СПОСОБ ЗЕМЛЯКОВА Н.В. ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ЗЕРНОПОДСУШКИ Российский патент 2008 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а более конкретно к способам осуществления сушки зернопродукции злаковых, семечковых и крупяных культур, но может быть также использовано для подсушки гранул, конгломератов и кристаллов в химической и фармацевтической отраслях.

Известен способ «сушки зерна нагретым воздухом - непрерывная сушка» [1] зерна кукурузы, зерна пшеницы, ржи, ячменя и овса. В этом способе зерно перемешается сверху вниз в сушильной камере под действием силы тяжести при регулировании потока механическими средствами. Воздух проходит через зерно по мере его движения вниз.

Недостатком этого способа является то, что процесс сушки протекает при малой порозности зерна при обтекании его теплоносителем. Так как зерно в сушильной камере перемещается под действием силы тяжести и вследствие этого испаренная влага из нижнего слоя, прежде чем покинуть камеру, вынуждена, поднимаясь через весь слой зерна в камере, все время увлажнять вышележащие слои.

Известен также «способ сушки в передвижных колонковых сушилках» СК-2 [2]. В этом способе зерно, размещенное определенным слоем в колонах прямоугольного сечения, распределяется по длине верхним шнеком, а выгружается нижним шнеком и скребковым транспортером.

В этом способе слой зернопотока, находящийся между шнеками, также имеет низкую порозностью, а это значит, что вынос испарившейся влаги из такого уплотненного слоя затруднен и малоэффективен.

Известен «способ рециркуляционной сушки зерна» [3], который включает смешивание исходного и рециркулирующего потоков зерна, предварительный подогрев до предельно допустимой температуры, отлежку, окончательную досушку, охлаждение и выгрузку.

Недостатками известного способа являются большая длительность процесса сушки, высокая энергонасыщенность процесса, а также наличие нескольких шахтных бункеров для перегрузки.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа [4], является способ сушки и подсушки зерна, реализуемый в «Устройстве для сушки зерна». В известном способе зернопоток направляют по винтовому каналу шнека, размещенного горизонтально и вокруг корпуса которого устанавливают спиральный нагреватель. По известному способу зернопоток транспортируют в полости корпуса от загрузочного бункера до выгрузного окна с помощью транспортирующего рабочего органа, выполненного в виде перфорированного шнека, в винтовом канале которого перемещают зерно с помощью механического вращения шнека и за счет сил трения с внутренней цилиндрической поверхностью корпуса.

Недостатком известного способа является то, что процесс сушки по известному способу осуществляется в межвитковом канале, в основном кондуктивным методом, то есть локально воздействуя на определенные точки поверхности зерна горячей поверхностью металлической стенки цилиндра и шнека, создавая неравномерность теплопередачи в теле каждого зерна и в массе всех зерен. Кроме того, горизонтальное размещение шнека создает гравитационное оседание зерна в нижнюю часть корпуса, обеспечивая его уплотнение и, следовательно, повышенное истирание зернопродукта и его разрушение.

Задача, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании эффективного и мобильного способа подсушки зерна, выполняемого как на передвижном устройстве непосредственно на токах, так и в стационарных зернохранилищах, с одновременной активизацией зерна спин-осцилляторным энергопритоком.

Это достигается тем, что способ осуществления зерноподсушки, включающий непрерывную или периодическую загрузку зерна в сушильную камеру через питающий дозатор, перемещение зернопотока по винтовому каналу, обеспечение непрерывного подогрева зерна, удаление паров влаги, выгрузку в тару или бурт, при этом зернопоток подают в сушильную камеру из питающего дозатора и перемещают его по закрученному в несколько витков вокруг ее вертикально ориентированной оси трубчатому спиральному каналу, сверху вниз, при этом всю длину канала разбивают на секции с шагом t между собой и на входе в каждую секцию в зернопоток вводят высокоскоростные, подъемно-транспортирующие, эжектирующие струи воздуха-теплоносителя, которые размещают равноудаленно друг от друга по внутреннему круглому периметру каждой секции, с возможностью их синхронного отклонения на угол α или β от осевого направления относительно внутренней стенки трубчатой секции, обеспечивая закрутку зернопотока в каждой секции вокруг ее оси и суммарно по длине всего канала, по часовой или против часовой стрелки, при этом на выходе из нижнего витка спирального канала зернопоток подают в выгрузной дозатор и выводят в тару, а влажный воздух отделяют от потока зерна и подают в аппарат-пылеуловитель со встречными закрученными потоками, где отделяют влажный воздух и направляют с помощью вентилятора в атмосферу, а уловленные пыль и зерно снова вводят в питающий дозатор, из которого зерно вводят в верхний виток спирального канала перекрестно к его оси, при этом воздушные струи для каждой секции формируют и подают из секционных коллекторов, в которые воздух-теплоноситель подают от одного теплогенератора, а ось сушильной камеры устанавливают относительно вертикальной оси на угол γ, кроме того, к торцевой стенке верхнего витка канала также подводят эжектирующие струи теплоносителя. Угол α может быть задан в интервале от 1° до 45°. Угол β может быть задан в интервале от 1° до 45°. Угол γ может быть задан в интервале от 1° до 10°.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена технологическая схема реализации способа. На фиг.2 представлен вырыв одной из секций спирального канала, обеспечивающей вращение зернопотока по часовой стрелке, по ходу его движения. На фиг.3 представлено вращение зернопотока по часовой стрелке в секции. На фиг.4 представлен вырыв одной из секций спирального канала, обеспечивающей вращение зернопотока против часовой стрелки, по ходу его движения,. На фиг.5 представлено вращение зернопотока против часовой стрелки в секции.

Способ подсушки зерна реализуется следующим образом.

Зернопоток 1 подают в сушильную камеру 2 из питающего дозатора 3 и перемещают его по закрученному в несколько витков вокруг ее вертикально ориентированной оси 4, по трубчатому спиральному каналу 5. При этом всю длину канала 5 разбивают на секции 6 с шагом t между собой и на входе в каждую секцию 6 в зернопоток вводят высокоскоростные, подъемно-транспортирующие, эжектирующие струи 7 воздуха-теплоносителя. Струи 7 размещают равноудаленно друг от друга по внутреннему круглому периметру каждой секции 6, с возможностью синхронного отклонения всех струй 7 на угол α или β, от осевого относительно внутренней стенки трубчатой секции 6 и обеспечивают этим самым закрутку зернопотока 1 в каждой секции 6 вокруг ее оси 8 и суммарно по длине всего канала 5 в направлении 9 (по часовой стрелке) или в направлении 10 (против часовой стрелки) по ходу движения зернопотока 1. На выходе из нижнего витка 11 спирального канала 5 зернопоток 1 направляют в выгрузной дозатор 12 и далее выводят в тару либо в бурт, а влажный воздух 13 отделяют от потока зерна 1 и подают в аппарат 14 - пылеуловитель со встречными закрученными потоками, где отделяют влажный воздух 13 и выводят его с помощью вентилятора 15 в атмосферу, а уловленные случайно проскочившие зерно 16 и пыль снова вводят в питающий дозатор 3, из которого это зерно 16 и зернопоток 1 вводят в верхний виток 17 спирального канала 5 перекрестно к его оси 8, при этом воздушные струи 7 для каждой секции 6 формируют и подают из секционных коллекторов 18, в которые воздух-теплоноситель подают от одного теплогенератора 19, кроме того, к торцевой стенке 20 верхнего витка 17 канала 5 также подводят эжектирующие струи 21. Зерно, предназначенное для подсушки, подается в дозатор 3 непосредственно из бурта или из бункера с помощью скребкового или шнекового транспортера 22. Ось 4 сушильной камеры 2 устанавливают на угол γ относительно вертикальной оси 23.

Полезность данного способа заключается в том, что во-первых, его реализация может выполняться как в стационарном устройстве, так и в мобильном, на колесной тележке, размещаемом, например непосредственно на зерновом току или в складском помещении фермерского хозяйства; во-вторых, эффективность сушки зерна осуществляется в вынужденном конвективном, прямоточном потоке, обеспечивающем непрерывный спуск зернопотока сверху вниз; в-третьих, наличие высокоскоростных, подъемно-транспортирующих, эжектирующих струй обеспечивает движение зернопотока в пневмотранспортном режиме, а зерно, находящееся в этом режиме с большой порозностью и при смывании его теплоносителем обеспечивает достаточный прогрев зерна с быстрым и эффективным отделением и выносом влаги. Использование в способе лишь одного вентилятора, установленного в линии очищенного воздуха, позволяет вести процесс зерноподсушки в энергосберегающем режиме и обеспечивать сохранность и долговременность работы техники. Кроме того, данный способ вписывается в рамки государственной программы разработки новых технологий на уровне нанотехнологий. Это обеспечивается тем, что вращение взвешенного в пневмотранспортном режиме движения зернопотока по часовой стрелке или против часовой стрелки, в спирально-трубчатом канале 5 сушильной камеры 2 способствует переходу кинетической энергии вращения в потенциальную энергию продукта в рамках спин-осцилляторной модели [4], что повышает потребительские качества зерна как при его хранении, так и для всхожести, так и для пищевых продуктов, из него изготовленных [5]. Использование в качестве пылеуловителя аппарата со встречными закрученными потоками (ВЗП) позволяет повысить как эффективность зерно- и пылеулавливания, так и досушку [6] в энергосберегающем [7] режиме, а также снизить механические разрушения зерна, исключая его трение о внутреннюю стенку аппарата [8].

Интервал изменения угла α в интервале от 1° до 45° объясняется тем, что при угле α от 0° до 1° закрутка зернопотока практически не осуществляется. При угле α больше 45° возрастает гидравлическое сопротивление зернопотока, что ведет к увеличению энергопотреблению.

Интервал изменения угла β в интервале от 1° до 45° объясняется тем, что при угле β от 0° до 1° закрутка зернопотока практически не осуществляется. При угле α больше 45° возрастает гидравлическое сопротивление зернопотока, что ведет к увеличению энергопотреблению.

Интервал изменения угла γ от 1° до 10° позволяет управлять временем пребывания зернопотока в сушильной камере, при угле γ большим 10° увеличивается энергопотребление.

Источники информации

1. www.gscor.com/public/dry.html.

2. www.accona.ru/referat/ref3758.html.

3. Авторское свидетельство СССР №1730517.

4. www.ugsha.narod.ru.

5. www.kotov.u-sonic.ru Б.Котов, В.Хмелев. Классические подходы к механике микромира в популярном изложении (стр.9).

6. А.В.Бобров. Полевые информационные взаимодействия // Сборник трудов. - Орел: ОрелГТУ, 2003. - 569 с, (стр.330).

7. Патент России на изобретение №2241925.

8. Патент России на изобретение №2223137.

9. Сажин Б.С. Основы техники сушки. М.: Химия, 1984. - 320 с. (стр.7).

Изобретение относится к сельскохозяйственному производству, а более конкретно к способам осуществления сушки зернопродукции злаковых, семечковых и крупяных культур, но может быть также использовано для подсушки гранул, конгломератов и кристаллов в химической и фармацевтической отраслях. Способ осуществления зерноподсушки включает непрерывную или периодическую загрузку зерна в сушильную камеру через питающий дозатор, перемещение зернопотока по винтовому каналу, обеспечение непрерывного подогрева зерна, удаление паров влаги, выгрузку в тару или бурт, при этом, зернопоток подают в сушильную камеру из питающего дозатора и перемещают его по закрученному в несколько витков вокруг ее вертикально ориентированной оси трубчатому спиральному каналу сверху вниз, при этом всю длину канала разбивают на секции с шагом t между собой, и на входе в каждую секцию в зернопоток вводят высокоскоростные, подъемно-транспортирующие, эжектирующие струи воздуха-теплоносителя, которые размещают равноудаленно друг от друга по внутреннему круглому периметру каждой секции с возможностью их синхронного отклонения на угол α или β от осевого направления относительно внутренней стенки трубчатой секции, обеспечивая закрутку зернопотока в каждой секции вокруг ее оси и суммарно по длине всего канала, по часовой или против часовой стрелки, при этом на выходе из нижнего витка спирального канала зернопоток подают в выгрузной дозатор и выводят в тару, а влажный воздух отделяют от потока зерна и подают в аппарат-пылеуловитель со встречными закрученными потоками, где отделяют влажный воздух и направляют с помощью вентилятора в атмосферу, а уловленные пыль и зерно снова вводят в питающий дозатор, из которого зерно вводят в верхний виток спирального канала перекрестно к его оси, при этом воздушные струи для каждой секции формируют и подают из секционных коллекторов, в которые воздух-теплоноситель подают от одного теплогенератора, а ось сушильной камеры устанавливают относительно вертикальной оси на угол γ, кроме того, к торцевой стенке верхнего витка канала также подводят эжектирующие струи теплоносителя. Изобретение должно обеспечить создание эффективного и мобильного способа подсушки зерна, выполняемого как на передвижном устройстве непосредственно на токах, так и в стационарных зернохранилищах. 3 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ осуществления зерноподсушки, включающий непрерывную или периодическую загрузку зерна в сушильную камеру через питающий дозатор, перемещение зернопотока по винтовому каналу, обеспечение непрерывного подогрева зерна, удаление паров влаги, выгрузку в тару или бурт, отличающийся тем, что зернопоток подают в сушильную камеру из питающего дозатора и перемещают его по закрученному в несколько витков вокруг ее вертикально ориентированной оси трубчатому спиральному каналу сверху вниз, при этом всю длину канала разбивают на секции с шагом t между собой и на входе в каждую секцию в зернопоток вводят высокоскоростные, подъемно-транспортирующие, эжектирующие струи воздуха-теплоносителя, которые размещают равноудаленно друг от друга по внутреннему круглому периметру каждой секции, с возможностью их синхронного отклонения на угол α или β от осевого направления относительно внутренней стенки трубчатой секции, обеспечивая закрутку зернопотока в каждой секции вокруг ее оси и суммарно по длине всего канала, по часовой или против часовой стрелки, при этом на выходе из нижнего витка спирального канала зернопоток подают в выгрузной дозатор и выводят в тару, а влажный воздух отделяют от потока зерна и подают в аппарат пылеуловитель со встречными закрученными потоками, где отделяют влажный воздух и направляют с помощью вентилятора в атмосферу, а уловленные пыль и зерно снова вводят в питающий дозатор, из которого зерно вводят в верхний виток спирального канала перекрестне к его оси, при этом воздушные струи для каждой секции формируют и подают из секционных коллекторов, в которые воздух-теплоноситель подают от одного теплогенератора, а ось сушильной камеры устанавливают относительно вертикальной оси на угол γ, кроме того, к торцевой стенке верхнего витка канала также подводят эжектирующие струи теплоносителя.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол α задают в интервале от 1 до 45°.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол β задают в интервале от 1 до 45°.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что угол γ задают в интервале от 1 до 10°.