СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ПРОДУКТОВ ПОСЛЕ СУШКИ Российский патент 2005 года по МПК A23B9/10 F26B3/08 

Изобретение относится к способам охлаждения сыпучих сельскохозяйственных продуктов, преимущественно зерна, и может быть использовано в сушильных установках с выносными охладителями, создающими псевдоожиженный зерновой слой.

Известны способы интенсификации процесса охлаждения зернового материала за счет увеличения относительной скорости движения газообразных и твердых фаз, достижения максимальной активности перемешивания твердой фазы /1/. В соответствии с этим, а также по способу подвода воздуха в слой зерна и расположению вентилятора относительно зоны охлаждения можно выделить две группы охладителей: встроенные и выносные. Конструктивно они представляют собой неподвижный или вибрирующий лоток с решетчатым днищем, под которое нагнетается атмосферный воздух. За счет интенсивной продувки в первом случае создается псевдоожижение, во втором случае за счет вибрации и продувки достигается виброожижение зернового слоя /1/.

К достоинствам охладительных установок псевдоожиженного и виброожиженного слоя следует отнести возможность совмещения технологического процесса охлаждения материала с одновременным перемещением слоя в лотке при большом коэффициенте его заполнения. Недостатками данных способов является то, что при охлаждении наружным воздухом не достигается равномерность досушки зерна в процессе его охлаждения, а также высокая удельная энергоемкость на единицу массы охлаждаемого материала.

Известен способ охлаждения сыпучих материалов, при котором с целью повышения степени охлаждения отдельных зерен на первой стадии перед продувкой в кипящем слое материал продувают отработавшим в кипящем слое воздухом при его перемещении в плотном слое, причем воздух подают в кипящий слой с температурой 0...10°С и относительной влажностью, не превышающей равновесную влажность зерна.

Существенным недостатком охладителя является неравномерное охлаждение зерна при его движении в плотном слое и невозможность подсушки отдельных зерен на первой стадии продувки /2/.

Наиболее близким по технологической сущности и достигаемому результату является известный способ охлаждения сельскохозяйственных сыпучих продуктов, включающий металлический решетчатый лоток, в который нагнетается наружный воздух под слой кипящего материала, имеющего температуру нагрева семян пшеницы до 42°С при экспозиции процесса менее 5 минут (охладитель шведской сушилки СФ типа ТВН) /3/.

Недостатками данного способа является то, что при кратковременном (быстром) охлаждении зерна возможно появление порчи семян, отсутствие возможности повышения равномерности досушки семян по влажности вследствие чрезмерности интенсивности протекания процесса охлаждения семян, неэффективных условий тепломассообмена.

Изобретение направлено на повышение качества семян, интенсификацию тепломассообмена в процессе охлаждения материала и выравнивание отдельных зерен до влажности 14±2,5%.

Предложен способ охлаждения сыпучих продуктов после сушки, предусматривающий нагнетание под газораспределительную решетку под углом к направлению движения сыпучего продукта наружного воздуха с образованием над решеткой псевдоожиженного слоя продукта, отличающийся тем, что сыпучий продукт подают на газораспределительную решетку, пространство под которой разделено на две зоны, и предварительно досушивают его в псевдоожиженном слое над газораспределительной решеткой в зоне нагнетательного канала смесью наружного воздуха и воздуха, подогретого от зернового слоя при охлаждении продукта, при этом температура воздушной смеси 25-30°С, а последующее охлаждение в псевдоожиженном слое ведут в зоне всасывающего короба при температуре нагнетаемого под газораспределительную решетку наружного воздуха 5-15°С, при этом длина зоны нагнетательного канала составляет 2/3 от общей длины газораспределительной решетки.

При этом способе происходит плавное перемещение влаги из центра зерновки на ее поверхность, одновременное ее испарение и охлаждение зерновки.

Таким образом создаются условия равномерного влагоотделения на первой мягкой стадии охлаждения с последующей жесткой стадией охлаждения, что предотвращает пересушку зерен, имеющих пониженную влажность, и интенсифицирует досушку зерен, имеющих повышенную влажность.

На чертеже изображена схема охлаждения сельскохозяйственных продуктов после сушки по предлагаемому способу.

Схема содержит конфузор 1, загрузочную горловину 2, выхлопную камеру 3 с жалюзийной перегородкой 4 для отвода отработанного воздуха, выпускной желоб 5 с заслонкой 6. Конфузор 1 соединен трубопроводом 7 со всасывающей коробкой вентилятора 8 посредством переходника 9. Над нагнетательным каналом 10 и всасывающим коробом 11 размещена газораспределительная решетка 12. Пространство между выхлопной камерой 3 и конфузором 1 делится на две зоны: нагнетательную А и высасывающую Б. Короб 11 для ввода наружного воздуха снабжен жалюзийной перегородкой 13. Вентилятор 8 посредством диффузора 14 соединен с нагнетательным каналом 10.

Охлаждение семян по предлагаемому способу осуществляется следующим образом. На первой стадии охлаждения семена при допустимом их нагреве в процессе сушки, например 30-45°С, и конечной влажности после сушки, например 15±3%, поступают через загрузочную горловину 2 на газораспределительную решетку 12, нагнетательную зону А, где высота слоя охлаждаемого материала, удельная нагрузка на газораспределительную решетку 12 и количество охлаждающего воздуха, регулируемое жалюзийной перегородкой 4, выбираются таким образом, что образуют смесь наружного воздуха с подогретым воздухом от зерна. Приготовленная таким способом воздушная смесь при температуре 25-30°С пронизывает зерновой слой в нагнетательной зоне А, при этом происходит псевдоожижение слоя, выравнивание отдельных семян по влажности, досушка до 14±2,5% и их перемещение из зоны А в зону Б.

На второй стадии охлаждаемый материал во всасывающей зоне Б попадает под воздействие пронизывающих потоков наружного (холодного) воздуха, образуется псевдоожиженное состояние слоя, который перемещается к выпускному желобу 5. Через жалюзийную перегородку 13 к слою подводится независимый поток наружного воздуха, который создает окончательное охлаждение материала до температуры наружного воздуха плюс 3-5°С.

Отработанные и подогретые в зонах А и Б потоки воздуха направляются по трубопроводу 7 в переходник 9 вентилятора 8. Вывод пыли, мелких сухих фракций может осуществляться осадочной камерой или циклоном, присоединенным к трубопроводу 8 (на данной схеме это устройство не указано).

В таблице показано влияние способов подвода потоков из нагнетательной зоны А к зоне Б, а далее к охлаждаемому материалу, что оказывает влияние на ход комбинированного процесса охлаждения и окончательной подсушки, а также на качество получаемого продукта.

Из таблицы видно, что процесс охлаждения зерна и его выравнивания по влажности (досушка) происходит у полностью ожиженного слоя при условии подвода охлаждающего воздуха под газораспределительную решетку по зонам А и Б в отношении длины l - длины газораспределительной решетки, что интенсифицирует процесс охлаждения, при этом семена получают высокую выравненность по влажности и, следовательно, высокую всхожесть.

Источники информации

1. Никулин Е.И. "Способы повышения эффективности охлаждения зерна в шахтных сушилках", Труды ВНИИЗ, вып.70, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР 826171, 30.04.1981. с.1-3, F 26 B 1/084.

3. Окунь Г.С. и др. “Установки для сушки зерна за рубежом”. 1963.

Таблица
ВЛИЯНИЕ КОЛИЧЕСТВА ОТРАБОТАННЫХ ПОТОКОВ ВОЗДУХА, ПОСТУПАЮЩИХ ИЗ ЗОН А И Б К ОХЛАЖДАЕМОМУ МАТЕРИАЛУ, НА ХАРАКТЕР ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССА ОХЛАЖДЕНИЯ
Условия проведения опыта: общая масса зерна, пропускаемая в 1 час до 1000 кг; общая длина газораспределительной решетки - 6 метров; зерно пшеницы влажностью 26,5% сушилось до влажности 15±5% при температуре 43°С; температура выхода отдельных партий зерна составляла 43±7°С, наружного воздуха - t_н=15°С.Вариант конструкции, (длина зон, м)Выводы по результатам наблюдений за процессом охлажденияА=2; Б-4Режим псевдоожижения не стабильный, понижение температуры зерна t_з=15±2°С за 20 минут, выравнивание зерновок по влажности не наблюдалось и их влажность составляла 15±2%А=3; Б=3Режим псевдоожижения частично стабилизировался, понижение температуры зерна до t_з=22±2% за 30 минут, выравненность зерна по влажности составила 15±1,3%А=4; Б=2Режим псевдоожижения стабильный, понижение температуры зерна до t_з=19±2% произошло за 40 минут, выравненность зерна по влажности составила 14±1,5%

Изобретение относится к области охлаждения сыпучих сельскохозяйственных продуктов. Сыпучий продукт перемещают под газораспределительной решеткой в псевдоожиженном слое. На первой стадии продукт подсушивают при температуре воздушной смеси наружного воздуха и воздуха, подогретого от зернового слоя. Температура смеси 25-30°С. На второй стадии производят охлаждение наружным воздухом. Протяженность зон охлаждения выбирают таким образом, чтобы выравненность отдельных зерен по влажности достигла 14±2,5%, а их температура не превышала 20...25°С. Изобретение обеспечивает повышение качества высушиваемого материала и интенсификацию тепломассообмена в процессе охлаждения. 1 ил., 1 табл.

Способ охлаждения сыпучих продуктов после сушки, предусматривающий нагнетание под газораспределительную решетку под углом к направлению движения сыпучего продукта наружного воздуха с образованием над решеткой псевдоожиженного слоя продукта, отличающийся тем, что сыпучий продукт подают на газораспределительную решетку, пространство под которой разделено на две зоны, и предварительно досушивают его в псевдоожиженном слое над газораспределительной решеткой в зоне нагнетательного канала смесью наружного воздуха и воздуха, подогретого от зернового слоя при охлаждении продукта, при этом температура воздушной смеси 25÷30°С, а последующее охлаждение в псевдоожиженном слое ведут в зоне всасывающего короба при температуре нагнетаемого под газораспределительную решетку наружного воздуха 5÷15°С, при этом длина зоны нагнетательного канала составляет 2/3 от общей длины газораспределительной решетки.