Спосіб сушіння зерна

1. Спосіб сушіння зерна шляхом випаровування вологи, що включає неперервну подачу шару вологого зерна в зерносушильний агрегат, сушіння малорухомого шару вологого зерна в кілька етапів до критичного вологовмісту потоком суміші нагрітих газів, охолодження висушеного шару зерна повітряним потоком довкілля та неперервний випуск охолодженого зерна із зерносушильного агрегату, який відрізняється тим, що малорухомий шар вологого зерна спочатку сушать "під розрідженням" 0,6-1,4 кПа до вологості, меншої від 3 Удосконалення технології сушіння зерна. [Монографія] - Одеса.: Поліграф, 2009. - 182 с]. Найбільш близьким до корисної моделі по ознаці способу сушіння за своєю суттю та досягнутому результату є спосіб сушіння, що застосовують для сушіння малорухомого шару зерна, реалізований в «Способі сушіння зерна і маслосім'ян і пристрої для його виконання» [див. SU, авторське свідоцтво. 518605, кл. F26B 3/06 і F26B 17/12, 2007] де для сушіння зерна застосовують кілька кратне відлежування зерна продовж 3-5 хв. та 5-10 хв. перед подальшим його сушінням нагрітими газами. Даний спосіб сушіння обраний прототипом. Прототип і корисна модель, що заявляється, мають такі спільні ознаки: - об'єктом сушіння є шар вологого зерна; - шар вологого зерна в тепло- і вологообмінних камерах перебуває в малорухому стані; - шар вологого зерна спочатку нагрівають, сушать, а потім охолоджують: - шар вологого зерна сушать сумішшю нагрітих газів, а охолоджують повітряним потоком довкілля; - шар вологого зерна сушать і охолоджують в потоці; - для збільшення швидкості сушіння та зменшення втрат теплоти з відпрацьованими газами зменшують внутріпарціальний опір дифузії вологи. Однак описаний відомий спосіб має ряд істотних недоліків. Найсуттєвішим та обумовлюючим решту недоліків є такий. По-перше, при конвективному способі сушіння малорухомого шару зерна зростає не лише пошарова в зернинах різниця температури та вологовмісту, а й внутрішньокапілярне розрідження в зернинах. Внутрішньокапілярне розрідження зернин перешкоджає дифузії вологи із внутрішніх шарів зернини до поверхневих і зростає із збільшенням об'єму витісненої із капілярів зернин вологи. Оскільки шар зерна в тепло- і вологообмінних камерах перебуває в нерухомому та малорухомому станах, тому при застосуванні способу проміжного відлежування малорухомого шару зерна впродовж 3-5 і 5-10 хв. зменшується лише різниця температури і вологовмісту шарів зернини, а розрідження в капілярах зернин не може зменшитися по тій причині, що внутрішньокапілярне розрідження в десятки разів менше від аеродинамічного опору шару зерна. Тому гази довкілля не в стані подолати цей опір шару зерна і проникнути в капіляри зернини під дією розрідження в капілярах [див. Гапонюк І.І. Удосконалення технології сушіння зерна. [Монографія] - Одеса.: Поліграф, 2009. - 182 с]. Отже відлежуванням шару зерна не можна зменшити внутрішньокапілярне розрідження в зернинах і послабити внутрішньокапілярний опір дифузії вологи та суттєво вплинути на швидкість сушіння. В основу даної корисної моделі на спосіб сушіння поставлено задачу створити спосіб сушіння зерна шляхом випаровування вологи, в якому завдяки змінення параметрів газоповітряних потоків і способів міжфазової взаємодії забезпечено на 2535 % більшу швидкість сушіння, менші на 10-15 % витрати теплоти на сушіння та на 30-35 % менші втрати теплоти із відпрацьованими газами, а та 54245 4 кож більш рівномірне по шарах зернини та малорухомого шару зерна сушіння і значно менше забруднення довкілля легкими домішками шару зерна. Поставлена задача вирішена в способі сушіння зерна шляхом випаровування вологи, що включає неперервну подачу шару вологого зерна в зерносушильний агрегат, сушіння малорухомого шару вологого зерна в кілька етапів до критичного вологовмісту потоком суміші нагрітих газів, охолодження висушеного шару зерна повітряним потоком довкілля та неперервний випуск охолодженого зерна із зерносушильного агрегату який відрізняється тим, що малорухомий шар вологого зерна спочатку сушать «під розрідженням» 0,6-1,4 кПа до вологості меншої від критичної на 4-8 % сумішшю нагрітих газів до температури на 70-100 °С вищої температури зерна, подальшим підведенням шару зерна холодних газів «під тиском» 0,30,5 кПа температурою меншою від температури зерна на 10-30 °С впродовж 2-6 хв. і швидкістю течії цих газів 0,02-0,05 м/с, та подальшим досушуванням шару зерна до критичного вологовмісту «під розрідженням» 0,6-1,4 кПа сумішшю нагрітих газів до температури, що перевищує температуру зерна на 30-50 °С та швидкістю течії цих газів 0,40,6 м/с. Нагрівання, сушіння, зменшення опору внутрішньокапілярної дифузії вологи в зернинах, досушування та охолодження висушеного шару зерна здійснюють в малорухомому стані. Досягнення заявленого технічного результату можна пояснити таким. 1. На завершальному етапі процесу сушіння шару зерна конвективним способом, тобто при наближенні його вологості на 4-8 % від критичної, у капілярах зернин суттєво зростає розрідження пропорційно об'єму витісненої із капілярів вологи. Це розрідження перешкоджає переміщенню вологи в капілярах із внутрішніх шарів зернини до поверхневих. Тому на завершальному етапі сушіння зернини збільшують рушійний потенціал підвищенням температури газоповітряної суміші до 120180 °С, а пов'язані з цим витрати теплоти на досушування зернин зростають в 2-8 разів порівняно із витратами теплоти на сушіння вологого зерна на початковому етапі його сушіння. Зменшення розрідження в капілярах зернини здійснюють короткотривалим, до 2-6 хв., зміненням градієнта температури фазових середовищ підведенням шару зерна газового потоку температурою на 10-30 °С меншою від температури шару зерна зі швидкістю течії цих газів 0,02-0.05 м/с «під тиском» 0,3-0,5 кПа. 2. По завершенню процесу зменшення розрідження в капілярах зернини та пошарового вирівнювання вологи і температури зернин, продовжують сушити шар зерна сумішшю газів нагрітих до меншої температури, що перевищує температуру зерна лише на 30-50 °С і «під розрідженням» 0,61,4 кПа та зі швидкістю течії цих газів 0,4-0,6 м/с. 3. Вологопоглинаюча спроможність газів зворотно пов'язана із їх тиском. Із зміненням способу підведення газоповітряних із «під нагнітанням» більшим 1,5 кПа на «під розрідженням» більшим 5 54245 1,5 кПа зростає їх вологопоглинаюча спроможність на 5-8 % та на 25-30 % збільшується коефіцієнт міжфазового вологообміну. 4. Аеродинамічний опір шару зерна пропорційний товщині цього шару та швидкості течії газів, що його пронизують. Для більшості зернових та олійних культур для пронизування шару зерна газами зі швидкістю 0,4-0,6 м/с цей опір становить 0,6-1,4 кПа, а зі зменшенням швидкості пронизу Комп’ютерна верстка М. Мацело 6 вання до 0,02-0,05 м/с цей опір відповідно зменшується до 0,3-0,5 кПа. 5. Виходячи із об'єму порожнин капілярів зернин, що для різних зернових культур становить 1540 % об'єму самих зернин, тривалість заповнення капілярів газами при швидкості їх течії 0,02-0,05 м/с для зернин різних культур і розмірів становить 2-6 хв. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601