Спосіб сушіння зерна

1. Спосіб сушіння зерна, який полягає у тому, що за допомогою нагрівального елемента підігрівають повітря, що надходить зовні до сушильної камери, після чого нагріте до необхідної температури повітря вентилятором пропускається через зерно, контактуючи з нагрітим повітрям, що надійшло через повітровід, зерно нагрівається, втрачаючи надлишки вологи, які у вигляді пари видаляються з сушильної камери, відпрацьоване повітря, яке насичено вологою та продуктом згорання (СО2), скидається в атмосферу, який відрізняється тим, що використовують замкнене коло циркуляції повітря, при якому гаряче повітря постійно циркулює через сушильну камеру та зовнішній повітровід, що замикає її торці, циркуляцію забезпечують два вентилятори, один з яких для нагнітання повітря в сушильну камеру, другий - для U 2 (19) 1 3 теплоізолюючого матеріалу, нагрівають кожух до необхідної температури, після чого подають зерно в завантажувальний бункер, звідки воно надходить у робочу зону робочого транспортуючого органу, який виконаний у вигляді шнека й концентрично встановлений усередині кожуха, і переміщається їм до вивантажувального вікна. Контактуючи з нагрітою поверхнею кожуха й з нагрітим повітрям, що надійшло через повітровід і нагрівальний елемент, зерно також нагрівається, втрачає надлишки вологи, які у вигляді пари віддаляються через перфорацію й далі - через повітровід потоком повітря, що продувається вентилятором через отвори в кожусі. Сухе зерно видаляється через вивантажувальне вікно. Зміною положення шибера у повітроводі можна регулювати кількість повітря, що проходить через зону сушіння, а отже й температуру нагрівання зерна. За допомогою заслінки в завантажувальному бункері можна регулювати продуктивність сушильної установки, оптимізуючи кількість витраченої теплоти на одиницю маси продукту, що висушується. Температуру регулюють за допомогою термопар. Недоліками цього способу сушіння також є його велика трудомісткість мала ефективність, висока вартість. Найбільш близьким до запропонованого технічного рішення є спосіб, що здійснюється пристроєм для сушіння зерна (патент на корисну модель РФ № 75233 МПК F26B 11/12 опубл. 27/07/2008), який полягає в наступному: за допомогою нагрівальних елементів, що розташовані усередині кожуха, нагрівають кожух до необхідної температури, після чого подають зерно в завантажувальний бункер, звідки воно надходить у робочу зону робочого транспортуючого органу, який виконаний у вигляді шнека, і переміщається їм до вивантажувального вікна. Для теплоізоляції кожух покритий шаром теплоізолюючого матеріалу. Одночасно включають вентилятор і нагрівальний елемент, що встановлений у повітроводі для додаткового підігріву. Контактуючи з нагрітою поверхнею кожуха й з нагрітим повітрям, що надійшло через повітровід і нагрівальний елемент, зерно також нагрівається, втрачає надлишки вологи, які у вигляді пари видуваються через перфорацію робочого транспортуючого органа й далі - через завантажувальний бункер, вивантажувальне вікно, а також отвори в торцях кожуха. Сухе зерно віддаляється із пристрою через вивантажувальне вікно. Рівномірність сушіння зерна по об'єму забезпечують регулюванням температури в кожній секції кожуха. До недоліків цього способу можна віднести малу ефективність і підвищені енерговитрати внаслідок використання для його здійснення багатосекційного кожуха й індивідуальних для кожної секції нагрівальних елементів. Технічною задачею корисної моделі є підвищення ефективності, зниження енерговитрат, а також підвищення якості обробленого зерна. Ця задача вирішена наступним чином. У способі сушіння зерна, що полягає в тім, що за допомогою нагрівального елемента створюють у сушильній камері необхідну температуру, після чого 55639 4 подають зерно через завантажувальне вікно, звідки воно надходить у робочу зону транспортуючого органу, і переміщається їм до вивантажувального вікна, одночасно включають вентилятор, що перебуває у повітроводі. Контактуючи з нагрітим повітрям, що надійшло через повітровід, зерно також нагрівається, втрачає надлишки вологи, які у вигляді пари віддаляються із сушильної камери. Сухе зерно віддаляється із сушильної камери через вивантажувальне вікно, згідно до запропонованого технічного рішення, використовують замкнуте коло циркуляції повітря, при якому гаряче повітря постійно циркулює через сушильну камеру й зовнішній утеплений повітровід, що замикає її торці. Циркуляцію повітря забезпечують два вентилятори, один із яких використовується для нагнітання повітря в сушильну камеру, а другий - для відбору вологого повітря із сушильної камери. Повітря, що подається першим вентилятором, проходить через теплообмінник трубчатого типу в сушильній камері, де нагрівається до необхідної температури, залежно від виду оброблюваного зерна, й проходить через шар зерна, звідки, насичуючись вологою, попадає на другий вентилятор. Після другого вентилятора вологе повітря далі рухається по повітроводу, проходить через фільтр видалення пилу та конденсатор вологи, де відбувається осушення в процес якого супроводжується зниженням температури повітря, і вже осушене повітря йде знову на перший вентилятор, тим самим забезпечуючи замкнутий цикл сушіння зерна. Теплоносій у теплообмінник трубчатого типу, а також в конденсатор вологи, подають від одного джерела - від теплового насоса, причому, у сушильну камеру подають підігрітий теплоносій, а у конденсатор вологи - охолоджений, крім того, для сушіння певного виду зернових, наприклад, кукурудзи, потрібен додатковий підігрів теплоносія, що здійснюють за допомогою тенового догрівача. Для всіх видів зернових таких, як пшениця, гречка, ячмінь і т.д. температурний режим установлюють у діапазоні 60°С-72°С, а для кукурудзи 90°С, що є нормою для сушіння зернових. На фіг. 1 представлений один з варіантів пристрою для здійснення даного способу. Пристрій для здійснення пропонованого способу сушіння зерна містить у собі циліндричний кожух 1, зовнішня поверхня якого покрита шаром теплоізолюючого матеріалу (утеплені земні панелі), завантажувальне вікно 2, вивантажувальне вікно 3, внутрішня частина кожуха 1 фактично є сушильною камерою 4, у якій співісно розташовані теплообмінник трубчатого типу 5 і робочий транспортуючий орган 6, що рухається, з перфорованими стінками, що може бути виконаний, наприклад, у вигляді шнека, причому теплообмінник трубчатого типу 5 встановлений співісно усередині робочого транспортуючого органу 6, два вентилятори 7 і 8, один із яких встановлений на вході сушильної камери 4, а другий - на її виході, повітровід 9, фільтр 10, конденсатор вологи 11, тепловий насос 12, теновий догрівач 13. Традиційний процес сушіння зернових культур заснований на нагріванні зовнішнього повітря від температури 0 +20 до температури 62°С-90°С, 5 залежно від виду зерна, пропускання нагрітого повітря через зерно й подальше скидання гарячого повітря, насиченого вологою в атмосферу. У цьому випадку джерелом тепла, як правило, є газ або дизельне паливо. Використання цих джерел тепла мають два наступних недоліки: перший вартість сушіння зерна дуже висока за рахунок великого споживання газу або дизельного палива, орієнтовно від 80 грн. до 150 грн. за тонну зерна; другий - у процесі горіння газу або дизельного палива ми маємо великий викид СО2. У запропонованому способі сушіння зерна джерелом тепла автор рекомендує екологічно чисте енергозберігаюче обладнання - високотемпературний тепловий насос. Дане устаткування дозволяє без додаткових джерел тепла сушити всі види зернових, температурний режим сушіння яких перебуває в діапазоні 60°С-72°С (пшениця, пшоно, овес, рис, ячмінь, гречка...). Для сушіння кукурудзи необхідний температурний режим повітря 90°С, що досягається в нашому випадку догрівом теплоносія за рахунок теневого догрівача. Розглянемо більш докладніше запропонований спосіб. Суть самого процесу сушіння полягає в тім, що в сушильній камері 4 нагрівається теплообмінник трубчатого типу 5, куди подається теплоносій від теплового насоса 12. Повітря, що нагнітається вентилятором 7, нагрівається від теплообмінника трубчатого типу 5 й проходить через шар зерна. У шарі зерна воно насичується вологою. Далі повітря не видаляється на вулицю, а через вентилятор 8, надходить у повітровід 9, у 55639 6 якому проходить скрізь фільтр 10 і конденсатор вологи 11. На конденсатор вологи з теплового насоса 12 подається холодний теплоносій. Вологе повітря, проходячи через конденсатор вологи 11, стикається із її холодними стінками, таким чином, проходить його осушування й далі надходить у повітровід 9, що веде до вентилятору 7 на вхід до сушильної камери 4. Потім цикл повторюється. При цьому перепад температури при вході й виході з конденсатора вологи становить від 10°С до 20°С, і ми одержуємо температуру повітря на вході сушильної камери - 50°С, а отже нам необхідно догрівати повітря тільки на 20°С, а не на б5°С як це робиться у аналогічних сушарках . У звичайних способах сушіння зерна повітря надходить у сушильну камеру з температурою від 0°С до 20°С його доводиться істотно догрівати, що вимагає значних додаткових енерговитрат. У випадку, якщо треба сушити кукурудзу, що вимагає температури 90°С, догрівання здійснюють теновим догрівачем 13. Таким чином, у нас при сушінні зерна відбувається економія на догріві повітря з різницею приблизно в 50°С. При цьому холодний теплоносій ми спеціально не виробляємо, а одержуємо його додатково, тому що він є вторинним продуктом, одержуваним від теплового насоса, у процесі виробітку ним теплової енергії. Варто також урахувати, що теплова енергія, одержувана від теплового насоса, в чотири рази дешевше від енергії, що отримують за допомогою дизельного палива. 7 Комп’ютерна верстка А. Крулевський 55639 8 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