СПОСОБ СУШКИ СЕМЯН И ЗЕРНА Российский патент 2010 года по МПК F26B17/10 

Изобретение относится к сушке семян и зерна, преимущественно для семян повышенной влажности, и может быть использовано в сельском хозяйстве и системе заготовок.

Известен способ сушки семян и зерна, при котором влажный материал загружают на решетную поверхность камеры, вентилируют наружным и подогретым воздухом, высушивают до кондиционной влажности и разгружают [1]. Этот способ широко распространен в сельском хозяйстве, позволяет высушивать семена без ограничения влажности, однако он энергозатратен и необходим ручной труд.

Известен способ сушки семян и зерна, при котором материал загружают, продувают агентом сушки, высушивают до влажности на 1,5…2% выше кондиционной, разгружают, отлеживают и досушивают, продувая наружным воздухом, доводя его влажность до кондиционной [2]. Этот энергосберегающий способ позволяет высушивать материал в потоке, а также повысить производительность сушилки путем перевода ее охладительных камер в сушильные, а охлаждение осуществлять в отдельной камере.

Этот способ наиболее близок к сути заявленного и выбран за прототип. Однако он малопригоден для семян повышенной влажности (W≥20…21%), так как семена весьма чувствительны к нагреву и экспозиции, а при осуществлении этого способа длительность нахождения семян с температурой 40°С и более может достигать 10 и более часов.

Кроме того, зерно и семена повышенной влажности характеризуются низкой сыпучестью, которая снижается с повышением влажности, а низкая сыпучесть снижает пропускную способность практически всех машин поточной линии.

Техническая задача изобретения заключается в повышении эффективности и безопасности сушки семян и зерна повышенной влажности.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе сушки семян и зерна, при котором их загружают, сушат высокотемпературным агентом сушки до влажности на 1,5…2% выше кондиционной, отлеживают, досушивают и разгружают, согласно изобретению его загружают на остаточный выровненный слой, подсушивают наружным или подогретым воздухом со съемом влаги ΔW≥(W₀-W₁)ε, где W₀, W₁, ε - соответственно исходная, гигроскопическая влажность материала и весовая доля оболочки в зерновке, досушивают до кондиционной влажности низкотемпературным агентом сушки с относительной влажностью φ=60…65%, а разгружают до остаточного выровненного слоя на решетке, кроме того, удельная подача низкотемпературного агента сушки составляет 200≤q≤300 м³/ч·т, отлежка 1…1,5 ч, а высота подсушиваемого слоя соответствует величине, при которой не снижается подача вентилятора.

Сравнение заявленного способа с прототипом показывает, что новым в способе сушки семян и зерна является то, что семена загружают на остаточный выровненный слой, подсушивают наружным или подогретым воздухом со съемом влаги ΔW≥(W₀-W₁)ε, досушивают до кондиционной влажности низкотемпературным агентом сушки с относительной влажностью φ=60…65%, а разгружают до остаточного выровненного слоя на решетке, кроме того, удельная подача низкотемпературного агента составляет 200≤q≤300 м³/ч·т, отлежка 1…1,5 ч, а высота подсушиваемого слоя соответствует максимальной величине, при которой не снижается подача вентилятора.

Изобретение соответствует критерию «изобретательский уровень», так как может быть достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно эффективная и безопасная сушка семян и зерна повышенной влажности.

Изобретение является и «промышленно применимым», так как может быть использовано в сельском хозяйстве.

Изобретение поясняется чертежом, где изображена схема устройства, в котором может быть реализован заявляемый способ.

В состав устройства для осуществления способа входят калорифер 1, 21; вентилятор аэрожелоба 2, 20; остаточный слой на решетке 3, на который происходит загрузка исходного вороха 4; решетка аэрожелоба 5; средства загрузки (автомобиль) 6, 16; заслонка аэрожелоба 7; камера аэрожелоба 8, 22; средство разгрузки (транспортер) 9, 19; нория 10, 15, 18; машина предварительной очистки 11; вентилятор теплогенератора 12; теплогенератор 13; сушилка 14; средство отгрузки 17; высушенный ворох 23.

Способ осуществляют следующим образом.

На остаточный слой 3 подсушенного материала на решетке 5 загружают средством загрузки 6 исходный ворох 4, который располагают по всей длине камеры аэрожелоба 8. Причем высота насыпи исходного материала должна обеспечивать максимальную подачу вентилятора 2 с учетом потерь напора в установке и в насыпи. Включают вентилятор 2 и при необходимости (повышенная относительная влажность наружного воздуха φ≥75%) калорифер 1. Подсушенный материал разгружают в средство разгрузки 9 (например, скребковый транспортер). Разгрузку осуществляют следующим образом: поднимают заслонку 7 и при включенном вентиляторе 2 на выходе решетки 5 образуется откос и псевдоожиженный слой материала, распространяющийся вместе с откосом к входу решетки 5. По достижении противоположной стены камеры высота откоса начинает снижаться и высота слоя 3 на решетке выравнивается, при этом весь слой на решетке 5 псевдоожижается. Необходимо отключить вентилятор 2 и прекратить разгрузку (опустить заслонку 7), в противном случае происходит разрыв остаточного слоя (освобождается решетка со стороны вентилятора 2 от материала) и он начинает вытесняться из аэрожелоба. Частицы материала выбрасываются из слоя с большой скоростью, происходит их ударный травматизм. Подсушенный в камере аэрожелоба 8 материал разгружают в скребковый транспортер 9 и в норию 10, затем очищают в машине предварительной очистки 11 и подают в сушилку 13, где его сушат до влажности на 1,5…2% выше кондиционной, затем разгружают в норию 15 и средством загрузки 16 перегружают в камеру аэрожелоба 22 (Б-Б), в которой отлеживают и продувают вентилятором 20, низкотемпературным агентом сушки, приготовленным в калорифере 21. Высушенный материал разгружают средством 19 в норию 18 и в средство отгрузки 23.

Суть предложенного способа сушки семян и зерна заключается в том, что отлежку проводят в течение 4…6 ч вместо 10 и более часов.

Для материала повышенной влажности W>20% термостойкость недостаточная и длительное нахождение в нагретом состоянии не допустимо. Действительно, термостойкость семян по С.Д.Птицыну определяется выражением [3]:

где t₃ - допустимая температура нагрева семян, °С; W - влажность семян, %; τ - экспозиция, мин.

При средней влажности высушиваемых семян W=18% при суммарной экспозиции сушки, отлежки и досушки ~600 мин допустимая величина t₃≈42°С, при влажности W=20% величина t₃ при прочих равных условиях уже равна 40°С. При уменьшении t₃ влагосъем снижается.

Снижение экспозиции отлежки и длительности вентилирования менее сказывается на влагосъеме, чем понижение t₃, но чтобы охладить семена и зерно при меньшей экспозиции, необходимо увеличить расход агента низкотемпературной сушки. Опытным путем установлен интервал 200≤q≤300 м³/ч·т. При таком расходе не только достигнем влагосъем в 1,5…2%, но и высота слоя может быть принята исходя из полной вместимости камеры.

Условие влагосъема ΔW≤(W₀-W₁)ε, где W₀, W₁, ε - соответственно исходная, гигроскопическая влажность материала и весовая доля оболочки в зерновке, обусловлена подсушкой поверхностной оболочки материала, которая для пшеницы составляет ε≈7,5% от массы зерновки. Эта величина обусловлена достижением гигроскопической влажности оболочки, которая для колосовых культур составляет W₁=20…21%. Свыше этой величины на поверхности оболочки находится слабосвязанная влага, в том числе свободная, которая существенно снижает сыпучесть материала. Так, например, если аэрожелоб при влажности зерна W≤20% разгружается с пропускной способностью 15…20 т/ч, то при W≈24…25% пропускная способность снижается в 2…2,5 раза.

До кондиционной влажности 1,5…2% целесообразно удалить при низкотемпературной сушке в камере аэрожелоба 22 при удельной подаче агента сушки 200≤q≤300 м³/ч·т и φ=60…65%. Чем ниже величина φ, тем интенсивнее подсушка, однако при φ<60…65% неравномерность сушки семян и зерна достигает и превышает ±1,5%, что не допускается при подготовке качественных семян и зерна.

Пример. Высушивали семена пшеницы в ООО «Воронежский» Владимирской области. В состав пункта послеуборочной обработки входили: отделение аэрожелобов из 4 шт по 25 т каждый, карусельная сушилка СЗК-8 производительностью 16 т/ч, отделение бункеров ОБВ-160. Ворох влажностью ~22% загружали в аэрожелоб, заполненный наполовину, продували наружным воздухом с удельной подачей 1600 м³/ч·т, за три часа продувки насыпи воздухом с φ≅65% влагосъем составил ~0,21%, т.е. снижение влажности оболочки составило 2,6% (с 22 до 19,4%). Это обеспечило удовлетворительную сыпучесть вороха. После предварительной очистки подсушенный ворох высушивали в карусельной сушилке до влажности на ~2% выше кондиционной, температура нагрева семян составила 42°С. Затем его досушивали после отлежки в течение 1,5 ч в аэрожелобе наружным воздухом с удельной подачей 250 м³/ч·т, φ=65% и температурой 22°С. Длительность охлаждения до температуры 26°С составила ~4 ч, влагосъем составил 1,7%. Суммарная длительность отлежки и досушки сократилась примерно в два раза при сопоставимом влагосъеме, но при этом получены качественные семена.

Источники информации

1. В.И.Анискин, В.А.Рыбарук. Теория и технология сушки и временной консервации зерна активным вентилированием. М.: Из-во ВИМ, 1972. с.32-35.

2. Г.С.Окунь, А.Г.Чижиков. Тенденции развития технологии и технических средств сушки зерна. М.: ВНИИТЭИагропром, 1987 г., с.41-43.

3. С.Д.Птицын. Зерносушилки. М.: Машгиз, 1962, с.52.

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ сушки семян и зерна, при котором их загружают, сушат высокотемпературным агентом сушки до влажности на 1,5…2% выше кондиционной влажности, отлеживают, досушивают и разгружают, отличается тем, что семена или зерно загружают на остаточный выровненный слой, подсушивают наружным или подогретым воздухом со съемом влаги ΔW≥(W₀-W₁)ε, где W₀, W₁, ε - соответственно исходная, гигроскопическая влажность материала (%) и весовая доля оболочки в зерновке (%), досушивают до кондиционной влажности низкотемпературным агентом сушки с относительной влажностью φ=60…65%, а разгружают на остаточный выровненный слой на решетке, кроме того, удельная подача низкотемпературного агента сушки составляет 200≤q≤300 м³/ч·т, а отлежка - 1…1,5 ч, и высота подсушиваемого слоя соответствует максимальной величине, при которой не снижается подача вентилятора. Изобретение должно повысить эффективность и безопасность сушки семян и зерна повышенной влажности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ сушки семян и зерна, при котором их загружают, сушат высокотемпературным агентом сушки до влажности на 1,5…2% выше кондиционной влажности, отлеживают, досушивают и разгружают, отличающийся тем, что семена и зерно загружают на остаточный выровненный слой, подсушивают наружным или подогретым воздухом со съемом влаги ΔW≥(W₀-W₁)ε, где W₀, W₁, ε - соответственно исходная, гигроскопическая влажность материала (%) и весовая доля оболочки в зерновке (%), досушивают до кондиционной влажности низкотемпературным агентом сушки с относительной влажностью φ=60…65%, а разгружают до остаточного выровненного слоя на решетке.

2. Способ сушки семян и зерна по п.1, отличающийся тем, что удельная подача низкотемпературного агента сушки составляет 200≤q≤300 м³/ч·т, а отлежка - 1…1,5 ч.

3. Способ сушки семян и зерна по п.1, отличающийся тем, что высота подсушиваемого слоя соответствует максимальной величине, при которой не снижается подача вентилятора.