Способ охлаждения сыпучих матер

 

Союз Соеетскин

Социалистические

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (iil826171 (61) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 30. 08. 79 (21) 2814456/24-06 (51) М. Кл.

F 26 В 3/08 с присоединением заявки М—

Гееудерстеенный комитет (23) Приоритет до делам наобретеннй н открытий

Опубликовано 30,04.81. Бюллетень Лт16

Дата опубликования описания 10 ° 05.81 (53) УДК66.047. ,751(088.8) (72) Авторы изобретения

С.В.Новоселов, В.А.Резчиков и В.Ф.Сорочинский

Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт зерна и продуктов его переработки (71) Заявитель

Изобретение относится к способам охлаждения сельскохозяйственных продуктов и может использоваться для охлаждения зерновых культур и других сыпучих материалов с целью интенсификации процесса охлаждения -и повы5 шения его эффективности.

Известны способы охлаждения сыпучих материало в путем с туп енч атой обработки в кипящем слое. Охлажденный

10 воздух из воздухораспределителя поступает в воэдухораспределительную: камеру, переводит сыпучий материал на перфорированных решетках во взвет5 шенное, кипящее состояние и далее поступает на доохлаждение в воэдухоохладитель, т. е. циркуляция воздуха осуществляется по замкнутому контуру. Сыпучий материал, охлаждаясь, проходит последовательно в кипящем состоянии три перфорированные решетки. Температура охлаждающего воздуха составляет (-2ф-(— 30 С jl) .

Свежеубранное зерно сельскохозяйственных культур характеризуется сильной запыленностью и засоренностью различными.по аэродинамическим характеристикам примесями. В процессе охлаждения происходит засорение как воздухоохладителя, так и вышележащих перфорированных решеток примесями, и ухудшение их работы, Существующие средства очистки дорогостоящи и не позволяют полностью очистить воздух от примесей. Работа с разомкнутым контуром циркуляции охлаждающего воздуха приводит к большим потерям холода.

Использование для охлаждения воздуха со столь низкими значениями температуры может привести к ухудшению качества зерна отдельных культур, например риса-зерна, т. е. к образованию трещин на зерновках риса и, как следствие, к последующему дроблению риса и снижению выхода крупы. Вместе с тем повышение температуры охлажда82617

30

1ющего воздуха приводит к снижению производительности установки. !

Известны также воздухоохладители, работающие в режиме выпадения росы, т. е. воздух на выходе из испарительных секций воздухоохладителя имеет температуру 2-3 С. В процессе трансо портировки воздуха происходит его нагрев за счет теплообмена с окружающей средой, а также за счет трения и сжатия его в вентиляторе. Температура воздуха, поступающего в слой зерна, составляет обычно 5-10 С, Это о, определяет большую длительность охлаждения зерна до температур, обеспечивающих его безопасное хранение, а в ряде случаев охлаждение зерна до требуемых температур связано с большими потерями холода. Сократить по тери холода при охлаждении зерна можно осуществляя процесс охлаждения в плотном гравитационно движущемся слое.

Этот способ в настоящее время применяется в непрерывно действующих

25 охладителях зерна шахтного. либо жалюэийного типа. При этом охлаждающий воздух проходит либо одну, либо последовательно две камеры (предварительного и окончательного) охлаждения зерна (2), В подобных охладителях процесс охлаждения осуществляется в основном за счет конвективного теплообмена между движущимся плотным слоем зерна и ох35 лаждающим воздухом. Вследствие слабого перемешивания плотного зернового слоя и незначительного коэффициента теплопроводности зерновой массы процесс охлаждения характеризуется не40 высоким коэффициентом теплопередачи между воздухом и зерновым слоем, что определяет недостаточное охлаждение зерна, выходящего иэ шахты окончательного охлаждения, Существенным недостатком охладителей с плотным гравитационно движущимся слоем является также неравномерное охлаядение зерна и большие потери холода с. выходящил1 из слоя неполностью отработавшим воздухом.

Наиболее близким к предлагаемому являются способы охлаждения сыпучего материала в кипящем слое с использованием конвективно-кондуктивного теплоотвода, в которых отбор тепла 55 из кипящего слоя осуществляют с помощью охлаждающих поверхностей, причем с целью плавного и надежного регулиl 4 рования отбора тепла из кипящего слоя охлаждающие поверхности перемещают внутри слоя в вертикальной плоскости.

Использование дополнительного подвода холода в слой позволяет проводить процесс охлаждения при температурах, не приводящих к ухудшению качества зерна (3$.

Однако использование этих способов для охлаждения зерна имеет недостатки. Для крупных частиц, например зерен риса, основным в кипящем слое является передача тепла от воздуха к стенке. В связи с этим температура воздуха, выходящего из кипящего слоя при конвективно-кондуктивном охлаждении имеет низкие значения, что приводит к потере холода в процессе охлаждения °

Цель изобретения — повышение степени охлаждения отдельных зерен и сокращение потерь холода.

Указанная цель достигается тем, что перед продувкой в кипящем слое материал предварительно продувают отработавшим в кипящем слое воздухом при перемещении материала в плотном слое, причем воздух подают в кипящем слое с температурой 0-10 С, не прео вышающей температуру охлаждающих поверхностей,и относительной влажностью

/ не превышающей равновесную влажность зерна, Кроме того, скорость продувки воздуха в плотном подвижном слое в .

l,5-3 раза меньше, а в кипящем в 1,53 раза больше критической скорости псевдоожижения.

На чертеже схематически изображена установка, в которой осуществляется предлагаемый способ.

Установка содержит бункер 1 сырого зерна, теплообменник 2 с плотным подвижным слоем, теплообменник 3 с кипящим слоем, в котором размещена ох,лаждающая поверхность 4, охладитель

5 рассола и воздухоохладитель 6.

Установка работает следующим обра— эом.

Сырое зерно температурой 20-25 С и влажностью 18-20Х из накопительно—

ro бункера 1 попадает последователь но в теплообменники 2 и 3. В теплообменнике 3 кипящего слоя, являющемся камерой окончательного охлаждения, зерно обрабатывают охлажденным воздухом с температурой 0-10 С и относио тельной влажностью 60-95Е при скорос— ти фильтрации воздуха, превышающей скорость псевдоожижения в 1,5-3 ра5 8 за, В теплообменнике 2 плотного под-. вижного слоя, являющемся камерой предварительного охлаждения, зерно обрабатывают воздухом, выходящим из камеры окончательного охлаждения (теплообменника 3) с температурой, не превышающей начальную на 3-5ОС, при скорости фильтрации воздуха в 1,5-3 раза меньшей критической скорости псевдоожижения. Искусственно охлажденный воздух иэ воздухоохладителя б подают противоточно потоку зерна и после прохождения последовательно теплообменников 3 и 2 выводят в атмосферу. В теплообменнике 3 располагают охлаждающие поверхности 4, в которые подают рассол иэ охладителя 5 по замкнутому контуру, Температуру охлаждающих поверхностей поддерживают минимально возможной и определяют из условия предотвращения на них конденсации влаги.

Условие Vy = (1,5-3,0) 1 р обеспечивает в теплообменнике 3 кипящего слоя примерное равенство температур воздуха на входе и выходе из слоя, Тепло отводится в этом случае в основном охлаждающими поверхностями

4, а охлаждающий воздух способствует переносу холода внутри кипящего слоя и его перераспределению.

Охлаждение зерна в камере плотного подвижного слоя проводят непосредственно воздухом при перекрестном

его движении через слой эа счет конвективного тепло- и массообмена. Температура воздуха в процессе охлаждения повышается, и он выходит из слоя с температурой, примерно равной

: средней температуре зерна. При нагреве воздуха его относительная влажность уменьшается и при ее значений, меньшей равновесной для зерна, происходит его подсушивание. Условие 1(1,=

= (/(1,5-3,0) обеспечивает наиболее эффективное испарение влаги с поверхности зерновок при использовании тепла, аккумулированного самой зерновкой.

При проведении процесса охлаждения по предлагаемому способу исключается конденсация влаги на охлаждающих поверхностях. В зависимости от влажности поступающего на охлаждение риса-зерна относительную влажность воздуха, входящего в кипящий слой, изменяют в диапазоне 60-95, что предотвращает увлажнение зерна при его охлаждении, а это недопустимо, так

Использование предлагаемого способа охлаждения зерна сельскохозяйственных культур позволяет охладить зерна до температур, обеспечивающих его безопасное хранение при использовании существующих воздухоохладительных установок, сократить продолжительность охлаждения вследствие интенсификации процесса охлаждения, потери искусственного охлажденного воздуха с отходящим из охладителя воздухом, а также повысить равномерности охлаждення зерна.

Формула и эобр ет ения

1. Способ охлаждения сыпучих материалов, преимущественно риса-зерна, путем продувки материала воздухом в кипящем слое при кондуктивном

26171 6 как при дальнейшем хранении сконденсировавшаяся на его поверхности влага приводит к интенсификации фиэикобиохимических процессов и ухудшению исходного качества зерна.

Поскольку при охлаждении зерна в кипящем слое относительная влажность и температура воздуха существенно не изменяются, то в плотном под1О вижном слое происходит сушка зерна при повышении температуры воздуха за счет теплообмена с зерном.

Пример. Температура атмосферного воздуха 25 С, относительная влажность 60-70Х, Температура свежеубранного зерна риса 25 С, его влажность 18, Атмосферный воздух после охлаждения в воздухоохладителе на входе в кипящий слой имеет температуру 8 С, о на входе в плотный слой — 10 С и на выходе из плотного слоя — 22 С, Отноо сительная влажность воздуха на всех этапах охлаждения не меняется и сос25 тавляет 70, Температура охлаждающих о поверхностей составляет 6 С, скорость фильтрации возцуха в кипящем слое

1,7 м/с, в плотном подвижном слое

0,5 м/с.

В плотном слое температура зерна

30 о о понижается с 25 С до 20 С и влажностьс 18,0 . до 17 б в кипящем слое темо пература зерна понижается с 20 С до

10 С и влажность — с 17,6 до 17,5, По описываемой технологии строится экспериментальный производственный охладитель зерна, который будет испытан в 1980 г, 8? 6171 отборе т пла посредством охлаждающих поверхностей, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повышения степени охлаждения отдельных зерен и сокращения потерь холода, перед продувкой в кипящем слое материал предваритеЛьно продувают отработавшим в кипящем слое воздухом при перемещении материала в плотном слое, причем воздух подают В кипящий слОЙ с температурой 0-10 С, не превышающей температуру охлаждающих поверхностей, и относительной влажностью, не превышающей равновесную влажность зерна, 2. Способ по п. !, о т л и ч а— ю шийся тем, что скорость продувки воздуха в плотном слое в !,53 раза меньше, а в кипящем в 1,5-3 раза больше критической скорости псевдоожиже ния °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Микшис Г.Г. и др, Производство быстроэамороженных пищевых продуктов.

M., ЦНИИТЭИПищепром, 197!, с. 56.

2. Резчиков В.А. и Каткова В. Н, Рециркуляционные эерносушилки. M., ЦНИИТЭИ Мингаэа СССР, !977, с. 12.

3. Авторское свидетельство СССР

¹ 278549,.кл. Г 26 В 17/10, 1968.

ВНИИПИ Заказ 2427/52

Тираж 740 Подписное филиал ППП "Патент", г,ужгород,ул.Проектная,4