І убутку зерна (насіння) після сушіння. Сушка зерна і насіння в планові тонни


  • II. Заходи, що виконуються при появі небезпеки радіоактивного зараження (після застосування противником ядерної зброї або радіаційної аварії).
  • А) Витрати, вироблені в даний час і підлягають списанню в наступні періоди;
  • А. Сміт про наслідки втручання держави в економіку
  • АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ активного вентилювання ЗЕРНА

    • мета заняття - навчитися розраховувати фактичну продуктивність зерносушарок і спад маси зерна після сушіння.

    Продуктивність зерносушарок при оптимальному режимі сушки залежить від початкової і кінцевої вологості зерна, виду оброблюваної культури і цільового призначення зерна. Для сушарок різних марок встановлені єдині часові норми виробітку в так званих планових (умовних) тоннах. Плановою одиницею вважається 1 т просушеного зерна продовольчої пшениці при зниженні вологості на 6% (з 20 до 14%).

    Фактична розрахункова продуктивність зерносушарки (П ф, т / год) визначається за формулою

    де П п - паспортна продуктивність сушарки, т / год;

    До е - коефіцієнт еквівалентності культури, який показує

    влагоотдающую здатність культури по відношенню до пше-

    До ц - коефіцієнт цільового призначення партії;

    До п - коефіцієнт перекладу висушеного зерна з фізичних в

    планові тонни в залежності від вологості партії до і пос-

    ле сушки (табл. 1.13).

    Влагоотдающая здатність пшениці прийнята за 1,0. Влагоотдающая здатність інших культур відповідає коефіцієнту К в: овес, соняшник, ячмінь - 1,0; жито - 1,1; гречка - 1,25; пшениця сильної і цінних сортів - 0,8; кукурудза - 0,6; ячмінь пивоварний - 0,6; просо - 0,8; горох - 0,5; боби, люпин, квасоля - 0,1 - 0,2.

    При сушінні насіннєвих партій продуктивність сушарок розраховують за коефіцієнтом К ц, який дорівнює 0,5. У продовольчо-фуражних партій він дорівнює 1.

    Спад в масі зерна при сушінні (усушка) визначається за формулою

    де X - відсоток убутку зерна після сушіння;

    a - вологість зерна до сушіння,%;

    b - вологість зерна після сушіння,%.

    Спад в масі зерна при сушінні визначається по кожному пропуску зерна окремо.

    Т а б л і ц а 1.13. Коефіцієнти переведення маси просушеного зерна

    в планові тонни

    Вологість,% Коефі-цієнт Вологість,% Коеффі- циент Вологість,% Коефі-цієнт
    до сушіння після сушіння до сушіння після сушіння до сушіння після сушіння
    0,54 0,69 1,46
    0,67 0,52 1,29
    0,49 1,20 1,15
    0,80 1,12 1,01
    0,62 0,96 0,91
    0,92 0,82 0,80
    0,74 0,68 1,43
    1,00 0,51 1,23
    0,87 1,31 1,13
    0,72 1,17 1,00
    0,54 1,10 0,93
    1,10 0,93 0,78
    0,97 0,80 0,39
    0,85 – – – – – –


    Приклад. Встановити режим сушіння насіння ячменю на зерносушарці СЗШ-16 з початковою вологістю 22%, маса оброблюваної партії становить 30 т. Знайти масу насіння після сушіння.

    Насіння ячменю сушаться до стандартної вологості 15,5%. У процесі сушіння необхідно зняти 6,5% зайвої вологи (22% - 15,5% \u003d 6,5%). При сушінні насіння зернових культур допускається за один пропуск знімати не більше 4-5% вологи. Таким чином, при сушінні даної партії потрібно зробити дві перепустки. При першому пропуску насіння висушуються до вологості 18% (22% - 4%), при другому - до 15,5% (18% - 2,5%).



    Температурний режим згідно табл.1.8 потрібно встановити наступний: температура нагрівання насіння при першому пропуску - 43 о С, при другому - 45 о С, температура теплоносія при першому пропуску - 60 о С, при другому - 70 о С.

    Фактичну продуктивність сушарки СЗШ-16 знаходимо по формулі

    при наступних значеннях: П п - 16 т / год; До е - 1,0; До ц - 0,5; До п - 1,2.

    П ф т / год.

    Час, необхідний для сушіння партії 30 т, дорівнюватиме:

    30 ÷ 6,7 \u003d 4,5 год.

    Спад при сушінні даної партії складе при першому пропуску:

    Спад при другому пропуску буде дорівнює:

    Маса насіння ячменю після першого пропуску буде дорівнює:

    т.

    Маса насіння ячменю після другого пропуску через сушилку складе:

    Таким чином, при сушінні насіння ячменю вологістю 22% на сушарці СЗШ-16 необхідно зробити два пропуску, температура нагрівання насіння встановлюється в розмірах відповідно 43 і 45 о С, температура теплоносія - 60 і 70 о С. На сушку партії масою 30 т буде потрібно 4 , 5 ч при фактичній продуктивності сушарки 6,6 т / год. Після сушіння буде отримано 27,19 т насіння ячменю стандартної вологості.

    Т а б л і ц а 1.14. Розрахунок фактичної продуктивності і часу сушки

    Т а б л і ц а 1.15. Спад маси зерна при сушінні

    Завдання 3.Ознайомитися і описати методи контролю за режимами сушіння.

    Матеріали та обладнання:табличний матеріал, завдання для розрахунків, література.

    Сушка є основною технологічною операцією по приведенню зерна і насіння в стійке при їх зберіганні стан. Тільки після того, як із зернової маси видалена вся надлишкова волога (тобто вільна вода) і зерно доведено до сухого стану (вологість повинна бути нижче критичної), можна розраховувати на його надійне зберігання протягом тривалого періоду часу.

    У південній зоні (незважаючи на сухий клімат) доводиться щорічно сушити зерно і насіння пізно збираних культур (кукурудзи, сорго, рису, соняшнику, сої), а в окремі роки і ранніх зернових культур, особливо зерно, яке отримують при обкосив полів.

    Всі способи сушіння засновані на сорбційних властивостях зернової маси, тобто при сушінні створюються умови, що сприяють десорбції (виділення) води і водяної пари з зерна та насіння.

    Сушка зерна і насіння заснована на двох принципах:

    Видалення вологи з зерна без зміни її агрегатного стану і без підведення тепла;

    Зі зміною агрегатного стану вологи в зерні (шляхом перетворення рідини в пар) за допомогою підведення тепла.

    На першому принципі заснований сорбційний спосіб сушіння, при якому вологе зерно змішується з влагопоглинаючими матеріалами (тирсою, силікагелем, хлористим кальцієм, сульфатом натрію) або з більш сухим зерном. Різновидом цього способу є Хімічна сушка. Її найбільш доцільно застосовувати для зниження вологості насіння бобових культур (вика, горох, соя, квасоля). Внаслідок своїх морфологічних особливостей (щільні насінні оболонки) і хімічного складу (високий вміст білка) ці насіння дуже погано віддають вологу при тепловій сушці. Нагрівати їх сильно не можна, так як вони сильно розтріскуються. Саме для таких культур і розроблений хімічний спосіб сушіння. У нашій зоні він застосовується вкрай рідко, але з його технологією необхідно ознайомитися.

    Метод цей заснований на високій водопоглотительной здатності деяких хімічних речовин, зокрема, технічного сульфату натрію (Na2SO4) або природного озерно-морського мінералу - мірабіліту. Ці речовини повинні мати перед їх використанням вологість 1-5%.

    Сушку ведуть, змішуючи порошок з насінням. При початкової вологості зернової маси 20% на 1 т насіння беруть 60 кг безводного порошку зазначених вище препаратів. При вихідної вологості насіння 25% беруть 120 кг на тонну, при 30% - відповідно 180 кг.

    Змішування ведуть на майданчику під навісом. Суміш насіння з препаратом потрібно регулярно перемішувати, так як процес відібрання води у насіння супроводжується підвищенням температури. Перемішування виробляють 3-4 рази за добу. Тривалість сушіння - 5-10 діб, в залежності від початкової вологості насіння. Після висушування сорбент відокремлюють від зернової маси на будь-якої сепаруючої зерноочисної техніки. Препарат після використання має дуже високу вологість - 40-50%. Повторне його застосування можливе лише після його висушування, використовуючи сушарки, або на наступний рік після висушування його на сонці.

    Висока вартість і трудомісткість хімічного способу сушіння обмежує його застосування.

    На другому принципі засновані контактний, радіаційний і конвективний способи сушіння та передачі тепла.

    Контактний (кондуктивний) спосіб грунтується на безпосередньому контакті (зіткненні) висушується з нагрітою поверхнею і отриманні тепла від неї за рахунок теплопровідності. Цей спосіб вимагає великої витрати палива, не забезпечує необхідної рівномірності сушки, малопроизводителен, а тому має обмежене застосування.

    радіаційнийСпосіб сушіння полягає в тому, що теплота підводиться до висушують зерну у вигляді променевої енергії від сонячних або інфрачервоних променів. прикладом є Повітряно-сонячна сушка, коли волога випаровується тільки через поверхню насипу зернової маси під впливом сонячної радіації і вітру. Чим тонше шар зерна, тим інтенсивніше йде його висушування. Тому при сушінні зерна пшениці та ячменю висота його шару повинна бути не більше 20 см, а для дрібнонасінних культур - 5-10 см.

    Майданчик для повітряно-сонячного сушіння зерна повинна мати асфальтове покриття. Грунтові або бетонні майданчики необхідно ізолювати від зерна плівкою, щоб уникнути зволоження його нижніх шарів від вологи грунту. Зерно на майданчику краще розсипати нерівним шаром, а гребенями зі спрямуванням їх з півдня на північ.
    У цьому випадку значно збільшується площа поверхні зернового насипу і створюється різниця в парціальному тиску водяної пари між підставою і вершиною гребеня, що сприяє більш інтенсивному випаровуванню вологи.

    В умовах Криму в літню пору поверхню насипу зерна прогрівається сонячними променями до 50-55 ° С, а іноді і більше. В цьому випадку нагрівається у поверхні повітря піднімається вгору, несучи з собою випаровується із зернової маси вологу. Особливо інтенсивно цей процес відбувається в вітряну погоду, так як пари води при цьому не затримуються над поверхнею зерна.

    При дотриманні правил повітряно-сонячного сушіння вологість зерна в сонячну вітряну погоду в нашій зоні можна знизити за день на 3-4%. Чим вологіше зерно, тим більше вологи може бути видалено з нього. Слід мати на увазі, що в процесі повітряно-сонячного сушіння, поряд з переміщенням вологи до поверхні насипу зерна, відбувається і зворотний процес - переміщення її в самі нижні шари внаслідок явища термовлагопроводності з утворенням там конденсату, що буває помітно навіть на дотик. Тому для успішної сушки необхідно зернову масу періодично (через 2-3 години) перелопачувати, перемішуючи нижні шари з верхніми, вже висохлими. У разі необхідності повітряно-сонячну сушку можна продовжити і на наступний день. Тільки на ніч необхідно зібрати зерно в купу і вкрити її брезентом або плівкою.

    Повітряно-сонячна сушка широко застосовується в господарствах південної зони внаслідок її простоти, низькою трудомісткості і затратності. При цьому не тільки не потрібно дороге паливо для теплових сушарок, але і виявляється позитивний вплив на зернову масу. По-перше, в зерні енергійніше йдуть процеси післязбиральної дозрівання. По-друге, при опроміненні зерна сонцем відбувається часткова або навіть повна стерилізація зернової маси від мікроорганізмів, особливо від найбільш небезпечних з них - цвілевих грибів. По-третє, важливим позитивним ефектом цього способу сушіння є знезараження зернової маси від кліщів і комах: при висоті насипу 4-5 см в умовах Криму вони гинуть практично повністю.

    Різновидом повітряно-сонячного сушіння можна вважати перекидання партії зерна зерномета і зернонавантажувача з одного бунту в інший. Цей прийом дозволяє швидко знизити фізіологічну активність зернової маси внаслідок її підсушування та охолодження (в разі, якщо температура повітря нижче температури зерна).

    конвективнийСпосіб сушіння - це спосіб, при якому тепло передається зерну конвекцією від рухомого агента сушіння (підігрітого повітря або суміші його з топковим газами). Агент сушіння поряд з передачею тепла поглинає і видаляє вологу з зерна. За цим способом працюють сушарки різних конструкцій. теплова сушка зерна в зерносушарках є найбільш продуктивною і технологічно ефективною, хоча і досить дорогим.

    При конвективному способі теплопередачі головною технологічною характеристикою є стан шару зерна в процесі його сушіння і охолодження. Шар зерна може перебувати в нерухомому і в рухомому станах.

    При сушінні в нерухомому стані швидкість руху зерна дорівнює нулю, а швидкість руху агента сушіння менше критичної швидкості частинок зернової маси. Цей принцип використовують в жалюзійних, лоткові, стелажних, камерних сушарках періодичної дії і в установках для активного вентилювання. Основні параметри таких сушарок: температура агента сушіння 35-40 ° С, тобто нижче гранично допустимої температури нагріву зерна і насіння, з'їм вологи 0,5-1,5% за 1 год, витрата теплоти 8000-20000 кДж на 1 кг испаренной вологи . Сушарки цього типу мають низький ККД і не забезпечують необхідну рівномірність сушіння.

    При сушінні в рухомому стані швидкість руху зерна більше нуля, а швидкість агента сушіння менше критичної швидкості частинок, що висушується зернової маси. Цей принцип покладено в основу роботи шахтних, рециркуляційних, барабанних сушарок безперервної дії. Температура агента сушіння в цих сушарках висока, а витрата теплоти становить всього 5000-6000 кДж на 1 кг испаренной вологи. Вони забезпечують швидку і рівномірну сушку зерна і насіння.

    Умови та закономірності теплової сушки.

    Сушка зерна - це складний тепломасообмінних процесів. На випаровування з нього вологи витрачається суворо певну кількість тепла. Отже, щоб сушити, необхідно забезпечити безперервне і одночасне надходження до зерновій масі тепла і повітря, який буде поглинати випарувалася вологу і відводити її за межі зернової маси. Сушка можлива лише тоді, коли тиск водяної пари всередині зерна або над його поверхнею вище, ніж у навколишньому середовищі. А це відбувається при підвищеній температурі зерна. Якщо температура поверхні зерна дорівнює температурі сушильної камери, то процес сушіння (випаровування вологи) припиняється.

    Тепло до зерна підводять, головним чином, за допомогою повітря, тому він отримав назву агент сушіння. Нагріте в топковому пристрої агент сушіння забезпечує передачу тепла зерну. Повітря одночасно поглинає вологу, що випарувалася з поверхні або з внутрішніх шарів зерна, і відводить її за межі зернової маси. Агент сушіння надходить в сушильну камеру гарячим і сухим і виходить з неї насиченим вологою і охолодженим. За допомогою агента сушіння відбувається масообмін (обмін води) і теплообмін (обмін енергії).

    В якості агента сушіння використовують не тільки нагрітим чи ненагретий повітря, але і суміш топкових газів із зовнішнім повітрям. Для отримання заданої температури агента сушіння суміш складають зазвичай з однієї частини топкових газів з температурою 1000 ° С і
    20-30 частин атмосферного повітря. Якщо топка сушарки працює з порушенням режиму, можливо потемніння зерна і поява у нього димного запаху.

    Зерно, як відомо, містить вільну і пов'язану вологу, яка з тієї чи іншої міцністю утримується колоїдами білка, крохмалю та інших органічних речовин. Чим вище вологість зерна, тим більше в ньому вільної води і тим менше треба енергії для її видалення. При вологості зерна вище 20% вода випаровується майже так само легко, як і з вільною поверхні. У міру зниження вологості витрати тепла на видалення кожного наступного відсотка вологи зростають. Особливо важко видаляти вологу при вологості зерна від 16% до сухого стану. Ці відмінності по влагоотдающей здатності зерна різної вологості впливають на продуктивність сушарок.

    Процес сушіння зерна можна представити у вигляді трьох періодів.

    1. Порівняно короткий період прогріву, коли сушка уповільнена через зниженої температури зерна.

    2. Після прогріву настає період постійної, максимально високої швидкості сушки, коли випаровування вологи з поверхні зерна ще не обмежується її припливом з внутрішніх шарів. Швидкість процесу сушіння визначається здатністю зерна до Влагоотдача при даній температурі нагріву і параметрами агента сушіння: його температурою, вологістю, швидкістю руху. Швидкість сушіння і температура зерна в цей період постійні. Кількість води в зерні змінюється з постійною швидкістю. Отработавший агент сушіння максимально насичений вологою в цей період. Чим вище вихідна вологість зерна, тим вище швидкість сушіння.

    3. Період спадної швидкості сушіння, починається з моменту, коли приплив вологи з центральних частин зерна відстає від швидкості її випаровування, і на поверхні зерна утворюються ділянки, недостатньо насичені вологою. Швидкість сушіння визначає вже не здатність повітря поглинати вологу, а все зменшується швидкість, з якою зерно віддає вологу, в результаті чого відпрацював повітря йде з сушарки недонасищенним вологою. У цей період швидко збільшується температура зерна спочатку з поверхні, потім всередині, також швидко зменшується швидкість сушіння. У заключній частині етапу швидкість сушіння зерна падає до нуля. Вологість зерна поступово знижується і встановлюється на постійному рівноважному рівні, значно погіршується використання здатності агента сушіння до поглинання вологи, і різко зростають витрати палива
    на видалення кожного кілограма води.

    Після сушіння зерно охолоджують. Для цього на завершальному етапі сушіння зерно обробляють холодним повітрям. Температура зерна після охолодження не повинна перевищувати температуру навколишнього повітря більш ніж на 10-15 ° С.

    Швидкість сушіння зерна даної культури до певної вологості визначається, головним чином, кількістю агента сушіння і його температурою. Практично всі сушильні пристрої проектуються з таким розрахунком, щоб пропускати через зернову масу максимальну кількість агента сушіння. Таким чином, досить важко прискорити сушку за рахунок збільшення подачі нагрітого повітря понад розрахункової норми його витрати. Тому основним фактором прискорення сушки, доступним виробничнику, є підвищення температури агента сушіння в тих межах, які можливо застосувати для сушки конкретної партії зерна або насіння при повному збереженні їх якості. При підвищенні температури агента сушіння і нагрівання зерна процес сушіння прискорюється. Чим вище температура зерна, тим легше випаровується вода. Крім того, з підвищенням температури агента сушіння різко зростає його здатність поглинати вологу. При повному насиченні вологою 1 м3 повітря може утримувати 17 г парообразной води при температурі 20 ° С і відповідно 31 г при 30 ° С, 83 г при 50 оС, 200 г при 70 ° С і 420 г при 90 ° С. Однак, якщо перевищити відомі межі нагріву зерна, воно буде зіпсовано - насіння втратять схожість, продовольче зерно не можна буде використовувати для отримання борошна та доброякісного хліба, зерно фуражного призначення втратить свої кормові гідності.

    2.2.3. Типи зерносушарок і технологія сушки.

    У сільському господарстві в основному застосовуються шахтні і барабанні зерносушарки, які працюють як автономно, так і входять до складу зерносушильних комплексів КЗС. На хлібоприймальних підприємствах також використовуються високопродуктивні рециркуляційні сушарки. Господарства південної зони, як правило, погано укомплектовані зерносушильної технікою. У Криму зерносушарки мають лише ті господарства, які займаються вирощуванням рису.

    Технологія сушіння зерна в шахтних зерносушарках.

    У сільськогосподарському виробництві для сушіння зерна та насіння найбільш широко використовуються високопродуктивні шахтні зерносушарки СЗШ-8, СЗШ-16 і СЗШ-16А. Сушильна камера сушарок є, вежу, у якій висота в кілька разів перевищує розміри сторін поперечного перерізу.

    Шахтні сушарки є установками безперервної дії. При сталому режимі роботи зерно безперервно надходить у верхню частину шахти і також безперервно закінчується з неї в нижній. Зерно рухається за рахунок сили тяжіння і сипучості зернової маси. Агент сушіння рухається поперек потоку зерна (рис. 2.6).

    Мал. 2.6. Технологічна схема шахтної зерносушарки

    1 - шахти; 2 - вентилятор; 3 - дифузор; 4 - напірна камера агента сушіння;
    І - зерно;ІІ - агент сушіння

    Завдяки тому, що шар зерна в шахті кілька розпушений, і зерно при русі повертається в різних напрямках, поліпшується його взаємодія з агентом сушіння і прискорюється влагообмен. Швидкість руху зерна і час знаходження його в шахті регулюють за допомогою випускного пристрою. Тривалість перебування зерна в шахті приблизно 40 хвилин, і за один пропуск його вологість знижується на 4-6%.

    Щоб сушка зерна проходила у всьому обсязі шахти, її обладнають спеціальними каналами-коробами, які ніби поділяють насип на окремі пласти товщиною 100-150 мм, що відповідають товщині зони сушки. До кожного такого пласту підходить свіжий агент сушіння і після насичення вологою виводиться за межі шахти. У найпростішому вигляді короб являє собою п'ятикутний канал з листового металу з відкритою нижньою межею. Короба встановлюють в шахті рядами (в шаховому порядку) по всій її висоті. Для кожного короба в стінах шахти вирізане відповідне його перетину отвір, через яке підводиться свіжий агент сушіння, і в цьому випадку короб називається подводящим, або відводиться відпрацював агент сушіння - відвідний короб. Вхідні отвори підвідних коробів зазвичай виходять в бік топкового пристрою, а вихідні отвори відвідних коробів - в протилежну. У всіх підвідних і відвідних коробів один торець є глухим. Число підвідних і відвідних коробів зазвичай однакове, і вони чергуються або цілими рядами або в кожному ряду.

    Важливе технологічне гідність шахтних сушарок полягає в тому, що в них можна в широких межах регулювати тривалість перебування зерна в сушильній камері і досить надійно забезпечувати підтримку заданого температурного режиму сушіння зернової маси.

    Завдяки наявності коробів весь обсяг зерна в шахті є зоною сушки, в якій відбувається безперервний процес випаровування вологи, що викликає зниження температури зерна. Отже, в шахтних сушарках температура зерна практично завжди нижче, ніж температура надходить агента сушіння, і тому його можна нагрівати сильніше, ніж в найпростіших камерних сушарках. В результаті з'являється можливість значно інтенсифікувати сушіння зерна без погіршення його якості. Залежно від виду зерна, його вологості, цільового призначення температуру агента сушіння в шахтних сушарках підтримують на рівні 60-120 ° С.

    Дуже зручна в експлуатації і рекомендується для фермерських господарств пересувна шахтна зерносушарка К4-УС2-А продуктивністю 10 т / год, змонтована на шасі автомобільного причепа МАЗ-8925. Сушарка має дві шахти, в кожній з яких встановлені по 6 рядів коробів, встановлених в двох сушильних і однієї охолоджуючої зоні.

    Шахтні сушарки мають серйозні технологічні недоліки. Головний з них полягає в обмеженому зніманні вологи за один пропуск зерна через шахту, рівному 4-6%. Тому для повного висушування зерна іноді доводиться проводити обробку в кілька прийомів. Перетримка частково просушеного зерна
    в очікуванні повторних пропусків через сушилку є причиною зниження його якості.

    У шахтних сушарках складно сушити зерно вологістю вище 25% і особливо вище 30%. Дана зернова маса має погану сипкість і схильна до зависання між коробами. Це збільшує тривалість обробки, перегрів і навіть псування зерна, а іноді загоряння легких органічних домішок. Для поліпшення проходження зерна через шахту його необхідно попередньо очистити від великих соломистого домішок і рослинних залишків. Поліпшенню процесу сушіння сприяє також очищення зернової маси і від дрібних фракцій домішки, що закупорюють міжзернові простору.

    Технологія сушіння зерна в барабанних зерносушарках.

    У сільському господарстві широко використовуються для сушіння зерна стаціонарні барабанні сушарки СЗСБ-8 і СЗСБ-8А продуктивністю 8 т / год, а також пересувні барабанні сушарки
    СЗПБ-2,5 продуктивністю 2,5 т / год. Хороші результати дає використання сушарок СБ-1,5, встановлених на токах господарств в комплексі з агрегатом АВМ-1,5.

    Сушильна камера барабанних зерносушарок виготовляється у вигляді циліндра, що обертається (барабана), що дозволяє успішно сушити засмічений, малосипкого матеріал (рис. 2.7). Сушарка для білизни обладнаний підйомно-лопатевої системою. Лопаті барабана в процесі обертання захоплюють зерно і піднімають його вгору. Потім зерно вільно зсипається після досягнення нею кута ската. Агент сушіння переміщується вздовж осі барабана і активно взаємодіє з зерном в процесі його пересипання. Завдяки гарному контакту агента сушіння з зерном представляється можливим за більш короткий термін, ніж в шахтних сушарках, видалити 3-5% вологи, використовуючи для цього більш інтенсивний нагрів.

    Час перебування зерна в барабані 15-20 хвилин. Температура агента сушіння при сушінні зерна насіннєвого призначення повинна бути 100-110 ° С, а при обробці продовольчого або фуражного зерна 180-250 ° С.

    Мал. 2.7. Барабанна сушарка СЗСБ-8

    1 - топка; 2 - завантажувальна камера;
    3 сушильний барабан; 4 - охолоджувальна колонка

    У барабанній сушарці практично не регулюється тривалість сушіння. Час перебування зерна в барабані і швидкість його переміщення по барабану визначаються інтенсивністю потоку агента сушіння і механічним підприєм шару зерна, що надходить в барабан. Це серйозний технологічний недолік барабанних сушарок. Для повного висушування зерна підвищеної вологості його пропускають через сушилку кілька разів або використовують послідовно декілька сушарок. Так як зерно в барабані піддається підвищеним температурним і механічним впливам, ці сушарки не рекомендується використовувати для сушіння насіння, схильних до розтріскування (горох та інші бобові, кукурудза). Для сушіння насіннєвого зерна краще використовувати шахтні або камерні сушарки.

    Технологія сушіння зерна в рециркуляційних зерносушарках.

    У цих сушарках зерно багаторазово проходить цикли нагріву, зволоження і проміжного охолодження, після чого частина рециркулюючого зерна остаточно охолоджують і направляють в склад. Одночасно з випуском просушеного і охолодженого зерна в сушарку надходить відповідне кількість сирого зерна, так що загальна маса рециркулюючого зерна залишається постійною. Число циклів, які має пройти просушують зерно, залежить від необхідного загального зниження вологості, а також від зниження вологості за один цикл.

    У рециркуляционной сушарці зерно в камеру нагріву рівномірно надходить з бункера з завантажувальним пристроєм і падає у вигляді дощу в потоці агента сушіння, нагрітим до температури 250-350 ° С. При цьому зерно контактує з таким гарячим агентом сушки тільки протягом 2-3 с і тому нагрівається до температури не вище
    55-60 ° С. Потім нагріте зерно надходить в бункер для зволоження на 10-12 хвилин, де відбувається вирівнювання температури і частковий перерозподіл вологи між окремими зернами. Після охолодження, видалення частини висушеного зерна і додавання нових порцій сирого зерна нагрівання повторюється. Внаслідок гарного перемішування зернової маси при рециркуляції зерно просушується рівномірно, якість його зберігається, а вологість може бути знижена на 10-12% і більше. І що особливо важливо, не слід перед сушінням формувати партії зерна по вологості, як в шахтних зерносушарках.

    Режими сушіння зерна.

    під режимом сушіння слід розуміти рекомендовану температуру агента сушіння і гранично допустиму температуру нагрівання зерна та насіння. Також необхідно контролювати загальну тривалість сушіння і встановлювати число пропусків зерна через сушарку, або циклів сушіння.

    Режим сушіння визначається:

    - родом і видом зерна і насіння, або культурою;

    - вихідною вологістю зерна і насіння;

    - цільовим призначенням і якістю зерна та насіння;

    - конструкцією і типом зерносушарки.

    Головна складність сушки зерна полягає в тому, щоб працювати при використанні гранично допустимих температур нагрівання агента сушіння і нагрівання зерна, забезпечити максимальну продуктивність сушарки при повному збереженні якості продукції. Перевищення встановлених температур нагрівання агента сушіння і зерна веде до псування продукції, застосування надто м'якого режиму обробки знижує продуктивність сушарок.

    Температурна стійкість зерна при сушінні визначається, головним чином, температурної стійкістю його білкових речовин. Перевищення припустимої температури нагрівання зерна викликає коагуляцію білка, втрату життєвих функцій насіння і здатності їх до проростання, а у зерна пшениці - різке погіршення розтяжності білків ендосперму, зниження кількості і якості клейковини. Насіннєве зерно необхідно сушити при більш м'якому температурному режимі, так як білки зародка менш стійкі до нагрівання і, крім того, зародок знаходиться безпосередньо під оболонкою, прогрівається і висихає в першу чергу. Тому норма вироблення при сушінні насіннєвого зерна в порівнянні з продовольчим знижується в 2 рази.

    Температурна стійкість зерна залежить від його початкової вологості. Білки сухого зерна більш стійкі до нагрівання, у міру підвищення вологості ця стійкість знижується. Тому сушку Високовологе зерна слід починати при м'якому температурному режимі і з кожним наступним пропуском через сушилку поступово посилювати його відповідно до встановлених рекомендаціями, тобто застосовувати ступінчастий режим сушки.

    На температуру нагрівання впливає вихідне якість зерна. Продовольче зерно пшениці зі слабкою клейковиною в процесі сушіння при кілька більш високій температурі його нагріву покращує свою якість внаслідок підвищення пружності клейковини. Зерно пшениці з міцною клейковиною необхідно сушити особливо обережно, при зниженій температурі нагріву, інакше клейковина стане кришиться, а зерно - непридатним для хлібопечення.

    Для правильної експлуатації сушарок важливо розрізняти температуру нагрівання зерна і температуру агента сушіння. Температура агента сушіння майже завжди вище температури зерна. Зерно охолоджується, якщо вода випаровується з його поверхні. Чим інтенсивніше випаровування, тим сильніше охолоджується зерно, і навпаки. Якщо температура зерна приймає температуру проходить по міжзернових простору повітря, це означає, що його сушка припинилася, і зерно прийняло рівноважну вологість по відношенню до цього повітрю. Відмінності між температурою агента сушіння і зерна змінюються в широких межах в залежності від типу сушарки. Наприклад, при обробці насіння на шахтних сушарках така різниця буде 20-30 ° С, на барабанних - 40-60 ° С, на рециркуляційних сушарках ще вище. При обробці продовольчого зерна ця різниця досягає
    70-100 ° С і більше.

    Таким чином, визначальним у збереженні якості зерна при сушінні, є температура його нагрівання. Температура агента сушіння повинна бути такою, щоб забезпечити підтримку заданої температури нагріву або насіння відповідно до їх вологістю, цільовим призначенням і вихідним якістю. Тому при сушінні зерна необхідно регулярно контролювати як температуру агента сушіння, так і температуру нагрівання зерна.

    Термостійкість сирого зерна невисока, тому температура нагріву зерна різних культур в залежності від вологості і цільового призначення змінюється в невеликих межах. Насіннєве зерно більшості культур при сушінні нагрівають до 40-45 ° С, зерно продовольчої пшениці до 45-55 ° С, зерно фуражного призначення до 50-60 ° С. На вибір температурного режиму сушіння крупносемянних зернобобових культур впливає їх специфічна особливість - погана вологовіддача і схильність до розтріскування.

    Насіння гороху, квасолі та інших культур мають знижену питому поверхню випаровування, що викликає пересушування поверхневих шарів насіння. При їх висушуванні відбувається ущільнення поверхневих шарів насіння, зменшення обсягу. Але так як зменшення обсягу спочатку відбувається лише в периферійних шарах насіння, а внутрішня частина залишається без зміни, це викликає великі фізичні напруги в насінні, і вони розтріскуються, спочатку тільки їхня оболонка, а потім і центральна частина. Тому насіння зернобобових культур сушать при більш м'яких температурних режимах, ніж насіння зернових культур. Нагрівання насіння бобових культур не повинен перевищувати 30-35 ° С. Відповідно знижується і продуктивність сушарок.

    Для попередження розтріскування насіння, а також для проведення обробки в найбільш вигідних умовах постійної швидкості сушіння доводиться обмежувати разовий з'їм вологи у більшості типів сушарок в межах 4-6%. У наступний період зволоження в очікуванні повторного пропуску через сушилку в зерні відбувається перерозподіл і вирівнювання вологості між центральною і периферійними частинами. Це забезпечує при повторній обробці сушку зерна при досить високій швидкості влагоотдачи. Однак обмежений з'їм вологи за один пропуск через сушарку різко ускладнює організацію процесу сушіння, змушує тимчасово зберігати недосушене зерно, що часто призводить до його псування. Це серйозний недолік сушарок шахтного та барабанного типу.

    Таблиця 2.1. Режим сушіння насіннєвого зерна

    Культура

    Вологість насіння до сушки,%

    Число пропусків зерна через сушарку

    барабанні

    Температура агента сушіння,
    оС

    Гранична температура нагріву насіння, оС

    Пшениця, жито,
    ячмінь,
    овес

    Гречка,
    просо

    горох,
    вика,
    Мал,
    кукурудза

    Примітка: температура агента сушіння у барабанних зерносушарок підтримується на рівні 90-130 оС; насіння ряду культур (зернові бобові, рис, кукурудза) з меншою термостійкістю або схильні до розтріскування не рекомендується сушити на установках барабанного типу.

    Таблиця 2.2. Режим сушіння продовольчого зерна

    Культура

    Вологість зерна
    до сушіння,%

    барабанні

    Температура агента сушіння,
    оС

    Гранична температура нагріву зерна, оС

    жито
    ячмінь

    горох,
    рис-зерно

    Соняшник

    Незалежно від вологості

    Незалежно від вологості

    Примітка: в барабанних сушарках температуру агента сушіння при сушінні продовольчого зерна встановлюють в межах 180-210оС, фуражного - до 250оС.

    Таблиця 2.3. Режим сушіння продовольчого зерна пшениці
    в шахтній зерносушарці

    якість зерна

    Вологість зерна
    до сушіння,%

    Пропуск через сушилку

    Гранична температура нагріву зерна, оС

    Гранична температура агента сушіння,
    оС

    З міцною клейковиною
    (ІДК до 40 од.)

    З хорошою клейковиною
    (ІДК 45-75 од.)

    Зі слабкою клейковиною
    (ІДК більше 80 од.)


    Вологість зерна - один з найбільш важливих показників його якості, який визначають відразу ж після прийому. Вода впливає на саме зерно і мікроорганізми на його поверхні. На вологому зерні швидше розвиваються мікроби, збільшується число кліщів, комах, відбуваються інші зміни.

    Вплив вологості на якість зерна
    Вологість - фактор, що показує частку поживних речовин зерна і тривалість його зберігання. Чим вищий вміст вологи в зерновій масі, тим менше вона містить поживних речовин і тим швидше псується. Надмірна кількість вологи призводить до активації фізіологічних, фізико-хімічних процесів. Зерно починає набухати, проростати, розщеплюються високомолекулярні біополімери, активізуються ферменти. Знижується натура, сипучість зерна, воно стає вразливим для механічних пошкоджень. Якщо вологим зерно залишається на тривалий термін, його зберігання і обробка стають неможливими. У будь-якому випадку, вихід зерна і якість продукції при використанні вологого сировини знижуються.

    Вміст води в зерні: пов'язана і вільна волога
    Зі сказаного вище очевидно, що для поліпшення якості зерна та полегшення його переробки необхідна сушка. Цю процедуру проводять, враховуючи конкретний стан зерна при вологості.
    Перш за все, вологість зерна визначається окремо від домішок, оскільки вологість різних культур відрізняється один від одного.

    Волога в зерні може бути:
    механічно пов'язаної (інакше називається вільної);
    фізико-хімічно зв'язаної;
    хімічно пов'язаної.

    Вільна вода видаляється із зернової маси найлегше. Якщо зберігання зернової маси організовано правильно, капельножидкой вологи в ній бути не повинно. Надмірна кількість вологи може утворитися при різких температурних перепадах або потрапити в зернову масу при несправних стіни, дах сховища, тобто в результаті порушення правил зберігання.
    Всередині самого зерна вода впливає на фізичні, хімічні, біологічні властивості зерна, які визначають його цінність. Виділити хімічно зв'язану воду можна, тільки порушивши структуру білків, жирів, вуглеводів, до складу яких вона входить. Молекули такої води вже не володіють властивостями розчинника, оскільки пов'язані з гідрофільними речовинами. Видалення зв'язаної води призводить до зміни технологічних особливостей зерна.

    Оцінка вмісту вологи

    Щоб визначити вологість зерна, використовується така класифікація:

    Сухе зерно;
    середньої сухості;
    вологе;
    сире.

    Ці оцінки мають різний вираз в залежності від культури. Для насіння бобових культур цей показник більше середнього, а для олійних, навпаки, менше.
    Різниця в показниках пояснюється хімічним складом і анатомічною будовою культури. Так, олійні містять велику кількість жиру, що не утримує воду. Тому вода в соняшнику, рицини та інших культурах утримується в великих кількостях в гидрофильной частини зерна і активізує біохімічні процеси.

    Критична вологість зерна
    У дуже сухому зерні інтенсивність дихання вкрай низька. Навпаки, сире зерно, якщо воно не охолоджене, має вільний доступ повітря, активно дихає, втрачаючи до 0,2% сухої речовини на добу.
    Рівень вологості, при якому в зерні виникає вільна волога, а також різко збільшується інтенсивність дихання, називають критичною. Її величини різні для кожного конкретного виду культури.

    Бобові (горох, квасоля, сочевиця) - 16%
    Жито, ячмінь, пшениця - 15 - 15,5%
    Сорго, просо, кукурудза - 13 - 14%
    Среднемаслічний соняшник - 10%
    Високоолійного соняшник - 7 - 8%

    Для основних злакових культур прийнятною зазвичай вважається вологість до 14%. При такій вологості зерно можна зберігати в насипу висотою до 30м і більше.
    Середньо-сухе зерно дихає вже в 2 - 3 рази інтенсивніше, ніж сухе, однак має малий газообмін, тому зберігається досить добре. Вологе зерно дихає в 5 - 8 разів активніше, ніж сухе, сире зерно - в 20 - 30 разів інтенсивніше сухого.
    Маючи вологість нижче на 2 - 3% від критичного покзателя, зернова маса довго зберігає схожість, якщо забезпечено достатню кількість кисню. Якщо кисню не вистачає, зерно втрачає посівні властивості в перші місяці зберігання.

    Методи визначення вологості
    Вологість зерна може визначатися прямими і непрямими методами. Коли зерно надходить на хлібоприймальні пункти, потрібно швидко визначити, куди направляти партію: на тривале зберігання в силос елеватора, в склад активного вентилювання, в зерносушарку.

    Використання електровологоміра.
    Визначення вологості за допомогою електровологоміра - експрес-метод, який дозволяє провести аналіз протягом декількох хвилин. Він заснований на електропровідності зерна, яка залежить від вмісту в ньому вологи. Сухе зерно має властивості діелектрика, у вологому стані воно стає напівпровідником.
    Для вимірювання вологості застосовується прилад ЦВЗ-3. У ньому зерно потрапляє в простір між електродами, за яким пропускається електричний струм. Вже через 3 - 5 хвилин на цифровому табло приладу відразу показується вологість зерна в процентах. Велика перевага методу - висока швидкість. Однак, по точності він помітно поступається стандартному способу визначення вологості. Показники електропровідності можуть змінитися через декількох факторів: температури зерна і простору між зернами, наявності домішок, хімічного складу культури. Вплив цих факторів враховується в електровологоміра, де в залежності від названих показників змінюється код і режим роботи.

    Основний стандартний метод
    Зайва вологість зерна найчастіше усувається за допомогою зневоднення в повітряно-тепловому шафі. Температура і тривалість сушіння при цьому способі фіксовані. Після просушування визначаються втрати розмеленого зерна.
    Метод часто використовується хлібоприймальними, переробними підприємствами. Він проходить в кілька етапів:

    Попереднє вимірювання вологості за допомогою електровологоміра;
    сушка (при вологості більше 17%);
    підготовка до роботи ексикатора, бюкси, сушильного шафи (СЕШ-3М);
    власне вимір.

    Визначення вологості стандартним методом, без попередньої сушки.
    Застосовується для зерна з вологістю менше 17%. Попередня вологість вимірюється на електровологоміра. Потім для уточнення показників вологість визначається за допомогою гравіметричного методу.
    1. За основу розрахунків беруться ГОСТи, що визначають норму вологості крупи, борошна, висівок.
    2. Навішування зерна (20 г) розмелюють протягом 30 сек. на лабораторному млині. Подрібнене таким чином зерно (шрот) поміщається в банку з притертою пробкою і перемішується.
    3. З проби (різних місць) відбирається 2 навішування масою 5 г (допускається похибка в 0,01 г) і поміщаються в 2 заздалегідь зважені бюкси.
    4. Бюкси ставлять у відкритому вигляді в сушильну шафу, попередньо нагрітий до 140 ° С. Потім температура зменшується до 130 ° С і залишається на 40 хв. Це стандартний час для всіх зернових культур, крім кукурудзи. Мелене зерно кукурудзи висушується протягом 60 хв.
    5. З сушильного шафи бюкси виймаються щипцями і ставляться для охолодження на 20 хв. в ексикатор.
    6. Обидві бюкси зважують. Значення вологості визначається за різницею мас двох бюкс із зерновою навішуванням до висушування і після. З двох визначень береться середнє арифметичне. Якщо різниця між показниками з двох бюкс становитиме понад 0,2%, то аналіз потрібно повторити.

    Визначення вологості з попередніми підсушуванням.
    Підсушування необхідно для зерна, що має вологість вище, ніж 17%.
    1. На технічних терезах відважується зерно в кількості 20 г, поміщається в бюксу діаметром 10 см. Зерно в бюксе підсушується в сушильній шафі при температурі 105 ° С протягом 8 - 12 хв.
    2. Бюкси остуджуються протягом 5 хв. і зважуються. Після зважування зерно подрібнюється протягом 30 сек. на лабораторному млині, зневоднюється.
    3. Вологість зерна вимірюється за такою формулою:
    W \u003d 100 - (mз - m4) * (ml - m2)
    Тут ml - це маса навішення меленого зерна до висушування, m2 - маса наважки після висушування, mз - маса навішення цілого зерна до висушування, m4 - після висушування.
    При використанні попередньої просушки розбіжність результатів між пробами з двох бюкс допускається не більше 0,2% для зернових культур, не більше 0,7% - для кукурудзи і бобових.
    Крім перерахованих способів, вологість зерна визначається іншими методами: хімічними, дістіляціоннимі, спектрально-оптичними, екстракційними.


    Волога в зерні, як в будь-якому живому організмі, - це середовище, в якому відбуваються всі реакції обміну речовин. При збільшенні вологості зерна вище певного рівня, так званої кондиційної вологості, в зерні з'являється вільна волога, що призводить до активізації життєдіяльності зерна. Завдання сушіння полягає, перш за все, у зниженні вологості зерна до кондиційної.

    Вологість зерна, що надходить на сушіння, залежить від багатьох чинників, т е від так званої передісторії зерна. Розрізняють чотири стану зерна по вологості - сухе, середньої сухості, вологе і сире, які визначають стійкість зерна при зберіганні. Інтервали, що характеризують стан зерна по вологості, для різних культур мають різні значення (табл. 1.15).

    Вологість зерна залежить від умов, в яких воно знаходиться.

    Зерно - хороший сорбент, що пояснюється високою скважістостью зернової маси і капілярно-пористою структурою зернівок. Вся зерновка пронизана мікрокапіляри, радіус яких менше 10 -5 см, і макрокапилляров, радіус яких більше 10 -5 см, внаслідок чого активна поверхню зерна, через яку відбувається влагообмен з навколишнім середовищем, в сотні тисяч разів перевищує площу геометричної поверхні зерна. За мікро - та макрокапилляров волога у вигляді рідини або пара циркулює з внутрішніх частин зерна до поверхні, і навпаки.

    Сильно одревесневевшіе квіткові оболонки (ячмінь, рис, овес) в значній мірі ускладнюють переміщення вологи як в одному, так і іншому напрямку, що погіршує процес сушіння. Плодові оболонки мають велику кількість капілярів і мікропор, тому вони не є перешкодою при видаленні вологи з зерна в процесі сушіння. Прилеглі до плодовим насіннєві оболонки характеризуються відносно слабкою проникністю парів води і погіршують процес сушіння. Характер видалення вологи з зерна залежить від форм зв'язку вологи з матеріалом.

    Волога в зерні має різні форми зв'язку з його твердим скелетом: від найміцнішою, обумовленої молекулярними силами, до чисто механічного утримання вологи на поверхні зерна. Всі форми зв'язку вологи з зерном ділять на три групи: хімічний зв'язок, фізико-хімічний зв'язок, механічний зв'язок. Суворої кордону між окремими видами зв'язку нё існує. У процесі сушіння видаляється з зерна волога, пов'язана механічними силами, і частково фізико - хімічно зв'язана волога. Так як в зерні завжди є волога, то загальна його маса складається з маси сухої речовини і маси води:

    G \u003d G c + W, кг, (1.9)

    де G c - маса сухої речовини зерна, кг;

    W - маса води в зерні, кг.

    Наявність вологи в матеріалі характеризується вологістю, яку висловлюють в процентному відношенні: маса вологи до загальної маси зерна або до маси сухої речовини зерна

    У теорії сушіння вологість матеріалу відносять до маси сухої речовини. У практиці зерносушіння вологість розраховують по відношенню до маси вологого зерна.

    При сушінні маса зерна змінюється від початкової G 1 до кінцевої G 2 за рахунок випаровування вологи, т. Е.

    W \u003d G 1 - G 2 (1.12)

    Кількість вологи, що випарувалася в процесі сушіння, можна визначити за формулою

    Для сушіння зерна важливі його теплофізичні і фізичні властивості: теплоємність, теплопровідність, температуропровідність, питома поверхня, скважистость, сипкість, швидкість витання зерна.

    Всі процеси тепло - влагообмена між зерном і агентом сушіння здійснюються через поверхню зерна, тому велике значення має його питома поверхня - відношення поверхні всіх зерен, що містяться в одному кілограмі, до обсягу цієї зернової маси. Процес сушки протікає швидше при збільшенні питомої поверхні зерна, отже, чим дрібніше зерно, тим інтенсивніше воно висушується.

    При сушінні зернова маса продувається повітрям або агентом сушіння, що можливо завдяки Скважістость зернової маси. Чим вище скважистость, тим легше агент сушіння підводиться до зернівці і тим інтенсивніше і рівномірніше протікає сушка.

    Важливо знати сипкість зернової маси, так як її враховують при виборі розмірів, форм, кутів нахилу різних вузлів зерносушарок (коробів, самопливних труб, випускних пристроїв, жалюзійних решіток та ін.). В період заповнення надсушильний бункерів відбувається самосортування зернової маси, при цьому важкі зерна потрапляють в центр бункера, а легкі домішки, щупле зерна, великі домішки, вегетативні частини рослини скочуються до стінок бункерів і шахт зерносушарок, що призводить до нерівномірності сушіння і нагрівання зерна.

    Для деяких конструкцій зерносушарок дуже важлива швидкість харчування зернівок - це швидкість повітря, при якій зерно, поміщене в вертикальну трубу, знаходиться під тиском повітряного потоку в підвішеному стані. Швидкість витання - вихідний параметр, наприклад, для вибору граничних швидкостей агента сушіння на вході і виході з коробів. Середні величини швидкості харчування пшениці коливаються від 9,0 до 11,5 м / с, ячменю - від 8,5 до 10,5 м / с, кукурудзи і гороху - від 10 до 17 м / с. Швидкість харчування завжди враховується при розрахунку, конструкції і експлуатації зерносушарок. При сушінні зерна йде процес його зневоднення і нагріву З огляду на те, що зерно - живий організм, важливо знати його термостійкість, т е здатність зберігати в процесі сушіння насіннєві та продовольчі властивості. У процесі сушіння зерно може знизити життєздатність або товарно-продовольчі якості.

    Нагрівання зерна по-різному впливає на що містяться в ньому органічні речовини (білки, вуглеводи, жири, ферменти, вітаміни). Більш стійкі до нагрівання вуглеводи і жири. При вологості зерна 14% вони витримують нагрівання до 60-65 ° С. При більш високій вологості або температури починається процес декстринізації крохмалю, що призводить до погіршення кольору борошна і розкладанню жирів, в результаті чого відбувається підвищення кислотного числа жиру.

    Білкові речовини більш чутливі до нагрівання. Зміни пов'язані зі складними біохімічними перетвореннями білкового комплексу зерна, що приводять до денатурації білків, втрати ними здатності поглинати воду. Зниження посівних якостей насіннєвого зерна, зменшення виходу і погіршення якості клейковини, зниження хлібопекарських достоїнств продовольчого зерна, зниження активності ферментів викликані в першу чергу денатурацією білків. Слід мати на увазі те, що білки зародка більш чутливі до нагрівання, ніж білки ендосперму. Тому насіннєве зерно зазвичай нагрівають до 40 ᵒС, в той час як зерно продовольчого призначення витримує нагрівання до 50 ᵒС.

    В процесі нагрівання клейковина зміцнюється, тому сушка зерна зі слабкою клейковиною призводять до її зміцненню і, отже, до поліпшення якості.

    При неправильному веденні процесу сушіння в зерні крім біохімічних реакцій можуть статися структурно-механічні зміни ущільнення або розрив оболонок, розтріскування ядра, запарювання і ін.

    Властивості зерна як об'єкта сушіння завжди враховуються в технології процесу і при виборі конструкції зерносушильного апарату.

    Типи і пристрій зерносушарок

    За характером використання зерносушарки діляться на стаціонарні та пересувні. Стаціонарні монтуються в окремих будинках чи спеціальних приміщеннях досить широкого поширення набули стаціонарні зерносушарки відкритого типу, у яких тільки топка і деяке обладнання захищаються від атмосферного впливу. Пересувні зерносушарки монтуються на різних шасі.

    За конструктивними ознаками розрізняють шахтні, барабанні пневмотрубние і спеціальні зерносушарки (камерні, бункерні, конвеєрні). Принципові відмінності в конструкції зерносушарок залежать від способу сушіння зерна (конвективний, кондуктивний, вакуумний в полі струмів високої частоти, радіаційний, інфрачервоний або комбінований).

    До всіх типів зерносушарок висувають такі основні вимоги:

    • забезпечення необхідного зниження вологості і збереження якості зерна;
    • охолодження зерна після сушіння;
    • виключення механічного травмування зерна;
    • зручність обслуговування і експлуатації;
    • відповідність вимогам охорони праці, протипожежним вимогам і санітарним нормам;
    • повна механізація всіх робіт, пов'язаних з сушінням;
    • оснащення приладами для контролю і регулювання процесу сушіння;
    • економічність за питомими витратами теплоти, електроенергії, експлуатаційних витрат;
    • максимальна універсальність, що забезпечує високоякісну сушку зерна різних культур;
    • мінімальна маса, габаритні розміри і висока міцність пересувних зерносушарок.

    В абсолютній більшості сучасних зерносушарок використовують конвективний метод сушки, при якому теплота, необхідна для сушіння, передається зерну від нагрітого агента сушіння. Зерно при цьому може знаходитися в стані нерухомого, рухомого, псевдоожиженного або зваженого шару. В якості агента сушіння застосовують суміш топкових газів з повітрям або чисте повітря, нагріте в калориферах зазвичай топковим газами.

    Найбільшого поширення набули шахтні прямоточні зерносушарки безперервної дії. Їх застосовують для сушіння пшениці, жита, ячменю, рису, соняшнику та інших культур продовольчого та насіннєвого призначення. У сушильній шахті зерно під дією сили тяжіння рухається зверху вниз і пронизує агентом сушіння. Швидкість руху зерна в шахті регулюється продуктивністю випускного механізму різної конструкції.

    Стінки шахт виготовляють із залізобетону або сталі. Продуктивність шахтних зерносушарок коливається від 1 до 50 т / год.

    Принципова схема шахтної зерносушарки представлена \u200b\u200bна малюнку 1.14. Шахтна прямоточна зерносушарка складається з однієї або двох сушильно-охолоджувальних шахт, напірно-розподільчої камери, випускного механізму, над - і подсушільних бункерів, вентиляційного обладнання та топки.

    Сушильно-охолоджувальна шахта має прямокутний перетин і до верху заповнюється просушують зерном. Верхня частина шахти - сушильна - призначена для висушування зерна, а нижня - охолоджувальна - для охолодження висушеного зерна. Конструкція їх аналогічна. Сушильна частина шахти може поділятися на 2-З секції - зони сушки, - при цьому в кожну зону подається агент сушіння з різною температурою.

    Усередині шахти встановлені короба рядами в шаховому порядку для підведення і відведення агента сушіння (повітря) (рис. 1.15).

    Зерно розташовується між коробами. Агент сушіння (повітря) по ступає в шахту через підвідні короба з боку напірно-розподільчої камери, проходить шар зерна і виходить через відводять короба в атмосферу або осадительную камеру.

    Короб є канал зазвичай п'ятигранної форми з відкритою нижньою стороною. Іноді стінки коробів роблять жалюзійними.

    Напірно-розподільна камера призначена для вирівнювання потоків агента сушіння (повітря) з метою рівномірного розподілу по подводящим коробам. Камеру поділяють по висоті горизонтальними перегородками для подачі агента сушіння в зони сушки або повітря в охолоджувальну зону.

    Надсушильний бункер призначений для безперервної подачі зерна в сушку і перешкоджає витоку агента сушіння з верхніх рядів коробів, т. Е. Служить своєрідним зерновим затвором

    Випускний механізм встановлюється під охолоджувальної зоною, він призначений для рівномірного випуску зерна з сушильно-охолоджувальної шахти по всьому її перетину, а також для регулювання продуктивності зерносушарок.

    Залежно від конструкції випускного механізму зерно з шахти може випускатися або безперервно, або періодично, а сам механізм бути беспріводние або мати привід.

    Для подачі агента сушіння або охолоджуючого повітря в шахту зерносушарки застосовується вентиляційне обладнання вентилятори і повітроводи. Вентилятори можуть працювати як на нагнітання, так і на відсмоктування агента сушіння, вони повинні забезпечувати його розрахункові витрати. При будь-якому варіанті установки вентиляторів вся вентиляційна мережа (труби, дифузори, люки, з'єднання та ін.) Повинна бути ретельно ущільнений і не допускати витоків агента сушіння.

    Топки зерносушарок будь-якого типу призначені для спалювання палива і змішування продуктів згоряння з атмосферним повітрям, в результаті чого виходить агент сушіння, що подається в шахту зерносушарки. Для сушіння зерна сумішшю повітря з топковим газами застосовують тільки світлі малосірчисті види рідкого палива або природний газ. Нафта, мазут, кам'яне вугілля, інші види палива можна використовувати тільки для нагрівання повітря в калорифери.

    В якості рідкого палива в вітчизняних зерносушилках застосовують дизельне паливо, соляровое масло або тракторний гас. Для спалювання рідкого палива застосовують форсунки инжекционного або голчастого типу, а газоподібного - газові пальники.

    Найбільш поширені шахтні конвективні стаціонарні зерносушарки СЗС-8, ВТІ-8, ВТІ-15, СЗШ-8, СЗШ-1б, ДСП-12, ДСП-16, ДСП-24, ДСП-32, ДСП-32 від. Цифри показують продуктивність сушарки в планових тоннах - при зниженні вологості пшениці з 20 до 14%. У сільському господарстві найбільшого поширення набули зерносушарки типу СЕС і СЗШ, а в елеваторної промисловості - ДСП. З пересувних застосовують зерносушарки ЗСПЖ-8, КЧ-УСА і КЧ-УС-2А, продуктивністю 8 пл. т / год.

    Всі перераховані зерносушарки відрізняються достатньою простотою конструкції, універсальністю та зручні в обслуговуванні і експлуатації. Основні недоліки шахтних зерносушарок, такі нерівномірність нагріву і сушіння зерна по перетину шахти, зниження вологості за один пропуск не більше 6%. Різниця у вологості висушуємо партії зерна не більше 2-4%. Ці недоліки майже повністю усунені в шахтних рециркуляційних зерносушарках. Рециркуляционная сушка зерна передбачає повернення частини просушеного зерна в суміші з сирим зерном в надсушильний бункер. У надсушильний бункері проходять процеси тепло - влагообмена між сирим і сухим зерном, в результаті чого сире зерно нагрівається і частково підсушується. Все це в кінцевому підсумку призводить до значної інтенсифікації процесу сушіння. Шахтну зерносушарку будь-якого типу досить просто реконструювати на рециркуляционний спосіб сушіння, при цьому продуктивність підвищується на 30-50%.

    Промисловість випускає спеціальні рециркуляційні зерносушарки різних типів. У них крім нагріву сирого зерна за рахунок тепла просушеного зерна застосовують також його попередній нагрів в спеціальних камерах. Найбільшого поширення набули зерносушарки Рд-2х25-70, А1-ДСП-50, А1-УЗМ, А1-УЗШ і типу «Цілинна» - «Цілинна-30», «Цілинна-50 К», «Цілинна-б0,« Целінгщя- 20 »(на базі зерносушарки ЗСПЖ-8). «Цілинна-36» (на базі зерносушарки ДСП-24-СН), «Цілинна-40» (на базі зерносушарки ДСП-32-ОТ), «Цілинна-50» (на базі зерносушарки ДСП-24-СН).

    Крім шахтних зерносушарок в системі хлібопродуктів і сільському господарстві застосовують сушарки барабанного типу пересувні СЗПБ-2,5 і стаціонарні СЗСБ-8. Основним елементом барабанних сушарок є горизонтальний або трохи нахилений обертається зі швидкістю 2-6 об / хв циліндричний барабан, усередині якого зерно переміщається по довжині і сушиться повітряним потоком. Охолоджують просушенное зерно в охолоджувальних колонках або барабанах.

    Для сушіння невеликих партій продовольчого зерна і насіння олійних культур в сільському господарстві часто використовують, вентильовані бункери.

    Для сушіння кукурудзи в качанах застосовують камерні сушарки коридорного і секційного типів.

    Режими сушіння зерна

    Під режимом сушіння розуміють певне поєднання таких параметрів, як температура агента сушіння, його вологовміст, швидкість руху (витрата) і гранично
    допустима температура нагріву зерна. Величину її визначають термостійкість зерна, яка залежить від його культури, вологості, призначення і тривалості теплового впливу. Режим сушіння, при якому забезпечується висока якість зерна, і досягаються найкращі техніко-економічні показатёлі роботи сушарки, називають оптимальним.

    Своєчасно і правильно проведена сушка не тільки підвищує стійкість зерна при зберіганні, але і покращує його продовольчі і насіннєві гідності. В результаті сушіння прискорюється післязбиральної дозрівання, відбувається вирівнювання по вологості, поліпшуються колір, внёшній вид і технологічні властивості зерна.

    Режим сушіння залежить від способу сушіння і конструкції зерносушарок. При сушінні зерна в шахтних прямоточних зерносушарках в нашій країні застосовують режими, при яких температуру агента сушіння змінюють поступово, у міру проходження зерна по зонах сушіння. Такі ступінчасті режими особливо сприятливі при сушінні свежеубранного зерна, а також для круп'яних культур.

    При сушінні пшениці температурний рёжім диференціюють залежно від вихідної якості клейковини - міцної, нормальної, слабкою. Сушка пшениці зі слабкою клейковиною при підвищених температурах призводить до ущільнення клейковини і, отже, до поліпшення її якості.

    При сушінні зерна в шахтних прямоточних зерносушарках з'їм вологи за один пропуск не повинен перевищувати 6%, а для рису-зерна - 3%. Якщо цього недостатньо, то застосовує другий пропуск зерна через зерносушарку. У шахтних рециркуляційних зерносушарках зниження вологості за один пропуск може становити 10%, в рециркуляційних зерносушарках з додатковими камерами для нагріву зерна - без обмеження межі зниження вологості.

    При організації процесу і виборі режиму сушіння керуються затвердженими інструкціями та правилами.

    Режими сушіння зерна продовольчого призначення деяких культур в шахтних
    прямоточних зерносушарках наведені в табл. 1.16.

    Як видно з наведених даних, в більшості випадків застосовують висхідні режими сушіння. В першу зону подають агент сушіння з меншою температурою, так як зерно має високу вологість і меншу термостійкість. У другу зону подають агент сушіння вже з більш високою температурою.

    Режими сушіння зерна в рециркуляційних зерносушарках (табл. 1.17) також диференційовані по початкової вологості зерна, а для пшениці - і в залежності від якості клейковини.

    При сушінні зерна в шахтних рециркуляційних зерносушарках допускають більш високі температури нагріву зерна, ніж у прямоточних шахтних зерносушарках, так як вони характеризуються короткочасністю і більшою рівномірністю нагрівання зерна.

    Насіння зернових культур сушать в шахтних зерносушарках всіх типів, за винятком пересувних. Насіннєве зерно не рекомендується сушити в барабанних зерносушарках, але можна в рециркуляційних. Насіння пшениці, соняшнику, ячменю і бобових культур цебер і в камерних сушарках семяобрабативающіх заводів. Насіннєве зерно всіх культур сушать також в складах на установках активного вентилювання атмосферним або підігрітим повітрям.

    У зв'язку з тим, що білки зародка більш чутливі до нагрівання, ніж білки ендосперму, гранична температура нагріву насіннєвого зерна в зерносушарках всіх типів нижче, ніж продовольчого. Згідно з чинною інструкції максимальний нагрів насіння пшениці, жита, ячменю, соняшнику, гречки, проса, вівса не повинен перевищувати 40ᵒС, а температура агента сушіння - 70ᵒС. При сушінні бобових культур і рису-зерна нагрівання насіння не повинен перевищувати 35ᵒ С, а температура агента сушіння - 60 ᵒС.

    При сушінні насіння вологістю вище 19% застосовують ступінчастий режим, при цьому знижують граничну температуру нагрівання насіння в першій зоні на 5 ° С, а температуру агента сушіння - на 10 ° С.

    Організація і контроль процесу сушіння зерна

    Зерно, яке направляється на сушку в шахтних прямоточних зерносушарках, формують в партії по культурам, якістю, призначенням і вологості. За вологості допускаються коливання до 2% при вологості зерна до 19% і до 4% при вологості понад 19%. В першу чергу спрямовують на сушку партії більш вологого зерна. Перед сушінням в шахтних зерносушарках зерно очищають від грубих і легких домішок, а в рециркуляційних - тільки від грубих.

    Перед пуском зерносушарки її ретельно очищають від сміття, пилу, просипу зерна, перевіряють роботу всього обладнання. Перед початком сушіння включають транспортний і зерноочисне обладнання і заповнюють шахту очищеним зерном. Пусковий період сушіння в залежності від типу зерносушарки, культури і вологості зерна становить від 30 хв до 1 год. Приблизно через 10 - 15 хв після включення вентиляторів включають випускний пристрій і випускається зерно повертають в сушарку. Після того як вологість випускається зерна досягне заданої, зерносушарку включають в нормальну роботу. Після пускового періоду встановлюють нормальний тепловий режим сушіння. Під час роботи шахта зерносушарок і надсушильний бункер повинні бути весь час заповнені зерном. Знімання вологи при сушінні регулюють, зменшуючи (при підвищеній вологості) або збільшуючи (при зниженій вологості) випуск сухого зерна із зерносушарки. Температуру агента сушіння регулюють кількістю палива, що спалюється і зміною кількості який додається атмосферного повітря.

    Температуру нагрівання зерна регулюють як температурою агента сушіння, так і часом перебування зерна в сушарці (її продуктивністю).

    Для правильного ведення та контролю процесу зерносушарки оснащуються спеціальними приладами. Для контролю заповнення надсушильного бункера в ньому встановлюють датчики рівня зерна. Температуру агента сушіння вимірюють логометри з термометрами опору. Термометри опору встановлюють в підвідних повітроводах безпосередньо перед сушильними зонами. Температуру нагрівання зерна контролюють в нижньому ряду підвідних коробів сушильної зони за допомогою різних датчиків або за допомогою безпосереднього вимірювання температури проби зерна, відібраної з-під цих коробів. Вологість зерна контролює лабораторія, відбираючи проби кожні 2 години, або за допомогою потокових вологомірів, встановлював їх датчики на виході зерна з сушарки.

    При роботі сушарки обов'язково визначають кількість просушеного зерна. З цією метою на транспортних лініях встановлюють весь для зважування просушеного або сирого зерна. Економічна й ефективна робота зерносушарок залежить від ряду організаційних заходів. В першу чергу необхідно скласти плани сушки зерна для кожної зерносушарки, конкретні заходи щодо її підготовці до експлуатації, підвищення якості просушуємо зерна, а також заходи щодо максимально можливого зниження собівартості сушіння. При складанні плану сушки враховують максимальне
    надходження зерна в попередні роки, максимальну вологість, а також прогноз на поточний рік.

    Все що надходить сире та вологе зерно повинно бути просушено протягом 2 місяців (615 годин роботи стаціонарної зерносушарки). З цієї умови визначають необхідну прзводітельность зерносушарок.

    Всі зерносушарки безперервної дії, тому не можна допускати їх простою, так як це призводить до невиправданих великих втрат робочого часу, зниження їх продуктивності і перевитрати палива на вторинний прогрів установки і зерна.

    Фізична продуктивність зерносушарок залежить в першу чергу від початкової і кінцевої вологості зерна до і після сушіння, а також культури і призначення зерна. Знаючи фактичну продуктивність зерносушарки, початкову і кінцеву вологість, цільове призначення зерна і культуру, визначають продуктивність в планових тоннах, множачи її на коефіцієнти переведення.

    Планова тонна відповідає сушінні 1 т зерна пшениці при зниженні вологості з 20 до 14%. Призначення зерна - продовольчі цілі, тип зерносушарки - шахтна прямоточна, режим сушіння - відповідний зерну з нормальною клейковиною, початкова температура зерна -5 ᵒС. Коефіцієнти переведення наведені в таблицях 1.18, 1.19 і 1.20.

    Для забезпечення безперервної роботи зерносушарок необхідно мати запас сирого зерна в накопичувальних ємностях.

    При порушенні режимів сушки зерна погіршується його якість Основні ознаки порушення режиму:

    • поява підсмажених або підгоріло зерен, зерен з зморшкуватими, роздутими або лопнули оболонками. Причина - надмірно висока температура агента сушіння, внаслідок чого волога в зерні переміщається повільніше, ніж випаровується з поверхні, зовнішні шари зернівок пересушується і лопаються через об'ємних напруг;
    • поява запарених зерен. Причина - низька температура і недостатній витрата агента сушіння; він насичується вологою до граничного стану і перешкоджає випаровуванню вологи з зерна;
    • зниження кількості і погіршення якості клейковини. Причина - висока температура агента сушіння, уповільнене рух зерна в шахті, застійні зони в шахті. В цьому випадку необхідно знизити температуру агента сушіння і збільшити пропускну здатність випускного пристрою;

    Робота зерносушарки в великій мірі залежить від вибору раціонального типу випускного механізму і його експлуатації. Застосовують конструкції випускних механізмів, що забезпечують безперервне або періодичне рух зерна в шахті. При безперервному русі зерна в шахті зазвичай утворюються стійкі потоки зерна, що рухається по шляху найменшого опору. Якщо потік зерна зустрічає місцевий опір, рух зерна в шахті сповільнюється.

    Нерівномірне засміченість зернової маси виникає внаслідок її самосортування. При підвищенні засміченості окремих потоків зерна в шахті підвищується опір руху зерна. Воно може виникнути в будь-якому місці зерносушарки, але найбільш часто - у стін шахти.

    При безперервному випуску зерна з шахти зерно може затримуватися на верхніх крайках коробів, над і під полукоробкамі (найбільш часто), де воно притискається горизонтальним тиском рухомого шару зерна до коробам і стінок шахти.

    При періодичному, т е стрибкоподібному, випуск частини зерна в шахті створюються умови для «самоочищення», так як при цьому руйнуються склепіння зерна, застійні зони в місцях скупчення соломистого домішок або місцевих звужень потоків зерна біля стін шахти і між коробками. Однак випускний механізм періодичної дії має свої недоліки. При нерухомому стані зерна в шахті в проміжках між відкриттями затвора зерно може перегріватися від гарячих поверхонь підвідних коробів. В цьому випадку процес сушіння і настройку випускного механізму необхідно організовувати таким чином, щоб при відкритому затворі зерно в шахті з шаховим розташуванням коробів переміщалася по висоті на відстань одного, трьох, п'яти рядів коробів (щоб найбільш гаряче зерно потрапляло на відвідний ряд коробів).

    Нерівномірність нагрівання і сушіння зерна в значній мірі усувається застосуванням діагонального розташування підвідних і відвідних коробів (в одному ряду через один).

    Для усунення нерівномірності розподілу агента сушіння по коробах раціонально встановити підводять дифузори по всій висоті напірно-розподільчої камери сушильної зони.

    Для зменшення самосортування зернової маси, внаслідок якого створюються
    несприятливі умови для руху по перетину шахти, його в надсушильний бункер необхідно завантажувати 3-4 самопливними трубами, а зернову масу попередньо очищати від грубих домішок в зерноочисних машинах.

    До заходів по економії палива і електроенергії слід в першу чергу віднести наступне:

    • забезпечення повного згоряння палива;
    • зменшити втрати тепла в навколишнє середовище - для цього все теплотраси повинні бути теплоізольовані;
    • повітря, що направляється для горіння палива, попередньо нагріти;
    • контролювати температуру і відносну вологість відпрацьованого агента сушіння, вона не повинна перевищувати середню температуру нагрівання зерна більш ніж на 5 ° С з відносною вологістю не менше 60%;
    • забезпечити безперебійну роботу зерносушарки, що дозволить уникнути непередбачених втрат на повторне нагрівання зерносушарки, топки, зерна;
    • не допускати без потреби дворазову і більш сушку зерна, так як це викликає зайвий витрата палива на повторне нагрівання зерна, веде до значних витрат праці і електроенергії;
    • не допускати пересушування зерна;
    • використовувати рециркуляционний спосіб сушіння;
    • стежити за справним станом зерносушарки і всього устаткування.

    Одним із заходів післязбиральної обробки зерна є активне вентилювання. Матеріали по активному вентилювання зерна виділені в окремий розділ (див. Розділ 3).


    Відповідно до Інструкції по сушці зерно після зерносушарки має виходити з температурою, яка не перевищує на 100С температуру атмосферного повітря. Це визначає, особливо в літній період збирання врожаю, відносно високу температуру зерна, що направляється в зерносховище, що досягає 30-350С. Крім того, зерно після сушки може виходити з зерносушарки з коливаннями по вологості, що досягають 0,5-1,0%, в результаті нерівномірності по вологості сирого зерна, що надходить на сушіння, а також можливої \u200b\u200bнедостатньої автоматизації параметрів процесу сушіння: коливань температури і витрати сушильного агента, нерівномірності руху зерна по перерізу сушильної шахти, засміченості випускних пристроїв і т.д.

    Знизити температуру просушеного зерна до надходження його в зерносховище можна з використанням спеціальних охолоджувальних шахт (колонок), що встановлюються біля зерносушарок. Однак більш кращим є застосування методу «драйаераціі», коли зерно випускають із зерносушарки з вологістю на 1,0-1,5% перевищує критичне значення для сухого зерна і, після отлежки, повільно охолоджують. При цьому охолодження зерна може здійснюватися як в спеціальних охолоджувачах зерна, так і безпосередньо в зерносховищах: зерноскладах і силосах елеваторів.

    У процесі «драйаераціі» відбувається не тільки вирівнювання зернової маси по вологості і температурі, але і досушування зерна. Подібна технологія найбільш ефективна для сушки сильних і цінних сортів пшениці, насіннєвого зерна, а також зернових культур, схильних до утворення тріщин при сушінні - рису, кукурудзи, бобових культур.

    При повільному охолодженні цей спосіб дозволяє використовувати для випаровування вологи з зерна теплоту, акумульовану зерновою масою більшою мірою, ніж при відносно швидкому охолодженні в охолоджувальній зоні зерносушарки. При цьому отлежка (термостатирование) зерна перед його охолодженням служить для вирівнювання вологи в зернівках, розподіл якої в кінці процесу сушіння нерівномірно. Крім того, при використанні такої технології запобігає пересушування зерна, зберігається його якість, підвищується продуктивність і коефіцієнт корисної дії зерносушарок.

    Дослідження проведені на стендовій установці представляє собою блок з трьох теплоізольованих колонок висотою 2350 мм кожна, внутрішнім діаметром 250 мм, встановлених на загальній рамі і з'єднаних послідовно під час продування повітрям. У кожній колонці на відстані від газорозподільної решітки 200, 650, 1100,1550 і 2000 мм розташовані знімні сітчасті касети для відбору зерна і вимірювання його вологості і хромель-копелеві термопари для вимірювання його температури.

    Дослідження проведені на зерні рису сорту «Спальчик» і пшениці сорту «Вега» вологістю відповідно 16,2-17,2% і 15,1-18,5%, температурою нагріву 37,1-55,0 і 43,3-53 , 0 ° С. Температура охолоджуючого атмосферного повітря змінювалася від 8 до 200С, відносна вологість повітря - 50-80%, висота шару зерна - 1,6-6,0 м, швидкість фільтрації повітря в шарі - 1,7-22,8 см / с, питомі подачі повітря становили 19-334 м3 / (ч · т).

    При охолодженні зерна в щільному шарі в залежності від швидкості фільтрації повітря можуть виникнути істотні відмінності в температурі і вологості верхнього і нижнього шару зерна (рис.1). Як видно з графіка при охолодженні нагрітого зерна в щільному шарі значної висоти ця різниця залежить від швидкості фільтрації повітря. Наприклад, для зерна початкової вологості 16,7% при висоті шару 4,2 м і низькій швидкості фільтрації повітря 4,9 см / с верхній шар зволожується, і навіть через 10 годин вентилювання не знижує свою вологість нижче початкового значення, а розбіжність у температурах верхнього і нижнього шару максимальне.

    Рис.1. Зміна температури (а) і вологості (б) верхнього і нижнього шарів рису-зерна в процесі охолодження: 1 - швидкість фільтрації повітря Vф \u003d 4,9 см / с; 2 - 8,4; 3 - 12,2; 4 - 22,8; 5 - температура охолоджуючого повітря. Висота шару зерна Н0 \u003d 4,2 м, початкова температура зерна? Н \u003d 500С, початкова вологість зерна Wн \u003d 16,7%; про - верхній шар зерна; . - нижній шар зерна.

    Зі збільшенням швидкості фільтрації повітря до 12,2 см / с охолодження верхнього шару відбувається з початком процесу, а різниця температур між верхнім і нижнім шаром зменшується. При цьому зменшення температури нижнього шару може досягати значень навіть нижча за температуру повітря за рахунок випаровування вологи з зерна.
    Зі зменшенням швидкості фільтрації повітря дещо збільшується винос вологи у верхній шар зерна, одночасно збільшується кількість испаренной вологи з нагрітого зерна в процесі охолодження. При цьому вологість верхнього і нижнього шарів зерна знижується відповідно на 0,7 і 1,3% (рис.2). Отримані експериментальні дані підтверджують висновок про необхідність в процесі «драйаераціі» встановлення оптимального значення швидкості охолодження зерна після сушіння для максимального випаровування з нього вологи за рахунок теплоти, раніше пішла на нагрівання зерна. При цьому після охолодження температура зерна в нижньому і верхньому шарах зернового насипу була відповідно на 2,7 і 1,7 нижче температури охолоджуючого повітря.


    Рис.2. Зміна температури і вологості шару нагрітого зерна в процесі охолодження: початкова вологість зерна 16,9%, температура 540С; температура охолоджуючого повітря 200С; швидкість фільтрації повітря 3,5 м / с; питома подача повітря 87 м3 / (ч.т); висота шару зерна 2 м.

    Збільшення вологості верхнього шару зерна при низьких швидкостях фільтрації повітря пояснюється сорбцією вологи на поверхню зерна з повітря, що є в цьому випадку сушильним агентом і мають підвищений вміст вологи за рахунок випаровування вологи з нижніх шарів. Для зерна рису в шарі висотою 6 м збільшення вологості в верхньому шарі при охолодженні може досягати 0,5-0,8%. Зі збільшенням швидкості фільтрації повітря і зниженням висоти шару сорбція вологи у верхньому шарі і різниця по вологості верхнього і нижнього шару істотно зменшується.
    Мінімальну швидкість фільтрації повітря при активному вентилювання нагрітого зерна, при якій не буде відбуватися його зволоження в верхньому шарі можна назвати умовно «критичної швидкістю вентилювання». У загальному випадку вона буде залежати від початкової вологості і температури зерна, висоти шару, початкової температури і відносної вологості повітря, що охолоджує.
    В діапазоні висоти шару зерна рису і пшениці від 2 до 6 м, температури 40-500С, вологості 16,2-17,0%, що охолоджується повітря температурою 10-200С при відносній вологості 50-80% цю величину можна визначити за емпіричною залежності:
    Vкр \u003d 0,6 + 2,3Н0, (1)
    де Vкр - «критична» швидкість вентилювання, см / с;
    Н0 - висота шару зерна, м.

    Тривалість охолодження зерна рису при рівній початкової вологості і температурі трохи менше, ніж зерна пшениці, одночасно більше величина зниження вологості, що пояснюється більш інтенсивним випаровуванням вологи з квіткових плівок зерна рису.
    З ростом швидкості фільтрації повітря з 5-7 до 15-20 см / с тривалість охолодження зменшується в середньому для зерна рису з 10 до 3,5 год, а для зерна пшениці з 12 до 5 ч. При цьому з'їм вологи для зерна рису зростає з 1,2 до 1,7%, для зерна пшениці - з 0,5 до 1,5% (рис.3).


    Мал. 3. Зміна вологості (а) і тривалості (б) охолодження шару зерна від швидкості фільтрації повітря:
    а - початкова вологість зерна Wн \u003d 16,7%, початкова температура зерна? н \u003d 49,7 ° С, температура охолоджуючого повітря t0 \u003d 17,5 ° С, висота шару зерна Н0 \u003d 4,2м;
    б - початкова вологість зерна пшениці Wн \u003d 15,2%, 2 - 17,0, 3 - 18,3. Початкова температура? Н \u003d 46,6 ° С, температура охолоджуючого повітря t0 \u003d 19,5 ° С, висота шару зерна Н0 \u003d 1,6 м.

    Зі збільшенням початкової вологості зерна збільшується кількість випаровується вологи і зменшується тривалість охолодження (ріс.3б). При швидкості фільтрації повітря 4,9 см / с для шару зерна пшениці висотою 1,6 м зі збільшенням початкової вологості зерна з 15,2 до 18,2% величина зниження вологості зростає з 0,75 до 1,25%, а при швидкості фільтрації 12,2 см / с - з 1,45 до 2,75%. При цьому тривалість охолодження при низьких швидкостях фільтрації незначно залежить від вологості зерна, але зі збільшенням швидкості фільтрації повітря вплив вологості зерна зростає. При швидкості фільтрації повітря 12,2 см / с і збільшенні вологості зерна з 15,2 до 18,0% тривалість охолодження знижується з 6,3 до 4,3 годин.
    Отримані результати за кількістю испаренной вологи з нагрітого зерна і тривалості охолодження задовільно узгоджуються з даними.
    Для розрахунку тривалості охолодження нагрітого шару зерна і величини зниження вологості отримані рівняння регресії:
    - для зерна пшениці:
    ? \u003d 7,58 + 0,75 Н0 - 0,15 Wн + 0,35 (? Н - t0) - 0,67Vф, (2)
    ? W \u003d 0,33 Wн - 0,24 Н0 - 0,02 (? Н - t0) + 0,09Vф - 3,78, (3)
    - для зерна рису:
    ? \u003d 12,76 + 1,99 Н0 - 1,09 Wн + 0,34 (? Н - t0) - 0,45Vф, (4)
    ? W \u003d 0,42 Wн - 0,26 Н0 - 0,065 (? Н - t0) + 0,05Vф - 3,0, (5)
    Множинні коефіцієнти кореляції рівнянь (2) і (3) складають 0,93 і 0,94; рівнянь (4) і (5) - 0,97 і 0,98.
    Область визначення рівнянь (2) і (3): 1,6? Н0? 4,4м; 15,1? Wн? 18,5%; 23,8? (? Н - t0)? 35,8 ° С; 4,2? Vф? 16,0 см / с; 43,3? ? н< 53,0°С; 15,1 ? t0 ?19,8°С.
    Область визначення рівнянь (4) і (5): 2,0? Н0? 6,0 м; 16,2? Wн? 17,2%; 24,7? (? Н - t0)? 37,0 ° С; 4,2? Vф? 16,5 см / с; 37,1? ? Н? 55,0 ° С; 8,0? t0? 20,0 ° С.
    У практиці активного вентилювання на елеваторах і хлібоприймальних підприємствах використовується величина питомих подач повітря q (м3 / (ч-т) представляє собою відношення кількості повітря на одну тонну вентильованого зерна. З урахуванням цього параметра отримані рівняння регресії для зерна пшениці і рису при розрахунку тривалості вентилювання і величини зниження вологості:
    ? \u003d Ехр, (6)
    ? W \u003d 0,337 W н + 0,16 (? Н - t0) +0,004 q - 5,59, (7)

    Множинні коефіцієнти кореляції рівнянь (6) і (7) складають 0,92 і 0,91.Область визначення рівнянь (6) і (7): 15,1? Wн? 18,5%; 23,8? (? Н - t0)? 35,2 ° С; 19? q? 375.
    Рівняння (6) і (7) відображають теплофізичні процеси, що відбуваються в шарі нагрітого зерна при його охолодженні. Так, тривалість охолодження зменшується з ростом початкової вологості зерна за рахунок випаровування вологи, а також зі збільшенням питомих подач повітря, за рахунок збільшення швидкості його фільтрації, і зниження температури повітря, що охолоджує. Величина зниження вологості збільшується з ростом початкової вологості і температури зерна, а також питомих подач повітря за рахунок збільшення його швидкості в зазначеному діапазоні зміни цих параметрів.
    Отримані результати послужили підставою для розробки режимів охолодження зерна в технологіях «драйаераціі» при її виробничій перевірці на різних зерносушилках і системах активного вентилювання.

    висновки.
    Наведені дослідження показують, що процесі «драйаераціі» відбувається не тільки вирівнювання зернової маси по вологості і температурі, але і досушування зерна. Разом з тим, ефективність цього процесу істотно залежить від режимних параметрів. Отримані дані підтверджують висновок про необхідність в процесі «драйаераціі» встановлення оптимального значення швидкості охолодження зерна після сушіння для максимального випаровування з нього вологи за рахунок теплоти, раніше витраченої на нагрівання зерна.

    Встановлено мінімальну швидкість фільтрації повітря при активному вентилювання нагрітого зерна в залежності від висоти шару в області досліджуваних параметрів, при якій не буде відбуватися його зволоження в верхньому шарі, яку запропоновано назвати умовно «критичної швидкістю вентилювання».

    Для розрахунку тривалості охолодження нагрітого шару зерна пшениці і рису-зерна і величини зниження вологості отримані рівняння регресії в залежності від швидкості фільтрації повітря, висоти шару, початкової вологості зерна, різниці між температурою нагрітого зерна і охолоджуючого повітря, а також від питомих подач повітря для практичного використання.

    Список літератури.
    1. Сорочинський В.Ф. Підвищення ефективності конвективного сушіння та охолодження зерна на основі інтенсифікації тепломасообмінних процесів: дис. докт.техн.наук. М., 2003.
    2. Есаков В.Т. Двостадійна енергозберігаюча сушка зерна на підприємствах АПК: автореф. дис. ... канд. техн. наук. М., 1986.
    3. Аніскін В.І. Технологічні і технічні рішення проблеми збереження зерна в сільському господарстві: автореф. дис. ... докт. техн. наук. М., 1985.
    4. Сорочинський В.Ф. Застосування активного вентилювання в технології двухстадийной сушки зерна (Четверта Междун. Науково-практич. Конф. «Сучасні енергозберігаючі теплові технології (сушка і термовологісної обробки) (СЕТТ-2011)» (20-23 вересня 2011, Москва, Росія): збірник праць, том 2, секція 4 / ФГТУ МПО МГАУ ім. В.П. Горячкина. - М., 2011. - С. 26-32.

    В.Ф Сорочинський

    Стаття опублікована в збірнику:
    Актуальні проблеми сушки і термовологісної обробки матеріалів в різних галузях промисловості та агропромисловому комплексі: збірник наукових статей Перших Міжнародних Ліковська наукових читань (22-23 вересня 2015 року) / РГАУ-МСХА імені К.А. Тімірязєва. - Курськ: ЗАТ «Університетська книга», 2015. - С. 230-235