Спосіб сушіння зернових культур

1 Спосіб сушіння зернових культур нагрітим у топковому пристрої атмосферним повітрям шляхом подачі його в зону сушіння і продувкою маси зернової культури нагрітим повітрям, який відрізняється тим, що частину подаваного для продув ки повітря нагрівають у плазмотроні до високої температури, а потім змішують його в змішувальній камері з основним холодним повітряним потоком до середньої температури, що відповідає температурі сушіння зернової культури 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що нагрів плазмотроном повітряного потоку в змішувальній камері за час сушіння здійснюють постійно чи періодично, при цьому в період відключення плазмотрона витрату основного повітряного потоку збільшують Даний винахід відноситься до переробки сільськогосподарської продукції і може бути використаний для сушіння зернових культур і іншої сільгосппродукції Широко ВІДОМІ різні способи сушіння, засновані на спалюванні вуглецево-водневого палива і змішанні продуктів згоряння з холодним атмосферним повітрям і подачею цієї суміші в зону сушіння (А Е Юким, Н И Риболовля, И Е Селецкий "Справочник по оборудованию элеваторов и складов" М, "Колос" 1970 239с, RU, 2128917 20 01 96) Недоліком указаних способів є насичення зерна шкідливими продуктами згоряння вуглецевоводневого палива Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, (прототип) до описуваного винаходу є спосіб сушіння зернових культур нагрітим у топковому пристрої атмосферним повітрям шляхом подачі його в зону сушіння і продувкою маси зернової культури нагрітим повітрям (Г М Бардышев, Г О Воронцов, Э С Хувес "Справочник работника элеваторной промышленности" М "Колос" 1975г 335с) Відзнака зазначеного способу сушіння від розглянутих вище - поліпшена система нагрівання повітряного потоку Однак оскільки повітряний потік, що змішується з продуктами згоряння, продуває шар зерна, то зерно насичується шкідливи ми продуктами згоряння, що приводить до влучення шкідливих речовин в організм людини, і сам процес сушіння наносить шкоду навколишньому середовищу Крім того, у самій технології сушіння можливе захоплення твердого незгорілого компонента вуглеводнів (важкі парафіни і т п ) і заброду цих нагрітих до 1000°С речовин у зону сушіння, що приводить до загоряння зерна і високих матеріальних збитків В основу винаходу покладена задача створення екологічно чистого способу сушіння зернових культур Поставлена мета досягається тим, що частину подаваемого для продувки повітря нагрівають, у плазмотроні до високої температури, а потім змішують його в змішувальній камері з основним холодним повітряним потоком до середньої температури, що відповідає температурі сушіння зернових культур Оскільки сушіння зерна в заявленому способі здійснюють тільки повітрям, то, природно, у самій фізичній суті процесу виключена можливість насичення зернової культури екологічно шкідливими продуктами При цьому, КІЛЬКІСТЬ повітря, що продувається через плазмотрон, не перевищує 1% загального повітряного потоку Крім значного поліпшення екологічних показників не тільки кінцевого продукту - зерна, але і самого процесу в цілому (виключається горіння будь-якого виду палива), виключається також можливість загоряння О (О 62044 зерна, тому що на всіх етапах обробки зерна застосовується тільки газоподібне повітря Тому використання плазмової технології сушіння підвищує не тільки екологічні показники процесу, але і зростає економічна ефективність, і спрощується технологія сушіння Порівняльний аналіз із прототипом дозволяє зробити висновок про те, що спосіб сушіння зернових культур, що заявляється, відрізняється від відомого тем, що він не передбачає використання вуглецевоводневого рідкого, газоподібного чи твердого палива, а тільки атмосферного повітря, що нагрівається в плазмотроні Ціль досягається також тим, що нагрів плазмотроном повітряного потоку в змішувальній камері за час сушіння здійснюють постійно чи періодично, при цьому в період відключення плазмотрона витрату основного повітряного потоку збільшують Такий спосіб сушіння дозволяє знизити витрату електроенергії і зменшити перегрів зерна При сушінні за традиційною технологією за рахунок спалювання палива в продуктах згоряння завжди присутня волога, КІЛЬКІСТЬ якої може досягати 30-40% Природно, при такому високому парціальному тиску парів води в теплоносії ефективність сушіння значно нижче в порівнянні із сушінням підігрітим сухим повітрям При цьому КІЛЬКІСТЬ вологи в сушильному агенті не перевищує природного рівня Тому коли здійснюється сушіння з використанням плазмотрона, з'являється можливість зниження енерговитрат за рахунок зменшення природної вологи в сушильному агенті - повітрі Цей ефект досягається шляхом періодичного вмикання і вимикання плазмотрона за увесь час сушіння При цьому збільшення витрати холодного повітря, що продуває шар зерна при виключеному плазмотроні, дозволяє ефективно знижувати температуру зерна, і видаляти пари вологи, що лишилася в зерні Приклад здійснення способу На реконструйованій зерносушарці типу ДСП16 продуктивністю 16т/година висушеного зерна на забірному повітряному тракті встановлена змішувальна камера, виконана з вогнетривкої цегли У бічній СТІНЦІ змішувальної камери умонтований фланець, до якого кріпиться плазмотрон Активна робоча частина плазмотрона - анод входить усередину змішувальної камери До дугового плазмотрона непрямої дії з газовихровою стабілізацією дугового розряду підведені магістралі охолодної води, стиснутого повітря, кабелі електроживлення і порушення дугового розряду Указані ПІДВОДЯЩІ магістралі з'єднані з пультом керування, на який підводяться магістралі подачі стиснутого повітря від компресора й охолодної води від бака охолодження, оснащеного відцентровим насосом Електроживлення плазмотрона здійснюється випрямленим струмом від спеціального керованого дже рела електроживлення з напругою холостого ходу Uxx=1450B Робоча напруга плазмотрона встановлюється 900-1200В у діапазоні зміни струму дугового розряду 200-400А Вольт-амперна характеристика плазмотрона горизонтальна чи висхідна Завантажують шахту сушарки зерном, вмикають вентилятори продувки повітря і плазмотрон Плазмовий струмінь зі середньомасовою температурою Тс=3000-4000К вдувається в холодний потік повітря і нагріває його до середньої температури tc, обумовленою технологією сушіння, наприклад tc=160°C Після роботи плазмотрона, рівному 0,10,3 загального часу обробки зерна, плазмотрон виключають, і збільшують витрату холодного повітря через змішувальну камеру шляхом збільшення прохідного перетину забірного повітряного тракту при відкриванні вхідного шибера Вхідний забірний отвір закритий металевою сіткою Протягом усього періоду сушіння зерно, розташоване в шахті зерносушарки ДСП-16, продувають тільки повітряним потоком, що проходить через змішувальну камеру За період обробки 16т зерна (тп=1 година) КІЛЬКІСТЬ вологи в зерні зменшується з 20 до 14% При плазмовому сушінні зерна шляхом нагрівання повітря в плазмотроні до 3000-4000К в високотемпературній зоні утворюються окисли азоту NOx, що є шкідливими продуктами, і концентрація яких, ВІДПОВІДНО до ГПК (гранично припустима концентрація), не повинна перевищувати 30мг/м3 На фіг 1 показала сумарна концентрація NOx У діапазоні зміни Тс=2000-5000К При цьому зі зменшенням температури окисли NOx знову розкладаються на ВИХІДНІ компоненти, тобто на N2 і Ог, і при Т=1000°С концентрація NOx знижується до 0,06%, а при 100°С до 2,9 10 8 % Таким чином, підігріте у плазмотроні повітря має спочатку високу концентрацію NOx при Т=3200-3800К дорівнює 5,3-5,4%, і при охолодженні плазми шляхом змішання її з основним потоком повітря до 100-300°С концентрація NOx У потоці знижується до 2,9 10 8 % (фіг 2), тобто до рівня набагато меншого, що допускається ГПК Додаткове зниження концентрації NOx здійснюється також за рахунок розведення плазми основним холодним потоком повітря в співвідношенні 1 100, і тому фактично концентрація NOx У підігрітому по10 вітрі, що продуває зерно, складає 2,9 10 % При 3 нормі ГПК NOx рівної 30мг/м , концентрація NOx по заявленому способі набагато менше ГПК ХІМІЧНИЙ аналіз обробленого за плазмовою технологією зерна показав його високу екологічну чистоту і повну відсутність у кінцевому продукті шкідливих речовин, що дозволяє використовувати висушене за заявленою технологією зерно для особливо відповідальних продуктів, наприклад, дитячого харчування 62044 зо N / •6 4 і/ 19 ', T. Si'00 І200 2400 2ЄШ 2S0C 3QD2 3200 "UOH 160T ЗЙО: 40QO 4?O0 440Г 4f 10 4S0C 5O0D Фіг 1 0 035 0,000 * 100 T,°K 300 500 700 1100 1300 1500 1700 1900 2100 2300 2500 Фіг 2 Комп'ютерна верстка О Гапоненко Підписне Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119