Ефективна установка для сушіння зернових матеріалів

Реферат: Ефективна установка для сушіння зернових матеріалів містить U-подібну вібруючу сушильну камеру з перфорованим дном, котра за допомогою пружних підвісок змонтована на нерухомій рамі і оснащена вібратором, причому до її складу входять два бункери, з вертикальною геометричною віссю, нерухомо закріплених до рами, а поміж ними уміщена, нерухомо закріплена до бункерів і до рами, вертикальна труба, до внутрішньої поверхні якої нерухомо закріплені перфоровані полиці, розташовані одна під одною з нахилом до горизонту, з можливістю транспортування зернового матеріалу зверху донизу з допустимою швидкістю, а у нижньому бункері, конусна розвантажувальна поверхня котрого виконана перфорованою, навколо неї еквідистантно розташована конусна обичайка, нерухомо з'єднана з цим бункером, з утворенням порожнини для подачі озоно-повітряної суміші. UA 85256 U (12) UA 85256 U UA 85256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель стосується сушіння зернових матеріалів і може бути використана у сільському господарстві, переробній, харчовій та інших галузях промисловості. Відома установка для сушіння зернових матеріалів (патент Росії RU 2422741 С1, Бюл. № 18, 27.06.2011 р.), у якій матеріал висушують у два етапи. На першому етапі його подають безперервним потоком зверху донизу у бункер, де зерновий матеріал перемішують та продувають високотемпературним агентом сушіння. На другому етапі зерновий матеріал подають з першого у другий бункер, де його перемішують та продувають низькотемпературною озоно-повітряною сумішшю. Відпрацьовану озоно-повітряну суміш повертають у трубопровід з високотемпературним агентом сушіння, котрий подають у перший бункер. У цьому трубопроводі, завдяки високій температурі, проходить деструкція озону, а озоно-повітряна суміш стає безпечною для обслуговуючого персоналу. Установка містить також генератор озону і калорифер для утворення агента сушіння. Недоліком установки є обробка зернового матеріалу озоно-повітряною сумішшю на другому етапі, а на першому етапі використовують високотемпературний агент сушіння. Така послідовність сушіння зернового матеріалу не сприяє високій інтенсивності процесу, оскільки озоно-повітряна суміш більше ефективна на вологому зерновому матеріалі, ніж на підсушеному. Невідомо як зерновий матеріал перемішують у бункерах, а це не сприяє рівномірній обробці всіх зерен матеріалу і не дає можливості порівняти енерговитрати на процес сушіння. Відома установка для сушіння зернового матеріалу (патент України на корисну модель № 34508, Бюл. № 15, 11.08.2008 p.), котра містить підсушувач у вигляді вібраційного конвеєра та сушарку у вигляді вертикально розташованого теплоізольованого корпусу, вертикальної труби, перфорованої у нижній частині, до якої закріплена за гвинтовою лінією перфорована напрямна, до зовнішнього торця якої нерухомо закріплена перфорована обичайка. Вертикальна труба, уміщена коаксіально відносно теплоізольованого корпусу. Установка містить також патрубки підведення і відведення теплоносія, вузли для завантаження і розвантаження матеріалу. Зерновий матеріал подають на верхній виток перфорованої напрямної і відводять його з нижнього витка. Теплоносій подають у нижню частину вертикальної труби і відводять його з верхньої частини теплоізольованого корпусу. Недоліком установки є недостатня інтенсивність конвективного способу сушіння зернового матеріалу, що гальмує його застосування у промислових умовах. Установка має незначні енерговитрати, але не дає можливості знезаражувати поверхню зерен зернових матеріалів і сприяти підвищенню їх якості з точки зору стимулювання росту і розвитку насіння. Найбільш близьким до заявленого за технічною суттю та результатом, що досягається, є лоткова вібраційна сушарка (патент України на корисну модель 48696, Бюл. № 6, 25.03.2010 р.), у якій зерновий матеріал переміщують по перфорованих поверхнях при проходженні крізь нього агента сушіння. Зерновий матеріал розміщують в U-подібній вібруючій сушильній камери з горизонтально розташованим перфорованим дном. U-подібна вібруюча сушильна камера за допомогою пружних підвісок змонтована на нерухомій рамі і оснащена вібратором. При значеннях вологості зернового матеріалу більше 30 % агент сушіння з температурою +30 °C подають зверху донизу крізь перфоровану бокову поверхню пустотілого циліндра, шар матеріалу, перфороване днище сушильної камери і відсмоктують його з дифузора. При значеннях вологості зернового матеріалу менше 30 % агент сушіння з температурою +50 °C подають знизу догори, крізь перфороване днище сушильної камери і крізь аеровіброкиплячий шар матеріалу, котрий висушують до стандартизованих значень вологості. Недоліком лоткової вібраційної сушарки є недостатня інтенсивність конвективного способу сушіння насіння, яку недостатньо підвищують і вібраційні процеси у матеріалі. Сушарка має середні значення енерговитрат, але не дає можливості знезаражувати поверхню зерен зернових матеріалів і сприяти підвищенню їх якості з точки зору стимулювання росту і розвитку насіння. В основу корисної моделі поставлена задача підвищення інтенсивності процесу сушіння зернових матеріалів та зменшення енерговитрат на цей процес. В задачу корисної моделі також входить і знезараження поверхні зерен зернових матеріалів і сприяння підвищенню їх якості, з точки зору стимулювання росту і розвитку насіння. Поставлену задачу здійснюють тим, що до складу ефективної установки для сушіння зернових матеріалів входять два бункери, з вертикальною геометричною віссю, нерухомо закріплених до рами, а поміж ними уміщена, нерухомо закріплена до бункерів і до рами, вертикальна труба, до внутрішньої поверхні якої нерухомо закріплені перфоровані полиці, розташовані одна під одною з нахилом до горизонту, з можливістю транспортування зернового матеріалу зверху донизу з допустимою швидкістю, а у нижньому бункері, конусна розвантажувальна поверхня котрого виконана перфорованою, навколо неї еквідистантно 1 UA 85256 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розташована конусна обичайка, нерухомо з'єднана з цим бункером, з утворенням порожнини для подачі озоно-повітряної суміші, причому внутрішні порожнини бункерів і вертикальної труби мають можливість бути герметизовані шиберами, з боків завантаження і розвантаження зернового матеріалу, окрім того до складу ефективної установки входить U-подібна вібруюча сушильна камера з перфорованим дном, нахиленим в один бік, під яким утворена порожнина для подачі агента сушіння, U-подібна вібруюча сушильна камера з'єднана з нижнім бункером еластичним з'єднанням і має можливість бути герметизованою шиберами, з боків завантаження і розвантаження зернового матеріалу, при цьому U-подібна вібруюча сушильна камера, за допомогою пружних підвісок, змонтована на нерухомій рамі і оснащена вібратором, окрім цього в ефективній установці передбачена можливість відпрацьовану озоно-повітряну суміш із верхнього бункера подати, з метою деструкції озону, у трубопровід з агентом сушіння, котрий з'єднаний з U-подібною вібруючою сушильною камерою. Суть корисної моделі пояснюють креслення: фіг. 1 - напівконструктивна схема ефективної установки для сушіння зернових матеріалів; фіг. 2- переріз А-А на фіг. 1. Ефективна установка для сушіння зернових матеріалів містить зерновий матеріал 1, два бункери 2, 3, з вертикальною геометричною віссю, нерухомо закріплених до рами 4, а поміж ними уміщена, нерухомо закріплена до бункерів 2, 3 і до рами 4, вертикальна труба 5, до внутрішньої поверхні якої нерухомо закріплені перфоровані полиці 6, розташовані одна під одною з нахилом до горизонту, з можливістю транспортування зернового матеріалу зверху донизу з допустимою швидкістю, а у нижньому бункері 3, конусна розвантажувальна поверхня 7 котрого виконана перфорованою, навколо неї еквідистантно розташована конусна обичайка 8, нерухомо з'єднана з цим бункером 3, з утворенням порожнини 9 для подачі озоно-повітряної суміші, причому внутрішні порожнини бункерів 2, 3 і вертикальної труби 5 мають можливість бути герметизовані шиберами 10, 11, 12, з боків завантаження і розвантаження зернового матеріалу 1. До складу ефективної установки також входить U-подібна вібруюча сушильна камера 13 з перфорованим дном 14, нахиленим в один бік, під яким утворена порожнина 15, для подачі агента сушіння. U-подібна вібруюча сушильна камера 13 з'єднана з нижнім бункером 3 еластичним з'єднанням 16 і має можливість бути герметизованою шиберами 12,17, з боків завантаження та розвантаження зернового матеріалу 1 (фіг. 1). U-подібна вібруюча сушильна камера 13, за допомогою пружних підвісок 18, змонтована (з'єднання на кресленнях не показані) на нерухомій рамі 4 і оснащена вібратором 19 (фіг. 2). В ефективній установці передбачена можливість відпрацьовану озоно-повітряну суміш із бункера 2 подати, з метою деструкції озону, у трубопровід з агентом сушіння, котрий з'єднаний з U-подібною вібруючою сушильною камерою 13. До складу ефективної установки входять генератор озону 20 і калорифер 21. Ефективна установка працює наступним чином. Зерновий матеріал 1 завантажують у бункер 2, з вертикальною геометричною віссю, при цьому шибер 10 відкритий, а шибер 11 закритий. Шибер 12 у нижньому бункері 3 також закритий. Коли бункер 2 заповнюється не менше ніж на 90 %, шибер 10 закривають. Включають генератор озону 20, котрий з повітря утворює озоно-повітряну суміш з параметрами - температура 18…25 °C, концентрація озону 3 1,0…0,1 г/м . Одночасно з цим відкривають шибер 11 і зерновий матеріал 1, під дією гравітаційних сил, починає рухатись донизу з бункера 2 у вертикальну трубу 5, у якій зерновий матеріал 1 транспортується з одної перфорованої полиці 6 на другу, які розташовані одна під одною з нахилом до горизонту. Під час транспортування зернового матеріалу зверху донизу швидкість падіння зменшується і не перевищує допустимої. Озоно-повітряну суміш, отриману у генераторі озону 20 подають крізь конусну розвантажувальну поверхню 7, у нижньому бункері 3, котра виконана перфорованою, а навколо неї еквідистантно розташована конусна обичайка 8, з утворенням порожнини 9, для подачі озоно-повітряної суміші. Ця суміш проходить крізь отвори у перфорованих полицях 6 і шари зернового матеріалу 1 на цих полицях, а також оброблює зерна матеріалу 1 озоном при їх вільному падінні. Висоту вертикальної труби 5 вибирають такою, щоб експозиція обробки зерен озоно-повітряною сумішшю була не менше 3,0…5,0 хвилин, за якої зерновий матеріал 1 попередньо підсушується. Потім відкривають шибер 12 і зерновий матеріал 1 із нижнього бункера 3 через еластичне з'єднання 16, за допомогою гравітаційних сил, переміщується всередину U-подібної вібруючої сушильної камери 13, з перфорованим дном 14, нахиленим в один бік, при цьому шибер 17 закритий. U-подібну вібруючу сушильну камеру 13, із завантаженим зерновим матеріалом 1, герметизують шиберами 12, 17, з боків завантаження і розвантаження зернового матеріалу 1 (фіг. 1). Включають вібратор 19, котрий за допомогою пружних підвісок 18, змонтованих на нерухомій рамі 4, приводить у коливальний рух U-подібну вібруючу сушильну камеру 13 разом із зерновим матеріалом 1 (фіг. 2). Включають калорифер 21, котрий утворює агент сушіння з температурою 25…85 °C, котрий подають всередину U-подібної вібруючої сушильної камери 13. Агент сушіння з температурою 25…85 °C, 2 UA 85256 U 5 10 15 20 25 30 35 в залежності від необхідних, наперед заданих, значень кінцевої вологості зернового матеріалу 1, проходить з порожнини 15, крізь перфороване дно 14, і аеровіброкиплячий шар зернового матеріалу 1, чим завершує процес сушіння зернового матеріалу 1. Відпрацьовану озоноповітряну суміш із верхнього бункера 2 подають, з метою деструкції озону, у трубопровід з високотемпературним агентом сушіння, котрий направляють в U-подібну вібруючу сушильну камеру 13. При цьому утворена суміш стає безпечною для обслуговуючого персоналу. Відпрацьований агент сушіння із U-подібної вібруючої сушильної камери 13 відводять на регенерацію для повторного його використання. Після завершення процесу сушіння піднімають шибер 17 і зерновий матеріал 1, за рахунок гравітаційних сил, розвантажується із U-подібної вібруючої сушильної камери 13. Подалі цикл сушіння повторюють. Підвищення інтенсивності процесу сушіння зернового матеріалу 1 досягають за рахунок поєднання підсушування вологого зернового матеріалу 1 низькотемпературною озоно-повітряною сумішшю, а потім досушування його високотемпературним агентом сушіння. Завдяки тому, що зерновий матеріал 1 з верхнього бункера 2 транспортується по перфорованим полицям 6 вертикальної труби 5, а U-подібна вібруюча сушильна камера 13, разом із зерновим матеріалом 1, приводиться у коливальний рух вібратором 19, всі зерна матеріалу отримують рівномірну обробку як озоно-повітряною сумішшю, так і агентом сушіння. Ефективна установка є енергозберігаючою, оскільки обробка зерен матеріалу озоном вимагає менших витрат енергії на їх висушування, окрім цього під час підсушування зерен озоном ефективна установка не вимагає витрат енергії на привод, оскільки у ній використовують гравітаційні сили. Проведені дослідження [1] довели, що використання озону у складі сушильного агенту, забезпечує безпосередній біохімічний вплив на зерновий матеріал 1, поліпшує транспорт вологи та газів із внутрішніх шарів зерен. Тому доцільно використовувати озон на початковому етапі сушіння, щоб до моменту біохімічного етапу масообміну зерно опинилося в сушарці у зоні основного сушіння. У результаті біохімічних реакцій окислення озоном зерен матеріалу, утворюються нові хімічні елементи, які є природними антисептиками і біологічними стимуляторами росту і розвитку зерен. Отже, ефективна установка для сушіння зернових матеріалів дозволяє виконати і другу частину поставленої задачі - знезараження поверхні зерен зернових матеріалів 1 і сприяння підвищенню їх якості, з точки зору стимулювання росту і розвитку насіння. Джерела інформації: 1. Перспективы использования озона в биоэнергетических процессах сушки и сохранности растительных материалов. Т.П. Троцкая, И.Е. Голубец, "Гродненский государственный аграрный университет" г. Гродно, Республика Беларусь, А.А. Литвинчук, А.М. Миронов, В.М. Грищук, "НПЦ НАН Беларуси по продовольствию" г. Минск, Республика Беларусь. 2. Научно-технический прогресс в сельскохозяйственном производстве: материалы Междунар. науч.-практ. конф. (Минск, 21-22 окт. 2009 г.). В 3 т. - Т. 2. - С. 7-14 / РУП "Научнопрактический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства"; редколлегия: П. П. Казакевич (гл. ред.), О. О. Дударев. - Минск: РУП "НПЦ НАН Беларуси по механизации сельского хозяйства", 2009.-212 с. 40 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 55 60 Ефективна установка для сушіння зернових матеріалів, яка містить U-подібну вібруючу сушильну камеру з перфорованим дном, котра за допомогою пружних підвісок змонтована на нерухомій рамі і оснащена вібратором, яка відрізняється тим, що до її складу входять два бункери, з вертикальною геометричною віссю, нерухомо закріплених до рами, а поміж ними уміщена, нерухомо закріплена до бункерів і до рами, вертикальна труба, до внутрішньої поверхні якої нерухомо закріплені перфоровані полиці, розташовані одна під одною з нахилом до горизонту, з можливістю транспортування зернового матеріалу зверху донизу з допустимою швидкістю, а у нижньому бункері, конусна розвантажувальна поверхня котрого виконана перфорованою, навколо неї еквідистантно розташована конусна обичайка, нерухомо з'єднана з цим бункером, з утворенням порожнини для подачі озоно-повітряної суміші, причому внутрішні порожнини бункерів і вертикальної труби мають можливість бути герметизовані шиберами, з боків завантаження і розвантаження зернового матеріалу, окрім того до складу ефективної установки входить U-подібна вібруюча сушильна камера з перфорованим дном, нахиленим в один бік, під яким утворена порожнина для подачі агента сушіння, U-подібна вібруюча сушильна камера з'єднана з нижнім бункером еластичним з'єднанням і має можливість бути герметизованою шиберами, з боків завантаження і розвантаження зернового матеріалу, при цьому U-подібна вібруюча сушильна камера, за допомогою пружних підвісок, змонтована на нерухомій рамі і оснащена вібратором, окрім цього в ефективній установці передбачена 3 UA 85256 U можливість відпрацьовану озоно-повітряну суміш із верхнього бункера подати, з метою деструкції озону, у трубопровід з агентом сушіння, котрий з'єднаний з U-подібною вібруючою сушильною камерою. 4 UA 85256 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5