и (2) после интегрирования и упрощения получим:

где Uр, Uк - равновесное и конечное влагосодержание зерна, кг вл./кг сух. мат.

Величину τ2 можно определить из балансовых уравнений массоотдачи при вентилировании зерна, когда влагопроводность соответствует массоотдачи. Массу влаги, выносимой из слоя агентом сушки, запишем в виде:

где β - коэффициент массоотдачи, м/с;

ρ - плотность вещества зерна, кг/м3;

U0, U - относительное влагосодержание паров влаги на поверхности зерна конец отлежки и текущие влагосодержание, кг вл./кг сух. мат.

Эту массу можно записать в следующем виде:

где G - масса зерновки, кг;

τ2 - время охлаждения, ч.

Приравнивая правые части (3) и (4) после интегрирования и упрощении получим:

где ϕ1, ϕ2 - относительное влагосодержание поступающего и отходящего из слоя агента сушки.

Отлежка зерна после воздействия агента сушки позволят перераспределить влагу внутри зерновки и тем самым повысить влажность при отлежке.

Зерновую вместимость камеры отлежки можно определить по:

Gот=Пτ1,

где П - производительность устройства, т/ч.

Зерновую вместимость камеры охлаждения можно определить:

Сох=Пτ2,

где П - производительность устройства, т/ч;

G - зерновая вместимость сушильных камер, т;

τс - длительность сушки, ч.

Пример 1. Рассчитаем величины τ1 и τ2 при сушке зерна пшеницы с R=1,5 мм при U0=0,19 кг вл./кг сух. мат. (W=16%). Для отлежки после воздействия неподогретого агента сушки подогретого - 1,6⋅10-10 м2/с; Uк=0,16 кг вл./кг сух. мат. (W2=14%); Up=0,1 кг вл./кг сух. мат. (Wp=10%).

По равновесной влажности зерна в зависимости от относительной влажности воздуха (Анискин В.И., Окунь Г.С. Технологические основы оценки работы зерносушильных установок. - М.: ВИМ, 2003. - С. 28), ϕ0=0,9; по J-d-диаграмме для агента сушки с температурой 65°C - ϕ1=0,05, а на выходе из слоя с температурой ~35°C - ϕ2=0,6 и β=0,9⋅10-3 м/ч.

Окончательно получим:

Пример 2. Определим величины Gот и Gох.

Длительность сушки зерна при постоянной температуре агента сушки можно рассчитать из (Сажин Б.С. Основы техники сушки. - М.: Химия, 1984. - С. 79):

где ΔU - влагосъем, кг/кг;

r - удельная теплота испарения влаги, кДж/кг;

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

ƒ - удельная поверхность зерна, м2/кг;

t, θср - температура агента сушки и средняя температура зерна, °C;

H, hi - высота слоя и элементарного слоя, м;

η - доля теплоты, пошедшая на испарение влаги.

При осциллирующем режиме целесообразно воспользоваться вышеприведенной формулой, но температура агента сушки увеличить на ~5°C.

Принимая W1=21%; W2=16%; α=23 Вт/м2⋅°C; ƒ=1 м2/кг; t=80°C; θср=40°C; η=0,7; H=0,25 м; hi=0,01 м; G=16 т.

После расчетов получим:

П=8 т/ч; Gот=9 т; Gox=13,6 т.

Приближенно снижение затрат теплоты на сушку можно оценить:

где ΔW, ΔW0 - влагосъем при охлаждении с отлежки и без отлежки,

ΔW=1.2, ΔW=0.5 кг/кг

к=30%

Применение способа и устройства позволит значительно снизить удельные затраты тепла на сушку.

Способ осциллирующей сушки, заключающийся в том, что зерно загружают, перемещают сверху вниз, периодически вентилируют подогретым и неподогретым агентом сушки, охлаждают и разгружают, отличающийся тем, что перед охлаждением зерно отлеживают с длительностью, определенной из выражений:

где R - радиус зерновки, м;

- коэффициент диффузии, м2/с;

U0, Uк, Up - влагосодержание в центре зерновки на момент начала отлежки, конечное и равновесное, кг вл./кг сух. мат.;

и охлаждают с длительностью не менее

где β - коэффициент массоотдачи, м/с;

ϕ0, ϕ1, ϕ2 - относительное влагосодержание паров влаги на поверхности зерна на конец отлежки, поступающего и отходящего агента сушки,

кроме того, зерно отлеживают после воздействия подогретого агента сушки.



 

Похожие патенты:

Группа изобретений относится к сельскому хозяйству и может быть применена при сушке семян и зерна, а также в системе заготовок. Способ заключается в том, что материал загружают, перемещая сверху вниз, вентилируют агентом сушки, который реверсируют в верхней сушильной камере, инвертируют, охлаждают и разгружают.

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.

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 башенным зерносушилкам. Башенная зерносушилка содержит нагреватель и вентилятор, отделяющие камеру нагрева и камеру охлаждения друг от друга.
Изобретение относится к реакционной камере устройства с псевдоожиженным фонтанирующим слоем кольцеобразной формы для проведения различных химических реакций, в том числе очистки газовых смесей, сушки материалов, пиролиза, газификации, сжигания твердого горючего материала, а также к способу его работы.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, а именно для сушки зерна и других сыпучих продуктов, и направлено на повышение производительности сушилки и упрощение ее конструкции.

Настоящее изобретение относится к системе и способу сушки частиц, например, растительного материала, такого как частицы табака, табачного крошева, листового табак, табачных стеблей или табачных обрезков.

Изобретение относится к средствам для сушки зерна, которые могут эффективно использовать тепловую энергию горячего воздуха от сжигания биомассы. Средства для сушки зерна включают: печь 3 для сжигания биомассы, содержащую теплообменник 24 для создания горячего воздуха от сгорания биотоплива и наружного воздуха, который отбирается снаружи; и устройство 2 для сушки зерна циркуляционного типа, содержащее участок 7 сушки зерна, в который горячий воздух подается через трубопровод 15 для подачи горячего воздуха, причем устройство 2 для сушки зерна циркуляционного типа имеет множество нагревающих трубопроводов 6а на участке 7 сушки зерна, и выпускной горячий воздух подается в нагревающие трубопроводы 6а из печи 3 для сжигания биомассы через трубопровод 11 для подачи выпускного горячего воздуха.

Изобретение относится к машинам для сушки сыпучих, малосыпучих и гранулированных материалов. Шахтная аэрожелобная сушилка содержит загрузочную горловину, сушильную камеру с клиновидными коробами, расположенными один под другим, выгрузную горловину, стенки шахты с окнами для отвода отработавшего воздуха.

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов с перемещением высушиваемого материала под действием силы тяжести и может быть использовано в различных областях народного хозяйства, где необходима сушка или иная обработка сыпучего материала при повышенных температурах.

Изобретение относится к области шахтной сушилки для сыпучих материалов, например зерновых культур. .

Изобретение относится к технике сушки сыпучих материалов и предназначено для использования в установках конвективного типа для сушки сыпучих материалов, в частности измельченной древесины.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению и может быть применено для сушки початков кукурузы. .
Наверх