СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТИ АКТИВНОГО ВЕНТИЛИРОВАНИЯ ЗЕРНА Российский патент 1998 года по МПК A01F25/22 B02B1/08 F24F7/06 

Изобретение относится к области элеваторной промышленности и сельского хозяйства и может быть применено на хлебоприемных предприятиях, элеваторах, в сельскохозяйственных зернохранилищах.

Известен способ определения возможности активного вентилирования зерна, включающий установление фактической влажности зерна стандартным методом и равновесной влажности зерна по его температуре и абсолютной влажности используемого для вентилирования воздуха. Абсолютную влажность воздуха устанавливают по одной из двух номограмм (одна - для температуры воздуха выше 0^oC, другая - для температуры воздуха ниже 0^oC), предварительно определив температуру воздуха по сухому термометру психрометра и температуру воздуха по смоченному термометру психрометра. Равновесную влажность зерна определяют, используя те же номограммы, по абсолютной влажности воздуха и температуре зерна. Далее, сравнивая фактическую влажность зерна, определенную стандартным методом, с полученной по номограмме равновесной влажностью зерна, судят о возможности активного вентилирования зерна (см. Мельник Б.Е. Активное вентилирование зерна: Справочник. - М.: Агропромиздат, 1986, с. 16-22).

Недостатками описанного способа являются ограниченный диапазон определения равновесной влажности зерна /с 9,0 до 18,0%/ и, следовательно, ограниченный диапазон определения возможности активного вентилирования зерна, а также потери зерна при хранении, вызванные низкой точностью определения возможности активного вентилирования. Низкая точность определения возможности активного вентилирования зерна вызвана большой погрешностью в определении равновесной влажности зерна, так как равновесная влажность зерна, полученная с применением номограмм, существенно (в отдельных случаях 2,0-4,0% и более) отличается от равновесной влажности зерна, полученной при тех же параметрах зерна и воздуха экспериментально (см. Мельник Б.Е. Активное вентилирование зерна: Справочник.- М.: Агропромиздат, 1986, с. 28-29); кроме этого, номограммы не учитывают различия в равновесной влажности зерна разных культур при одинаковых параметрах воздуха, что увеличивает ошибку при определении равновесной влажности зерна отдельных культур (расхождения в равновесной влажности зерна пшеницы и овса достигают 2% и более, зерна пшеницы и семян сои - 3% и более и т.д. - см. Мельник Б.Е. Активное вентилирование зерна: Справочник.- М.: Агропромиздат, 1986, с. 28-29).

Известен способ определения возможности активного вентилирования зерна, принятый за прототип, включающий установление фактической влажности зерна стандартным методом и равновесной влажности зерна по его температуре и относительной влажности используемого для вентилирования воздуха. Относительную влажность воздуха устанавливают по психрометрической таблице, предварительно определив температуру воздуха по сухому и смоченному термометрам психрометра. Равновесную влажность зерна определяют, используя таблицу равновесной влажности зерна и воздуха при температуре 20^oC, по относительной влажности воздуха с учетом культуры и температуры зерна. Далее сравнивают определенную стандартным методом фактическую влажность зерна с полученной равновесной влажностью зерна и по результатам сравнения судят о возможности активного вентилирования зерна (см. Инструкцию по активному вентилированию зерна и маслосемян /техника и технология// Минхлебопродуктов СССР.- М., 1989, с. 22, п. 5.1.1, 5.1.2; с. 40-41).

Основным недостатком этого способа определения возможности активного вентилирования зерна является то, что его использование связано с потерями зерна при хранении, обусловленными длительностью и низкой точностью определения возможности активного вентилирования зерна. Длительность процесса определения возможности активного вентилирования зерна вызвана необходимостью интерполяции, затрудняющей осуществление процесса, при получении промежуточных значений относительной влажности воздуха, не внесенных в таблицу равновесной влажности зерна и воздуха. Низкая точность определения возможности активного вентилирования зерна связана с тем, что с повышением (понижением) температуры зерна на каждые 10^oC (относительно температуры 20^oC) равновесную влажность зерна в соответствии с примечанием к таблице равновесной влажности зерна и воздуха (см. Инструкцию по активному вентилированию зерна и маслосемян /техника и технология// Минхлебопродуктов СССР. - М. , 1989, с. 41) необходимо соответственно понижать (повышать) на 0,4-0,7%, так как в этой таблице указана равновесная влажность зерна при температуре 20^oC, а такая поправка ведет к увеличению абсолютной ошибки определения равновесной влажности зерна как минимум на 0,3%.

Сущность изобретения состоит в том, что в известном способе определения возможности активного вентилирования зерна, включающем установление фактической влажности зерна и равновесной влажности зерна по его температуре и относительной влажности используемого для вентилирования воздуха с фиксацией относительной влажности этого воздуха посредством психрометра, последующее сравнение фактической влажности зерна с его равновесной влажностью, при этом по результату сравнения фактической и равновесной влажностей зерна судят о возможности активного вентилирования зерна, определение равновесной влажности зерна производят по формуле

где
W_р - равновесная влажность зерна, %;
t - температура зерна, ^oC;
ϕ - относительная влажность воздуха, %;
a, b₁, b₂, b₃, c₁, c₂, c₃ - экспериментальные коэффициенты, зависящие от культуры зерна.

Техническим результатом является снижение потерь зерна при хранении путем ускорения и повышения точности определения возможности его активного вентилирования.

Предложенная для определения равновесной влажности зерна формула (1) может быть использована в диапазонах относительной влажности воздуха от 0 до 100% и температуры зерна от -10 до 40^oC.

Величины экспериментальных коэффициентов, введенных в формулу (1), определяют путем математической обработки экспериментально полученных изотерм сорбции паров воды зерном различных культур при различных значениях температуры (см. табл. 1).

Использование коэффициентов позволяет определять равновесную влажность зерна конкретно для каждой культуры. Так, например, для зерна овса формула (1) имеет вид:

где
W_р - равновесная влажность зерна, %;
t - температура зерна, ^oC;
ϕ - относительная влажность воздуха, %.

Расхождения в значениях равновесной влажности зерна овса (абсолютные отклонения), определенных предложенным способом и по таблице равновесной влажности зерна (см. Мельник Б.Е. Активное вентилирование зерна: Справочник. - М. : Агропромиздат, 1986, с. 28), находятся преимущественно в пределах 0,1-0,3%, возрастая до 0,5-0,6% лишь при отдельных значениях относительной влажности воздуха ϕ, в основном при ϕ ≤ 20% и ϕ ≥ 90% (см. табл. 2).

Широкие диапазоны использования предложенной в способе определения возможности активного вентилирования зерна формулы (1), отсутствие необходимости введения в формулу (1) разных величин коэффициентов в зависимости от значений относительной влажности воздуха, обеспечение возможности определения равновесной влажности зерна конкретно для данной культуры делают предложенную в способе формулу (1) более универсальной по сравнению с существующими формулами для определения равновесной влажности зерна (см. Мельник Б.Е. Активное вентилирование зерна: Справочник.- М.: Агропромиздат, 1986, с. 25-27).

Ускорение и упрощение определения возможности активного вентилирования зерна обеспечивается путем учета фактической относительной влажности воздуха при установлении равновесной влажности зерна и исключения интерполяции, необходимой при использовании таблицы равновесной влажности зерна и воздуха в случае получения промежуточных значений относительной влажности воздуха, не внесенных в эту таблицу (по способу-прототипу).

Повышение точности определения возможности активного вентилирования зерна обеспечивается за счет непосредственного использования величины температуры зерна для установления его равновесной влажности в соответствии с формулой (1), что исключает необходимость введения поправки на температуру зерна.

Повышение точности определения возможности активного вентилирования зерна достигается также вследствие использования разных величин экспериментальных коэффициентов для различных культур при установлении равновесной влажности зерна.

Способ определения возможности активного вентилирования зерна осуществляется следующим образом.

Сначала устанавливают фактическую влажность зерна стандартным методом путем высушивания проб зерна в сушильном шкафу (см. ГОСТ 13586.5-93 "Зерно. Метод определения влажности") и относительную влажность воздуха по показаниям психрометра с помощью психрометрической таблицы. Затем определяют равновесную влажность зерна по формуле (1) и сравнивают фактическую и равновесную влажности зерна. По результату сравнения судят о возможности активного вентилирования зерна.

Пример конкретного выполнения способа.

Сначала устанавливают фактическую влажность зерна стандартным методом путем высушивания проб зерна в сушильном шкафу (см. ГОСТ 13586.5-93 "Зерно. Метод определения влажности") и с помощью психрометрической таблицы для определения относительной влажности воздуха по показаниям психрометра, т.е. температуре по смоченному термометру психрометра и разности показаний сухого и смоченного термометров психрометра (см. Мельник Б.Е. Активное вентилирование зерна: Справочник.- М.: Агропромиздат, 1986, с. 23-24), находят относительную влажность используемого для вентилирования воздуха. Затем по полученной относительной влажности воздуха и температуре зерна производят определение равновесной влажности зерна по формуле (1), пользуясь при этом табл. 1, в которой приведены экспериментальные коэффициенты, зависящие от культуры зерна.

Равновесную влажность зерна определяют с точностью до 0,1%.

Далее сравнивают фактическую влажность зерна с полученной равновесной влажностью зерна и делают одно из следующих заключений о возможности активного вентилирования зерна:
если фактическая влажность зерна выше полученной равновесной влажности зерна, то вентилировать можно - зерно будет подсушиваться и при температуре воздуха по сухому термометру ниже температуры зерна охлаждаться;
если фактическая влажность зерна равна полученной равновесной влажности зерна, то вентилировать можно - зерно будет проветриваться без изменения влажности и при температуре воздуха по сухому термометру ниже температуры зерна охлаждаться;
если фактическая влажность зерна ниже полученной равновесной влажности зерна, то вентилировать нельзя - зерно будет увлажняться, что недопустимо.

Таким образом, заявляемый способ определения возможности активного вентилирования зерна позволяет снизить потери зерна при хранении путем ускорения и повышения точности определения возможности активного вентилирования зерна.

Изобретение может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, при хранении продуктов полеводства, например, в элеваторах. Сначала устанавливают фактическую влажность зерна и относительную влажность используемого для вентилирования воздуха по показаниям психрометра с помощью психрометрической таблицы. Затем производят определение равновесной влажности зерна по формуле где W_p - равновесная влажность зерна, %; t - температура зерна, °С; ϕ - относительная влажность воздуха, %; a, b₁, b₂, b₃, c₁, c₂, c₃ - экспериментальные коэффициенты, зависящие от культуры зерна. После этого сравнивают фактическую влажность зерна с его равновесной влажностью и по результатам сравнения судят о возможности активного вентилирования зерна. Изобретение позволяет снизить потери зерна при хранении путем ускорения и повышения точности определения возможности его активного вентилирования. 2 табл.

Способ определения возможности активного вентилирования зерна, включающий установление фактической влажности зерна и равновесной влажности зерна по его температуре и относительной влажности используемого для вентилирования воздуха с фиксацией относительной влажности этого воздуха посредством психрометра, последующее сравнение фактической влажности зерна с его равновесной влажностью, при этом по результату сравнения фактической и равновесной влажностей зерна судят о возможности активного вентилирования зерна, отличающийся тем, что определение равновесной влажности зерна производят по формуле

где W_р - равновесная влажность зерна, %;
t - температура зерна, ^oC;
ϕ - относительная влажность воздуха, %;
a, b₁, b₂, b₃, c₁, c₂, c₃ - экспериментальные коэффициенты, зависящие от культуры зерна.