Способ сушки зерна

Способ сушки зерна

Иллюстрации

Показать все

Реферат

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

Известен способ сушки зерна, согласно которому его загружают в камеру сушилки, формируют плотный слой, продувают агентом сушки, а высушенный материал разгружают. Для этой цели используют сушилку с горизонтальным или наклонным полом, содержащую камеры, решетное днище, транспортеры для загрузки влажного и выгрузки высушенного зерна, вентилятор и топку [1]. Этот способ сушки является периодическим, характеризуется повышенными затратами тепла.

Известен способ сушки зерна, при котором зерно не досушивают до кондиционной влажности, отлеживают, охлаждают в выносных емкостях вентилирования наружным воздухом до кондиционной и разгружают. Зерно не досушивают до кондиционной влажности на 1,5...3%, отлеживают 12...24 ч в выносных емкостях, охлаждают наружным воздухом в вентилируемых емкостях с пониженной удельной подачей (до 100 м³/ч) в течение 12...24 ч с доведением влажности зерна до кондиционной. Этот способ используется в непрерывно действующих сушилка.

Известно устройство для реализации указанного способа, включающее сушилку непрерывного действия, выносные емкости для отлежки и охлаждения зерна и транспортеры [2, 3].

Этот способ по своей технической сущности наиболее близок к заявленному и принят за прототип.

Однако указанные способы и устройства не обеспечивают выровненную влажность зерна после сушки, так как несмотря на то, что сушилка работает непрерывно, заполнение емкостей зерном и опорожнение происходят в периодическом режиме. Это обусловливает неодинаковое время отлежки и охлаждение зерна и, как следствие, отличающийся во времени влагосъем зерна. Кроме того, наличие вентилируемых и невентилируемых емкостей усложняет и удорожает этот способ сушки зерна, который получил название двухэтапный.

Техническая задача изобретения состоит в повышении эффективности сушки зерна и в совмещении процессов отлежки и охлаждения в одной емкости.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе сушки зерна, заключающимся в том, что поступающее на сушку зерно не досушивают до кондиционной влажности, отлеживают, охлаждают в выносных устройствах вентилирования наружным воздухом с доведением влажности до кондиционной и разгружают, согласно изобретению высоту слоев охлаждаемого и отлеживаемого зерна в выносных устройствах определяют по формулам

где G_c - производительность сушилки, т/ч;

τ_ох, τ_от и τ_р - длительность соответственно охлаждения, отлежки и разгрузки охлажденного слоя, ч;

F - площадь поперечного сечения емкости, м²;

ρ - насыпная плотность зерна, т/м³;

h_ox, h_от - высота соответственно охлаждаемого и отлеживаемого слоя, м, H=h_ох+h_от,

при этом выносное устройство вентилирования заполняют недосушенным нагретым зерном на высоту Н, отлеживают зерно на высоте h_от, а охлаждают зерно на высоте h_ox, затем разгружают зерно до высоты слоя h_ox, после чего разгрузку прекращают, но продолжают пополнение устройства недосушенным зерном, после чего цикл повторяется.

Сравнение заявленного способа с прототипом показывает, что новым в способе является то, что высоту слоя охлаждаемого зерна в емкости определяют по формуле h_ox=G_o(τ_от-τ_р)/F·ρ, а отлеживаемого - по формуле h_от=G_c(τ_ох-τ_от)/F·ρ, выносное устройство вентилирования заполняют недосушенным зерном на высоте h_от, а охлаждают зерно до высоты слоя h_ox, после чего разгрузку прекращают, но продолжают наполнение устройства недосушенным зерном, после чего цикл повторяют.

Таким образом изобретение соответствует критерию "новизна".

Изобретение соответствует критерию "изобретательский уровень", так как может быть достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно повышение эффективности сушки и универсализации выносного устройства (для отлежки и охлаждения зерна).

Изобретение является и "промышленно применяемым", так как может использоваться в сельском хозяйстве.

Изобретение поясняется чертежом, где изображен общий вид выносного устройства для охлаждения и отлежки зерна.

Устройство содержит корпус 1 с перфорированными стенками, воздухораспределительную трубу 2 с поршнем 3, обратный конус 4, конусообразное дно 5, транспортер 6, вентилятор 7, норию 8, датчики уровня 9 и 10.

В корпусе 1 размещают слой охлаждаемого 11 и отлеживаемого 12 зерна. Из сушилки недосушенное зерно 13 поступает в норию 8 и в устройство 1. Охлажденное зерно 11 ленточным транспортером 6 и той же норией выводится из устройства 14.

Способ осуществляют следующим образом. Отлеживают зерно в слое высотой h_от, затем охлаждают в слое высотой h_ox, разгрузку зерна из емкости проводят по достижении материалом высоты Н=h_ox+h_от, а прекращают при Н=h_ox.

Устройство работает следующим образом. При запуске емкость заполняют недосушенным нагретым зерном на высоту Н=h_ox+h_от, охлаждают зерно в слое 11 в течение τ_ох и разгружают, одновременно загружают устройство недосушенным зерном. Так как производительность разгрузочной нории G_тр>G_c, то уровень зерна опускается и достигает уровня датчика 9. После срабатывания датчика 9 разгрузка охлажденного зерна прекращается, но продолжается пополнение устройства недосушенным зерном до уровня датчика 10, после чего цикл повторяется. Вентилятор не отключается, непрерывно работает сушилка.

В качестве выносного устройства целесообразно использовать серийный бункер БВ-40 вместимостью 40 т зерна, выпускаемый рядом предприятий. Этот бункер используется для временного хранения зерна перед сушкой, причем временное хранение осуществляется, как правило, при непрерывном вентилировании, чтобы избежать порчи влажного материала. Бункер БВ-40 оснащен верхним датчиком уровня, при срабатывании которого поступление зерна прекращается и происходит его вентилирование.

При модернизации бункера согласно заявленного способа оставляют верхний датчик уровня и размещают ниже дополнительный датчик, который позволяет осуществлять в одном устройстве отлежку и вентилирование.

Поскольку прежде этот бункер в рассматриваемом качестве не использовался, то определим расчетом высоты h_ox и h_от при заданных значениях G_c, τ_ох, τ_от, τ_p и G_тр. Выражение для определения h_ox и h_от ранее не известны.

Массу зерна M₁ в охлаждаемом слое устройства можно записать как

масса М₂, которая поступает из сушилки за время охлаждения

учтем длительность охлаждения при разгрузке

подставив равенства (1) и (2), с учетом (3) получим

и окончательно

где G_c - производительность сушилки, т/ч;

τ_ох, τ_от и τ_р - длительность соответственно охлаждения, отлежки и разгрузки охлажденного слоя, ч;

F - площадь поперечного сечения емкости, м²;

ρ - насыпная плотность зерна, т/м³.

Выполнив аналогично расчеты по слою отлеживаемого зерна, получим

В формуле (6) в отличие от формулы (5) отсутствует время τ_р, и это не случайно, так как при разгрузке, когда G_тр>G_c (в 5...10 раз), образуется разрыхленный слой, при котором полноценная отлежка из-за снижения контактной поверхности исключается, поэтому τ_р пренебрегаем.

Величины τ_охл и τ_отл заранее определены либо теоретическим путем, либо экспериментом, так, например, из [2, 3] известно, что для зерна кукурузы τ_охл=τ_отл≈12 ч, для зерна пшеницы нашими исследованиями установлено τ_охл=5...6 ч, τ_отл≈4 ч. При этих значениях τ_охл и τ_отл и удельной подаче наружного воздуха q=80...120 м³/ч·т (пшеница) (установлено при лабораторных исследованиях) и q=50...80 м³/ч·т (кукуруза) может быть достигнут максимальный влагосъем в зависимости от температуры горячего зерна 45...60°С соответственно 1,7...3,0%.

Так, например при отлежке и охлаждении продовольственного зерна (температура нагрева 50...52°С), влажность ˜ 16%, цикл τ=τ_охл+τ_отл=10 ч, влагосъем может составить ˜ 2%.

При сушке зерна с 20 до 14% указанные 2% позволяют на треть повысить производительность сушилки и на ˜ 25% снизить расход тепла. При этом будет реализована непрерывная работа зерносушилки и периодически непрерывная работа устройства для отлежки и охлаждения зерна при одинаковой длительности термообработки всей насыпи.

Проверку заявленного способа сушки проводили в хозяйстве "Ленинское" Верещагинского района Пермской обл. на колонковой зерносушилке СоСС-4. Организация двухэтапной сушки была следующей.

Зерно в сушилке СоСС-4 не досушивали ˜ на 2%, при этом его нагревали до 48...49°С и отправляли на отлежку в вентилируемый бункер БВ-40 вместимостью 40 т по зерну пшеницы. Длительность отлежки и охлаждения составила 4 и 5 ч соответственно. Влагосъем составил от 1,7 до 2,0%.

Пример. Расчет величин τ_охл и τ_отл в БВ-40 для условий работы зерносушилки СоСС-4.

Дано: G_c=4 т/ч; G_тр=20 т/ч; τ_охл=5 ч; τ_отл=4 ч.

F=π(R²-r²)=π(1,5²-0,5²)6,3 м²; ρ=0,75 т/м².

Для определения τ_р задаемся M₁=15 т, тогда и

Определим массу зерна в охладительной зоне M₁=F·h_ox·ρ=6,3·3,6·0,75=17 т.

Получили расхождение в 2 т, задаемся M₁=16 т, получим h3,5 м и M₁=16,7 т, принимаем h_ox=3,5 м с небольшим запасом.

Величина h_от=4-4/6,3·0,75=3,5 м.

Величина Н=3,5+3,47 м на этой высоте должен быть установлен датчик уровня 10, а на высоте h_ox=3,5 м датчик 9.

Источник информации

1. Кулагин М.С., Соловьев В.М., Желтов B.C. Механизация послеуборочной обработки и хранения семян и зерна. - М.: "Колос", 1979, с.104-105.

2. Куватов Д.М. Проектирование технологических процессов сушки, 2000, 156 с.

3. Окунь Г.С., Чижиков А.Г. Тенденции развития технологии и технических средств сушки зерна. - М.: ВНИИТЭИагропром, 1987, с.41-42.

Способ сушки зерна, заключающийся в том, что зерно не досушивают до кондиционной влажности, отлеживают, охлаждают в выносном устройстве вентилирования наружным воздухом с доведением влажности до кондиционной и разгружают, отличающийся тем, что выносное устройство заполняют недосушенным нагретым зерном на высоту Н=h_ох+h_от, отлеживают зерно на высоте h_от, а охлаждают зерно на высоте h_ox, разгружают зерно до высоты слоя h_ox, после чего разгрузку прекращают, после этого цикл повторяется, при этом высоту охлаждаемого и отлеживаемого зерна в емкости определяют по формулам

где G_c - производительность сушилки, т/ч;

τ_ох, τ_от и τ_p - длительность соответственно охлаждения, отлежки и разгрузки охлажденного слоя, ч;

F - площадь поперечного сечения устройства, м²;

ρ - насыпная плотность зерна, т/м³,

а выносное устройство снабжено датчиками уровня зерна, нижний из которых размещен на высоте h_ox, а верхний - на высоте Н=h_ох+h_от.