Конвективный способ сушки зерна

Виды сушки зерна

Радиационная (солнечная) сушка является наиболее экономичным и старейшим методом сушки зерна, который целесообразно использовать во время созревания зерновых культур и после уборки урожая.

При естественной солнечной сушке не придется тратиться на топливо, при этом гарантируется полная сохранность качества зерна. Для таких целей в прошлом использовали площадки, проводили перелопачивание зерна, из-за чего требовались большие затраты ручного труда. Сегодня эти работы механизировали и проводят в южных и иных районах, где при уборке урожая стоит жаркая сухая солнечная погода с температурой 25-35 градусов.

Конвективный метод сушки. При таком методе сушки теплота, которая требуется для испарения влаги, начинает передаваться зерну горячей газовоздушной смесью или потоком нагретого воздуха. Ими же из зерна поглощается и выводится испарившаяся влага.

Конвективный метод сушки более подходящий для зерновых культур, потому широко распространен во всех странах.

Контактный (кондуктивный) метод сушки. При этом методе сушки теплота, которая требуется для испарения влаги, подводится к зерну от нагреваемых поверхностей или от нагреваемого зерна. Метод «сковородки» применялся в разных вариантах достаточно широко до развития более эффективного и экономичного воздушно-теплового метода сушки зерна. Метод контактного влаго- и теплообмена в процессе сушки зерна широко применяется в практике. В особенности эффективна конвективно-контактная сушка, когда теплота к зерну подводится комбинированно, как контактным, так и конвективным методом (при смешивании нагреваемого и свежего зерна).

Обезвоживание (сорбционная сушка) зерна. В основе данного способа лежит высокая гигроскопичность зерна, который может поглощать пары разных веществ из окружающей среды.

Сорбционные свойства зерна имеют большое значение и берутся в учет в процессе его транспортировки, переработки, хранения и обработки.

Но применение для сушки зерна специальных адсорбентов – это очень непрактичный и дорогой метод. Он неконкурентоспособен в отличие от других методом, в особенности конвективного.

Сушка зерна в вакууме. Тепло в вакуум-сушилках сообщается зерну от нагреваемых поверхностей (к примеру, паровых трубок), а испаряемую влагу откачивает вакуум-насос. В вакууме процесс проходит так же, как и во время конвективной сушки. С увеличением вакуума и ростом температуры нагреваемых поверхностей увеличивается скорость сушки.

Во время радиационной сушки инфракрасными лучами передача тепла зерну осуществляется от генераторов инфракрасного излучения, в качестве которых выступают специальные электрические краны, нагревающиеся до 500-1000 градусов.

Основные достоинства сушки инфракрасными лучами заключаются в возможности подведения к материалу значительно большие потоки тепла (больше в 30-100 раз, чем во время конвективной сушки). Но для проведения сушки биологического термочувствительного объекта, то есть зерна, реализация данного достоинства невозможна.

Сушка зерна в электрическом поле токов повышенной частоты выполняется из-за превращения в теплоту энергии электрического поля. Интенсивность сушки зависит от объема выделяемого тепла при допустимой температуре нагревания зерна. В поле СВЧ зерно нагревается равномерно по всей толщине и быстро. Но сегодня сушка зерна методом СВЧ стоит существенно больше, чем нагреваемым воздухом.

Акустический метод сушки. Ультразвуковыми генераторами акустическая энергия превращается в тепловую, в итоге из зерна влага начинает испаряться и частично выводится в виде жидкости за счет различия парциального давления.

Так, из вышеперечисленных методов сушки зерна в хозяйственной практике широко применяются:

• Конвективная (воздушно-газовая и воздушная) сушка на установках для активной вентиляции зерна, в зерносушилках и в специальных металлических силосах, редко силосах элеваторов для любых регионов страны;
• Солнечная сушка на зернотоках хозяйств в районах с соответствующим климатом.

Источник

Способы сушки зерна

Как можно сушить зерно

Существует много способов сушки зерна, но в них используются два принципа:

• либо влажность уменьшают, выводя воду из зерна в жидком состоянии,
• либо её выпаривают.

На первом принципе основаны механический и сорбционный способы сушки. На втором – конвективный, кондуктивный, электрический и применение излучения.

Механический способ сушки зерна

В этом случае вода удаляется с помощью центрифуги. Центрифугирование используется, когда речь идет о зерне, намоченном дождём. Также к такой обработке обращаются после обработки жидкими обеззараживающими средствами или сортировки по удельному весу в жидкости.

Сорбционный способ сушки зерна

В зерно добавляют сорбент – вещество, которое поглощает лишнюю воду. Это может быть хлористый кальций, опилки, силикагель и другие варианты смесей. Главный критерий – легкость отделения дополнительного вещества от зерна.

Иногда смешивают влажное и сухое зерно, чтобы процент влажности распределился на больший объем, и, соответственно, сократился. В некоторых случаях используют разные культуры, например, к пшенице добавляют овёс или ячмень. Плюсы: зерно не травмируется. Минусы: влага перераспределяется очень долго, 1-2 недели.

Конвективный способ сушки

Конвекция – это передача тепла за счёт вынужденного или естественного теплового движения воздуха. Горячий воздух обдувает зерно, выпаривая из него воду. Агентом сушки может быть атмосферный воздух или его смесь с топочными газами. Тёплый воздух поглощает влагу и отводится.

Кондуктивный (контактный) способ сушки зерна

Используется процесс передачи тепла теплопроводностью. Способ основан на прямом контакте зерна с поверхностью, которая выделяет тепло. При таком способе зерно не может просушиться равномерно, так как нижний слой будет нагрет сильнее, чем тот, который не соприкасается с теплой поверхностью.

Электрический способ сушки зерна

В этом варианте используют электрический ток. Зерно располагается между пластинами, к которым подведено напряжение. При прохождении тока пластины нагреваются и передают тепло зерну. Влага в таком случае испаряется и удаляется с воздухом. Этот способ гарантирует равномерный прогрев, однако затрачивает очень много электроэнергии.

Излучение как способ сушки зерна

Излучение может быть естественным, в виде солнечных лучей, и искусственным, в виде инфракрасных ламп. При естественной сушке на солнце важным фактором является погода, поэтому такой способ неудобен и не зависит от человека. При сушке инфракрасными лучами зерно прогревается равномерно, однако для генерации излучения необходимо большое напряжение, поэтому сушилки, работающие на этом принципе, расходуют очень много энергии.

Какой способ сушки зерна лучше?

Выбор способа сушки зерна зависит от целей и возможностей. В настоящее время самыми популярными являются конвективный и контактный способы. Для сушки зерна в промышленных масштабах используются зерносушилки различных типов. Их работа основана на конвективном принципе сушки.

Конвейерные зерносушилки ASM-AGRO также используют конвективный способ сушки зерна. Тёплый воздух проходит сквозь горизонтальный слой зерна, снимая с него влагу. Такая организация процесса позволяет прогревать продукт равномерно, без «горячих точек». Возгорания в зерносушилках исключены, так как зерно не соприкасается с нагретой поверхностью.

Подробнее о принципе работы оборудования можно узнать здесь.

Источник

4.1 Конвективный способ сушки зерна

Во всех зерносушилках, применяемых в системе в сельском хозяйстве, тепло передаётся конвективным способом. Агент сушки служит не только для передачи тепла зерну, но и одновременно для поглощения испарившейся из него влаги. Сушить зерно конвективным способом можно смесью топочных газов с воздухом или атмосферным воздухом, нагретым в теплообменнике. Сушка нагретым воздухом исключает попадание в сушильную камеру продуктов сгорания топлива ( сернистого газа, дыма). Конвективный способ сушки можно применять при разном состоянии зернового слоя — плотном или разрыхлённом, в пересыпающемся, падающем или взвешенном состоянии. (3) Сушка зерна в плотном неподвижном слое осуществляется на различного типа напольных, треугольных, ромбических сушилках, построенных в хозяйствах по типовым или индивидуальным проектам.(7) Процесс сушки происходит следующим образом: зерно высыпается самосвалом на сетчатый пол и разравнивается вручную напольных зерносушилках; транспортёром заполняет пространство между сетками на треугольных и ромбических сушилках. Теплоноситель подаётся под сетчатый пол на напольных и в межсеточное пространство на треугольных и ромбических сушилках. В зависимости от влажности зерна процесс сушки длится в течение 20…36 ч и более .(7) При сушке в плотном неподвижном слое невозможно осуществить поточный процесс. Другими недостатками этого способа являются: — напольные сушилки требуют больших затрат ручного труда на погрузочно-разгрузочных работах (выравнивание поверхности зерна по толщине, подгребание зерна при выгрузке и т.д.). Сушка неравномерно по высоте насыпи и по площади сушильной камеры (при выравнивании поверхности насыпи зерна рабочий вынужден ходить по насыпи, что обуславливает различное уплотнение слоя и разное сопротивление его проходу воздуха). При использовании напольных сушилок имеет место дополнительное травмирование зерна колесами автомобиля, погрузчика; — при сушке на ромбических и треугольных зерносушилках очень большая неравномерность влажности по толщине слоя. (7) Сушка зерна в плотном движущемся слое. В плотном гравитационно движущемся слое контакт между зёрнами сохраняется. Однако вследствие относительного смещения зёрен точки контакта непрерывно обновляются. Активная поверхность из-за смещения зёрен также меняется, что также способствует ускорению процесса сушки. При движении слоя несколько увеличивается его скважистость, что также повышает скорость сушки. Зерно высушивается более равномерно, чем в неподвижном слое.(6) Сушка в плотном движущемся слое происходит в шахтных, колонковых, жалюзийных, бункерных и карусельных зерносушилках. При сушке данным способом необходимо обеспечить равномерность движения зерна по сушильной камере. Из-за неравномерности движения зерна неравномерность нагрева может достигать более 10°С. (9) Равномерность движения зерна достигается путём обеспечения порциональной выгрузки по всей ширине сушильной камеры и обеспечения обеспеченья движения с наименьшим числом препятствий внутри сушильной камеры. В имеющих в сушильных камерах большое количество коробов шахтных сушилках сложно сушить зерно влажностью выше 25% и особенно выше 30%. Зерновая масса имеет плохую сыпучесть и склонна к зависанию между коробами. Это увеличивает продолжительность обработки, перегрев и порчу зерна, а иногда загорание лёгких органических примесей.(11) К таким же результатам приводит отсутствие в бункерных зерносушилках механического выгрузного устройства. Сушка в пересыпающемся слое. Такой способ сушки применяют только в барабанных зерносушилках. Камерой сушки служит пустотелый барабан, внутри которого размещены лопасти и полочки, поднимающие зерно и распределяющие его по всему сечению барабана. При его вращении лопасти поднимают зерно, затем оно падает вниз, пересыпается с полочки на полочку и пронизывается агентом сушки. Зерно можно сушить независимо от его влажности и засоренности; зерно хорошо перемешивается и интенсивно продувается агентом сушки, при этом оно равномерно нагревается и просушивается. Процесс сушки происходит при температуре агента сушки 150 – 200° С. Экспозиция сушки 20 – 40 минут. Съем влаги до 6 процентов. (3). Недостатки этого способа: — сушка происходим смесью топочных газов с воздухом (подогрев воздуха в теплообменнике до температуры 200°С. приводит к неоправданно большим энергозатратам); — невозможность сушки зерна влажностью более 21 процента в потоке (необходим неоднократный пропуск зерна через зерносушилку); — невозможность обеспечить сушку семенного зерна (применение мягких режимов сушки приводит к 4-х кратному уменьшению производительности и влагосъема). (3) Конвективную сушку разрыхлённого, или кипящего, слоя осуществляют на сетке (сите). На ней зерно продувается агентом сушки со скоростью 1,0…1,2 м/с. В зависимости от скорости агента сушки зерновой слой имеет разную степень разрыхления, начиная от слабо разрыхлённого до кипящего напоминающего по виду сильно кипящую жидкость. Зерно перемещается к выходу при незначительном наклоне сетки. Чем больше скорость продувания зернового слоя, тем сильнее оно перемешивается. При больших площадях сетки не обеспечивается равномерное продувание зернового слоя. Поэтому наблюдается неравномерность нагрева и сушки зерна. В кипящем слое при толщине 100 мм и температуре агента сушки 120…140°С, то есть температура его почти достигает максимально допустимого значения (50…60° С), а снижение влажности зерна за это время составляет не более 2,0…2,5%. При температуре агента сушки 60°С влажность зерна снижается за 1 мин на 1%. Вследствие малого снижения влажности при быстром нагревании зерна зерносушилки с кипящим слоем не нашли практического применения. (3)

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Для продолжения скачивания необходимо пройти капчу:

Источник

Технология сушки зерна

Завершает обработку зерна сушка, на этом этапе зерновую массу доводят до кондиционной влажности 14%. Важно, чтобы при снятии с посевного продукта излишней влажности технология сушки обеспечила минимальное травмирование зерна, а главное — гарантировала правильную сушку. Только так можно получить физиологическое дозревание и улучшить качество культуры.

Для каждой сельскохозяйственной культуры предусмотрен свой тепловой режим, к тому же зерна различаются размерами и имеют свои особенности. Так определенная сушка отлично работает для одних культур, но не подходит для других. Поэтому важно подобрать оптимальную зерносушилку с балансом качества и стоимости.

Таблица №1 состояние влажности некоторых культур

Сухое Средней сухости Влажное Сырое до свыше до свыше до свыше Пшеница, рожь,
ячмень, рис, гречиха 14,0 14,0 15,5 15,5 17,0 17,0 Кукуруза в зерне 14,0 14,0 16,0 16,0 18,0 18,0 Подсолнечник 7,0 7,0 8,0 8,0 9,0 9,0

Сушка положительно влияет на собранное влажное зерно и выполняет следующие задачи:

• Дозревание культуры. Просушивание способствует равномерному высыханию, распределению и дозреванию. После потери влаги дозревание культуры ускоряется.
• Обеззараживание зерновой массы. После потери влаги в зернах уменьшается жизнедеятельность вредных бактерий.
• Повышение и сохранение качества. Обработка зерновой массы повышает продовольственные характеристики и класс продукции. Сушка в зерносушилке доводит сырую продукцию до высокого качества, тем самым повышает конкурентоспособность предприятия и выводит компанию на новые рынки сбыта.
• Обеспечение длительного хранения. Просушивание консервирует сельскохозяйственную культуру, что сохраняет продукт до следующего сезона.

Способы сушки зерна

1. Солнечная естественная сушка экономична, ведь отсутствуют затраты на топливо. Проводится после уборки урожая или во время созревания, также гарантирует сохранность качества зерновой культуры.

2. Конвективный способ сушки. Тепло, нужное для уменьшения влаги, поступает к культуре потоком нагретого воздуха или горячей газовоздушной смесью.

3. Контактный (конвективный) метод. Способ контактного тепло- и влагообмена особенно эффективен, если теплота к зерну поступает с совмещением комбинированного и конвективного метода. Например, если смешивать нагреваемое зерно со свежим.

4. Сорбционная сушка. Зерно обладает высокой гигроскопичностью, поэтому поглощает пары из окружающей среды. Данные свойства культуры обязательно учитывают в процессе переработки, обработки, транспортировки и хранения. Однако использовать специальные адсорбенты непрактично и дорого.

5. Сушка зерна с применением вакуума. Тепло поступает к зерну от нагреваемых поверхностей, а откачивает испаряемую влагу вакуумный насос. Вакуумная сушка идентична конвективному способу. Скорость сушки может возрасти, если поднять температуру или увеличить вакуум.

6. Радиационная сушка передает тепло инфракрасными лучами от генераторов (специальные электрические краны) с нагревом до 1000 градусов.

7. Сушка в электрическом поле тока с увеличенной частотой. Энергия электрического поля превращается в теплоту. Зерно нагревается равномерно и быстро.

8. Акустический метод. С помощью ультразвуковых генераторов происходит превращение акустической энергии в тепловую, а из зерна испаряется влага и выводится в виде жидкости.

Выбор зерносушилки

Сушилки зерна различаются по типу конструкции. Выделяют шахтный, мобильный, карусельный, барабанный, колонковый, башенный вид.

Виды зерносушилок

Зерносушилки классифицируются по нескольким видам:

1. Шахтные модели характеризуются непрерывным действием, используется на протяжении всего сезона. Такой тип сушилки оборудован рабочей камерой (шахта), поперек которой для подачи нагретого воздуха размещены короба.

2. Барабанные сушилки. Барабан перемещает зерна лопастями — это рабочая емкость оборудования.

3. Рециркуляционные сушилки. Агрегат сушит зерно любого назначения в течение одного прохода до требуемой влажности. Зерносушилка перемешивает кратковременно влажные зерна с разогретыми.

4. Колонковые агрегаты. Позволяет наращивать мощности с помощью добавления новых модулей, в случае, если увеличен масштаб производства или собран хороший урожай, который надо в сжатые сроки обработать. Поперечная подача через перфорированные стенки холодного и горячего воздуха сквозь слой зерновой массы позволяет быстро убрать влагу.

5. Камерные зерносушилки. Процесс сушки состоит в продувании зерновой массы подогретым воздухом. Зерно в камеру поступает механическим способом, слой не должен превышать 80 см.

6. Конвейерное оборудование. Горизонтальный агрегат эффективно сушит за один проход зерно любой влажности. Источником тепла служит газогенераторный котел, что позволяет использовать отходы (щепа, опилки, лузга) и любой вид твердого топлива, формируя дополнительную экономию.

Критерии выбора зерносушилок

Правильный выбор зерносушилки избавит от неприятных моментов – необходимости ремонта и постоянных финансовых вложений для поддержания на протяжении всего срока эксплуатации работоспособности оборудования.

Основной показатель, отвечающий за эффективность оборудования — это производительность. Заявленный показатель производительности агрегата всегда будет значительно отличаться от фактического, что зависит от объема камеры сушки. Поднять производительность можно сократив длительность цикла, убрать загрузку зерна, сушку, охлаждение и выгрузку.

Выбирая зерносушилку, необходимо учитывать влажность зерновой культуры в начале и в конце сушки. Например, производительность сушилки при уменьшении 20-15% влажности у пшеницы равна 10 тонн/в час. Если влажность 18%, то производительность при обработке культуры равна 14 тонн/в час. Примеры доказывают насколько важны различия между показателями зерносушилок по снятию влажности.

Засоренность продукции стоит выделить отдельно. В комплектацию некоторых моделей входит система аспирации. Данные комплексы увеличивают качество зерновой культуры, так как удаляют примеси и мусор в процессе просушивания.

Следующий критерий, от которого зависит выбор зерносушилки – это внешние свойства: влажность воздуха, ветер, температура. В таких случаях самым удобным вариантом станет мобильная зерносушилка, которую можно легко перенести в закрытое помещение. При этом внешние факторы не навредят обработке зерновых культур.

Последний нюанс при выборе — эффективность работы шнеков. Именно от функционирования шнеков зависит вероятность возникновения простоя и загрузка в сушильную емкость.

Режимы сушки зерна

Режим сушки устанавливают для обеспечения бесперебойной работы, достижения высокой производительности, контроля и сохранения качества зерна. В зерносушилки есть параметры, которые можно самостоятельно регулировать: температура охлаждения зерна, максимального нагрева, теплового носителя.

Влажность и скорость движения воздуха невозможно отрегулировать. Исходя из вида культуры, влажности и физиологического состояния зерна, назначения и типа зерносушилки выбирается соответствующий режим сушки. Зерна пшеницы, масличных, крупяных, бобовых культур отличаются друг от друга биологической и химической составляющей, термической устойчивостью, что непременно оказывает влияние на выбор режима просушивания культур. А также стоит обязательно учитывать конструктивные особенности оборудования.

Так просушивая пшеницу в прямоточной зерносушилке (шахтный тип) режимы выбирают, исходя из стандартов, установленных нормативными актами. Каждый новый пропуск зерновой культуры снижает показатель влажности только до 8%. Поэтому зерна с высоким показателем влажности проходят несколько циклов просушки в агрегате.

Зерна ржи и ячменя обладают хорошей термостойкостью, что позволяет их в процессе сушки нагревать до 55-60 градусов. Исключением считаются пивоваренные сорта ячменя, максимальный нагрев до 35-40 С, что обусловлено хорошей всхожестью пивоваренных сортов.

Зерна овса разрешается нагревать до 50 С и даже не стоит учитывать влажность. Но, важно тщательно наблюдать за зернами, ведь с них слезает пленка в процессе просушивания, что негативно влияет на весь цикл сушки.

Ядро гороха может трескаться, поэтому следует выбирать щадящий режим сушки, с температурой нагрева не более 40 С. За один прогон через зерносушилку влажность уменьшается примерно на 3%, что контролируется на промежуточных этапах.

Рапс с уровнем влажности менее 13% просушивают при температуре 80 С, а зерна прогреваются до 50 С. Если уровень влажности выше, то температура сушки уменьшается до 20%, а сами зерна нагреваются до 5 С. Сушка без тасования зерна проводится при температуре около 60 градусов. Зерносушилки для товарного рапса должны быть герметичны, чтобы исключить потерю зерна из сушилки.

Таблица №2 Высшие пределы температуры агента сушки и нагрева зерна в шахтных прямоточных зерносушилках

Источник