Процес сушіння зернових культур

Процес сушіння зернових культур, що включає нагрівання та сушіння зерна газоподібним агентом сушіння, який відрізняється тим, що сушіння зерна здійснюють при температурі на 0-10°С нижче гранично допустимої температури нагрівання для зерна відповідної культури, а нагрівання до вищезазначених температур здійснюють агентом сушіння із температурою на 2-35°С вище гранично допустимої температури зерна відповідної культури. (19) (21) u201008051 (22) 29.06.2010 (24) 10.01.2011 (46) 10.01.2011, Бюл.№ 1, 2011 р. (72) КОЛОМИЦЕВ ЄВГЕНІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ, КОЛОМИЦЕВ ВАДИМ ЄВГЕНІЙОВИЧ, МАРТИНЕНКО ІРИНА ВАСИЛІВНА, ОСИПОВ ВАЛЕРІЙ АНАТОЛЬОВИЧ (73) КОЛОМИЦЕВ ЄВГЕНІЙ ОЛЕКСАНДРОВИЧ 3 саме зумовила б зменшення градієнту температури, а також забезпечила б безперервну десорбцію вологи з середини зернини на її поверхню та збільшення швидкості її видалення з цієї поверхні і, як результат, забезпечила б збільшення продуктивності процесу сушіння, підвищення якості висушеного зерна та зменшення енерговитрат на його здійснення. Поставлена задача вирішується тим, що в запропонованому процесі, сушіння зерна здійснюють при температурі на 0-10°С нижче граничнодопустимої температури нагрівання для зерна відповідної культури, а нагрівання до вищезазначених температур здійснюють АС із температурою на 235°С вище граничнодопустимої температури нагрівання зерна відповідної культури. Здійснення нагрівання зерна АС із температурою, що вище граничнодопустимої температури нагрівання зерна відповідної культури на 2-35°С, тобто близьку до граничнодопустимої температури нагрівання зерна відповідної культури, створює умови для можливості здійснення сушіння при температурах зерна нижче граничнодопустимих для відповідної його культури, тобто при температурах на 0-10°С нижче граничнодопустимої температури нагрівання зерна відповідної культури. Теоретично відомо, що під час нагрівання зерна відповідної культури до температур, близьких до гранично допустимої температури нагрівання зазначеного зерна виникає оптимальне співвідношення градієнтів температури, тиску та вологовмісту. Градієнт температури в такому випадку невисокий і внаслідок різниці парціальних тисків (градієнта тиску) всередині і на поверхні зернини волога по капілярам спрямовується до поверхні зернини і накопичується на останньої у вигляді плівки (А.В. Лыков «Теория сушки» М. «Энергия» 1968, с.23-27, 3132, 90-101). Товщина зазначеної плівки поступово збільшується внаслідок неперервного виходу вологи на поверхню зернини, що зумовлює зменшення сили зціплення плівки з зазначеною поверхнею зернини, і сушіння відбувається за рахунок зривання зазначеної плівки та унесення її з поверхні зернини агентом сушіння. При цьому, при зазначених температурах практично виключається найбільш енерговитратний процес випаровування. Тобто процес сушіння зерна в даному випадку проходить при температурах близьких або нижчих граничнодопустимої температури нагрівання для зерна відповідної культури. Зазначене зумовлює підвищення швидкості видалення вологи з зернини агентом сушіння, тобто збільшення продуктивності процесу, зменшення енерговитрат на його здійснення, а також підвищення якості висушеного зерна за рахунок того, що воно не перегрівається. З практики відомо, що витрати теплової енергії на випаровування вологи з поверхні зерна складають близько 75% і тільки 25% енергії витрачається на нагрівання зерна до граничнодопустимої температури. Тобто запропонований процес забезпечує значну економію палива під час сушіння зернових культур. Нагрівання зерна АС з температурою, що вище відповідної граничнодопустимої температури нагрівання зерна відповідної культури менше ніж 56347 4 на 2°С (що допустимо при низької вологості зерна та необхідності сушіння зерна на 1-2%) уповільнює процес сушіння зерна, забезпечуючи зняття вологи за один прохід не більше як на 1-2%, що обумовлює значне зниження продуктивності зерносушарки. Нагрівання зерна АС із температурою, що перевищує граничнодопустиму температуру нагрівання зерна відповідної культури більше ніж на 35°С призводить до підвищення температурного градієнта в зернині, що знижує швидкість десорбції вологи із зернини. Внаслідок чого утворюється процес випаровування вологи з поверхні зерна, плівка утворюється дуже тонка і зривання її з поверхні зерна стає неможливим. При цьому збільшуються витрати енергії, знижується продуктивність, а також внаслідок перегрівання зерна знижується його якість. Нагрівання зерна більше ніж на 0°С від граничнодопустимої температури нагрівання зерна відповідної культури з одного боку утворює достатній градієнт тиску, що сприяє прискоренню десорбції вологи від центру до поверхні зернини, а з іншого боку підвищує градієнт температур за товщиною зернини, який спрямований проти градієнту вологовмісту і перешкоджає процесу вологопереноса між центром зернини та її поверхнею і уповільнює його, знижуючи продуктивність зерносушарки і, окрім того, знижуючи якість зерна. Нагрівання зерна нижче більш як на 10°С від граничнодопустимої температури нагрівання зерна відповідної культури утворює незначний градієнт температур за товщиною зернини, що незначно знижує дію градієнту тиску і тому сприяє переносу вологи від центру зернини до її поверхні. Але низька температура нагрівання зерна, утворюючи низький градієнт температур, утворює і низький градієнт тисків, що сповільнює процес вологопереноса з середини до поверхні зернини, внаслідок чого знижується продуктивність зерносушарки та підвищуються енерговитрати. Таким чином, запропоновані відрізнювальні ознаки разом із відомими забезпечують вирішення поставленої задачі. Приклади конкретного виконання. Приклад 1 Здійснювали сушіння пшениці з початковим вологовмістом 16%. Граничнодопустима температура нагрівання зерна пшениці 50°С. Температура агента сушіння 49°С, температура нагрівання зерна у чистій шахті 38°С, зниження вологовмісту за один прохід 1% до кінцевої вологості 15%. Продуктивність незадовільна внаслідок низької температури АС - нижче граничнодопустимої температури зерна. При цьому температура нагрівання зерна нижче граничнодопустимої температури нагрівання зерна на 12°С (тобто нижче більш як на 10°С). Приклад 2 Здійснювали сушіння пшениці з початковим вологовмістом 16,5%. Граничнодопустима температура нагрівання зерна 50°С. Температура АС 53°С, температура нагрівання зерна 37.8°С. Кінцева вологість 15,2%. Низька продуктивність сушіння. Зниження вологовмісту за один прохід 1,3% (завжди 4-6%). Хоча температура АС вище грани 5 56347 чнодопустимої температури нагрівання зерна пшениці на 3°С, температура нагрівання зерна недостатня тому, що нижче граничнодопустимої температури нагрівання зерна пшениці на 12,2°С. Приклад 3 Здійснювали сушіння пшениці з початковим вологовмістом 20,5%. Температура АС-68,6°С, температура нагрівання зерна 48,5°С (граничнодопустима - 50°С). Кінцевий вологовміст за один прохід 13,5%. Якість зерна задовільна. Температура АС на 18,5°С вище граничнодопустимої температури нагрівання зерна пшениці, температура нагрівання на 1,5°С нижче граничнодопустимої температури нагрівання для пшениці, тобто пара Комп’ютерна верстка О. Рябко 6 метри знаходяться в межах запропонованих інтервалів і за температурою АС і за температурою нагрівання зерна. Приклад 4 Здійснювали сушіння пшениці з початковим вологовмістом 17,5%. Температура АС-70°С, температура нагрівання зерна 51,8°С (граничнодопустима - 50°С). Кінцевий вологовміст за один прохід 12,2%. Зерно пересушене, тому що на зберігання воно повинно надаватися з вологовмістом 13-14%. Температура АС при цьому лежить в межах інтервалу температур для АС, а температура нагрівання зерна на 1,8°С вища за граничнодопустиму температуру нагрівання пшениці. 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