СПОСОБ СУШКИ СЕЛЕКЦИОННЫХ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА В НЕПОДВИЖНОМ СЛОЕ Российский патент 2025 года по МПК F26B3/06 

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к сушильной технике и может быть применена в сельскохозяйственных учреждениях, занимающихся селекционно-семеноводческой деятельностью.

Сушка является одной из важнейших мероприятий по сохранению качества семян. Процесс сушки семян состоит в передаче ими влаги агенту сушки, который может поглощать в себя влагу только в парообразном виде. Поэтому необходимыми условиями для сушки являются испарение воды в семенах и более высокое давление водяного пара в семенах, нежели в агенте сушки. Каждая культура имеет свои особенности высушивания, в том числе и подсолнечник.

Из уровня техники известен способ сушки семян подсолнечника путем обдува семян воздухом с поддержанием температуры семян 65-75°С до получения конечной влажности 7,0-7,5%. Обдув осуществляется в две стадии: на первой - при температуре воздуха 500-600°С в течение 25-30 сек, а на второй - при температуре воздуха 100-175°С до получения конечной влажности (А.с. СССР №1007635, F26B 3/02).

Недостаток этого способа - не эффективность для сушки селекционных семян подсолнечника из-за возможной гибели зародыша семени при перегреве отдельных семян.

Известен способ сушки семян подсолнечника, являющийся усовершенствованием изобретения по а.с. №1007635, отличающийся тем, что после первой стадии сушки нагретые семена подсолнечника выдерживают в изотермическом режиме в течение 200-300 сек (А.с. СССР №1507286, F26B 3/00).

Недостаток известного способа - тот же, что и недостаток по основному изобретению - неэффективность для сушки селекционных семян подсолнечника из-за перегрева отдельных семян.

Известен способ сушки высоковлажных семян подсолнечника, являющийся усовершенствованием изобретения по а.с. №1007635, отличающийся тем, что после второй стадии сушки нагретые семена охлаждают воздухом с температурой плюс 10-15°С и скоростью охлаждения 0,6-0,7°С в секунду до температуры окружающей среды, причем охлаждение семян осуществляют в псевдосжиженном состоянии (А.ч. СССР №1512549, F26B 3/02).

Недостаток известного способа - неэффективность способа из-за перегрева отдельных семян.

Известен способ контейнерной сушки семян и зерна для ценных сортов, заключающийся в том, что определяют влажность зерна и критическую высоту слоя h кр, заполняют контейнер зерном с высотой слоя Н=2 h кр. На высоте h кр устанавливают датчик температуры. Воздействуют на зерно агентом сушки. По достижении температуры зерна на высоте h кр его пересыпают в другой контейнер тонким слоем, вновь воздействуют агентом сушки, высушивают зерно до кондиционной влажности (которую можно определить по температуре отработавшего агента - на 3-5°С выше конечной), охлаждают и разгружают (Патент РФ №2555239, F26B 3/06, F26B 9/06).

Недостаток известного способа неэффективность способа из-за травмирования семян, что для селекционных семян не допустимо.

Известен способ контейнерной сушки зерна с перемешиванием - для сушки семян ценных сортов, заключающийся в том, что контейнер загружают материалом, например в поле, транспортируют на сушильный пункт и устанавливают перфорированных дном на сушилку. Агент сушки через воздушный канал от вентилятора через калорифер нагнетают в слой материала и сушат его. В контейнере закреплен датчик влажности, которым замеряют температуру и влажность зерна (при отключенном вентиляторе). По достижении кондиционной влажности отключают калорифер и вентилятор. Погрузчиком вращают контейнер в вертикальной поперечной плоскости, производя перемешивание. Затем контейнер устанавливают на сушилку и продолжают сушку. Циклы перемешивания повторяют. Высушенный материал охлаждают, продувая воздухом при отключенном калорифере и разгружают.(Патент РФ №2558663, F26B 3/06, F26B 9/06).

Недостаток известного способа - травмирование семян, что для селекционных семян не допустимо.

Известен способ сушки семян в контейнерах, заключающийся в том, что он включает загрузку семян в контейнер с перфорированным дном, установку контейнера вилочным погрузчиком на зерносушилку, вентилирование агентом сушки и сушку. При этом на контейнер с семенами, стоящий на зерносушилке, устанавливают и закрепляют перевернутый кверху дном дополнительный пустой контейнер, вилочным погрузчиком с кантователем контейнеры поднимают и поворачивают «n» раз на 180 градусов в вертикальной плоскости, перемешивая семена пересыпанием из одного контейнера в другой, устанавливают их на зерносушилку, сушку продолжают, при необходимости действия повторяют до полного высушивания, семена охлаждают, верхний контейнер снимают погрузчиком, а нижний выгружают или ставят на хранение (Патент РФ №2958867, F26B 9/06).

Недостаток известного способа - травмирование семян, что для селекционных семян не допустимо.

Известен способ контейнерной сушки семян, заключающийся в том, что семена загружают в контейнеры, которые устанавливают на модули, составляющие теплопроводящий канал, вентилируют агентом сушки, переворачивая относительно модуля с определенной частотой, разгружают, т.е. контейнеры при вентилировании поднимают, переворачивают на 180 градусов и опускают относительно модуля (Патент РФ №2558867, F26B 9/06).

Недостаток известного способа - травмирование семян, что для селекционных семян не допустимо.

Известен способ сушки семян в неподвижном слое, преимущественно селекционных, заключающийся в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, высушенный материал перемешивают, отлеживают не менее двух часов, охлаждают и разгружают, а критическую высоту слоя семян определяют по формуле, учитывающей такие показатели, как: скорость агента сушки, плотность агента сушки и материала, эквивалентный диаметр зерновки, порозность слоя, коэффициент массотдачи, влагосодержание агента сушки на входе в слой, влагосодержание паровоздушной пленки семян на выходе и входе слоя (Патент РФ №2489656, F26B 9/06).

Недостаток известного способа - возможно травмирование семян из-за их перемешивания, что для селекционных семян недопустимо, а также сложность в практическом применении.

Известен способ сушки селекционных семян, согласно которому слой семян продувают агентом сушки с расходом 1800-1900 м³/м²ч и температурой, по крайней мере, не ниже 35°С, при этом высоту слоя и допустимую температуру нагрева семян определяют по формулам, учитывающим такие показатели, как: скорость агента сушки, эквивалентный диаметр зерновки, порозность слоя, коэффициент массоотдачи; влагосодержание паровоздушной пленки на поверхности зерновки; начальное и конечное влагосодержание агента сушки; влажность зерна, длительность сушки (патент РФ №2546384, F26B 3/06, 2015 г.).

Недостаток известного способа - сложность в практическом применении и обеспечении рассчитанных элементов формул, т.к. изменение хотя бы одного элемента приведет к изменению других и к неравномерности влажности в слое семян, т.е. к неэффективности сушки.

Известен способ сушки семян и зерна, заключающийся в том, что поддерживают максимально допустимую температуру агента сушки, его удельную подачу определяют в зависимости от его температуры, начальной и конечной влажности материала в интервале высоты слоя от 0,1 до 0,7 м, высоту слоя ограничивают потерями напора в нем, при этом при определении удельной подачи агента сушки учитывают коэффициент испарения влаги и удельную поверхность материала по формуле, учитывающей такие показатели, как: удельная подача агента сушки, удельная поверхность материала, коэффициент испарения, коэффициент теплоотдачи, теплоемкость агента сушки, начальное и конечное влагосодержание материала, энтальпия агента сушки на входе в слой, паровоздушной пленки на поверхности материала при начальной и средней температурах материала, потери напора в слое, максимальный расход вентилятора, полный напор вентилятора, расход вентилятора, определяемый по характеристике конкретного вентилятора и др. (патент РФ №2450223, F26B 3/06).

Недостаток известного способа - сложность в практическом применении.

Как видно из приведенного уровня техники, недостатками способов сушки семян и зерна ценных сортов, в частности селекционных семян подсолнечника, являются перегрев семян, их травмирование, что для селекционных целей недопустимо, а также сложность в практическом применении.

Задачей заявляемого технического решения является устранение вышеуказанных недостатков.

Цель заявляемого способа сушки селекционных семян подсолнечника - создание способа сушки, обеспечивающего равномерность высушивания семян с плавным съемом влаги без их перегрева, травмирования и сложности в практическом применении.

Технический результат заявляемого способа сушки селекционных семян подсолнечника в неподвижном слое обеспечивается тем, что семена загружают в камерную сушилку, продувают их теплоносителем в несколько стадий нагрева, осуществляя при этом циклический обмен теплоносителя с окружающим воздухом, охлаждают, разгружают, очищают сушилку от случайно оставшихся в ней семян, при этом на первой стадии сушки семена продувают теплоносителем с температурой 35±2°С до достижения температуры семян 26…28°С, на второй стадии сушки - теплоносителем с температурой 42±2°С до достижения температуры семян 32…34°С, на третьей - теплоносителем с температурой 50±2°С до достижения температуры семян 40…42°С, а циклический обмен теплоносителя с окружающим воздухом осуществляют вентилированием семян окружающим воздухом в течение 10 минут через каждые 50 минут продувки семян теплоносителем, начиная после первых 120 минут продувки семян теплоносителем на первой стадии и до окончания их продувки теплоносителем на третьей стадии нагрева.

Исследуя уровень техники в процессе проведения патентного поиска по всем видам сведений, общедоступных в печати, мы не выявили технических решений, полностью близких по своей сути к заявляемому способу сушки селекционных семян подсолнечника. А выявили следующие.

Так, известен способ сушки семян подсолнечника (не допускающий травмирования селекционных семян, но допускающий перегрев семян), заключающийся в том, что проводят предварительную сушку высоковлажных семян подсолнечника с начальной влажностью 25-30% путем нагрева семян до 65-75°С в потоке горячего воздуха с температурой 500-600°С в течение 25-30 сек, отлежку в течение 15-18 мин без доступа наружного воздуха и окончательную сушку в два этапа: на первом этапе семена обрабатывают в течение 6-8 мин отработанным после предварительной сушки теплоносителем с температурой 200-220°С, на втором этапе - теплоносителем с температурой 90-100°С до получения конечной влажности семян, требуемой техническими условиями для селекционных семян - 7% (А.с. СССР №1392314, F26B 3/02), который для поставленной нами цели не подходит.

Известен также способ сушки семян подсолнечника для семенного фонда (не допускающий перегрева семян, но допускающий травмирование семян), заключающийся в том, что семена загружают в прямоугольную расширяющуюся кверху сушилку с направленным псевдоожиженным движением семян. В процессе движения семена проходят два этапа тепловой обработки путем подачи теплового агента через распределительную решетку. На первом этапе семена обрабатывают воздухом с температурой 48-51°С и при соотношении давления воздуха перед решеткой к сопротивлению слоя 2,5-2,8, а на втором этапе семена охлаждают атмосферным воздухом. Окончательное охлаждение семян производят поперечным обдувом их воздухом при выгрузке из сушилки (Патент РФ №2038551, F26B 3/02, 1995), который для поставленной нами цели не подходит.

Заявляемый способ сушки селекционных семян подсолнечника в неподвижном слое поясняется чертежами: на фиг 1. представлен график изменения температуры теплоносителя с циклами процесса обмена теплоносителя с атмосферным воздухом на протяжении всего процесса сушки в зависимости от температуры нагрева семян. График построен на основании исходных данных для процесса сушки: температура окружающего воздуха +15°С; температура семян +15°С; влажность семян 16…18%.

Способ сушки селекционных семян подсолнечника в неподвижном слое осуществляют следующим образом. Семена загружают в камерную сушилку, присоединенную к теплогенератору. После включения вентилятора теплогенератора и нагрева теплоносителя до 35±2°С начинают продувку семян теплоносителем. Через 120 минут продувки осуществляют вентилирование семян без нагрева теплоносителя в течение 10 минут для осуществления процесса отволаживания семян, то есть выравнивания температуры и влажности семян по толщине слоя в целях равномерного распределения температуры и влажности семян по толщине слоя. После завершения процесса вентилирования, температуру теплоносителя снова поднимают до 35±2°С и процесс продувки теплоносителем продолжается в течение 50 минут, после чего нагрев теплоносителя прекращают для последующего вентилирования семян в течение 10 минут, и эти циклы повторяют на протяжении длительности всего процесса сушки при температуре теплоносителя 35±2°С. При достижении температуры семян 26°С температуру теплоносителя поднимают до 42±2°С и поддерживают до достижения температуры семян 32°С, продолжая процесс циклического вентилирования семян окружающим воздухом при этой температуре теплоносителя.

При достижении температуры семян 32°С температуру теплоносителя поднимают до 50±2°С и поддерживают ее до достижения температуры семян 40°С, продолжая процесс циклического вентилирования семян окружающим воздухом при этой температуре теплоносителя. При достижении температуры семян 40°С, отключают нагрев теплоносителя и осуществляют охлаждение семян окружающим воздухом до температуры окружающей среды, затем вентилятор выключают, камерную сушилку разгружают и очищают от оставшихся семян.

Пример.

В частном случае реализации изобретения было изготовлено устройство для сушки селекционных семян подсолнечника в неподвижном слое, на котором проводилась сушка селекционных семян подсолнечника согласно заявляемому способу. Изготовленное устройство для осуществления заявляемого способа поясняется чертежами

На фиг. 2 схематично представлено устройство в целом, вид спереди;

На фиг. 3 - контейнер с сушильной камерой, вид спереди;

На фиг. 4 - сушильная камера в контейнере, вид сбоку;

На фиг. 5 - то же, что и на фиг. 4 в режиме разгрузки и очистки камеры.

Устройство содержит теплогенератор 1 с вентилятором, пульт 2 управления, микропроцессор 3, датчик 4 температуры теплоносителя, датчик 5 температуры семян, платформу 6 контейнера, панели 7 торцевые контейнера, канал 8 воздушный сушильной камеры, две секции 9 сушильной камеры, панели 10 сетчатые боковые (нижние - 10а, верхние - 106), шибера 11 выгрузные, механизмы 12 открытия-закрытия шиберов, бункер 13 загрузочный, шлюз 14 соединительный, механизм 15 рассоединения верхних боковых панелей с нижними.

Заявляемый способ сушки селекционных семян подсолнечника в неподвижном слое осуществляли следующим образом. Оператор снимал подъемно-транспортным средством контейнер с закрепленной в нем двухсекционной сушильной камерой, наполненной селекционными семенами подсолнечника в поле с транспортного средства и пристыковал с помощью шлюза 14 соединительного к теплогенератору 1. Погружал датчик 5 измерения температуры семян в слой семян на среднюю глубину слоя. Микропроцессор 3 соединен с датчиками измерения температуры теплоносителя, семян и с исполнительными органами (на чертеже не показано), контролирующими и регулирующими заданные режимы сушки и вентилирования семян, проводит анализ параметров протекания процесса сушки и задает оптимальный режим посредством воздействия управляющими сигналами на исполнительные механизмы теплогенератора. Оператор с пульта 2 управления включает в работу теплогенератор. Процесс сушки начинается с включения вентилятора и нагрева воздуха до температуры 35±2°С. Через 120 минут продувки семян теплоносителем с температурой 35±2°С осуществляли вентилирование семян без нагрева теплоносителя в течение 10 минут. Затем температуру теплоносителя снова поднимали до 35±2°С и процесс продувки семян теплоносителем осуществляли в течение 50 минут, после чего нагрев теплоносителя прекращали для последующего вентилирования семян в течение 10 минут и эти циклы (продув теплоносителем в течение 50 минут - вентилирование в течение 10 минут) продолжались на протяжении сушки при температуре 35±2°С до достижения температуры семян 26°С (первая стадия сушки). После этого температуру теплоносителя поднимали до 42±2°С и осуществляли указанные выше циклы до достижения температуры семян 32±С (вторая стадия сушки). То же проделывали и на третьей стадии сушки, когда температуру теплоносителя поднимали до 50±2°С и осуществляли упомянутые выше циклы до достижения температуры семян 40°С. После чего нагрев теплоносителя отключали, семена охлаждали продувкой окружающим воздухом до температуры окружающей среды. Процесс сушки осуществляли в автоматическом режиме. Вентилятор отключали и сушилку разгружали. Для чего размыкали соединительный шлюз 14, контейнер с сушильной камерой поднимали с помощью подъемно-транспортного средства и устанавливали на эстакаду для разгрузки. Для чего с помощью механизмов 12 открытия-закрытия шиберов 11 последние открывали, образуя канал выхода для семян из сушильной камеры в мешко-тару, подсоединенную к отверстию на эстакаде. Для очистки сушильной камеры от случайно оставшихся в ней семян, с помощью механизма 15 рассоединения нижних 10а и верхних 10б сетчатых панелей сушильной камеры эти панели рассоединяли (верхние -вверх, нижние - вниз), обеспечивая возможность осмотра и очистки внутренних поверхностей сетчатых панелей сушильной камеры.

Высушенные семена проверяли на конечную влажность, испытывали на проращивание и в лабораторных условиях, и в поле. Результаты испытаний показали что заявляемый способ обеспечивает сохранность селекционных качеств семян, при осуществлении которого семена не травмируются и достигается требуемая влажность семян (7%), необходимая для длительного их хранения в складских условиях.

Таким образом, признаки заявляемого изобретения необходимы и достаточны для достижения поставленной цели и решения поставленной задачи.

Изобретение относится к сельскому хозяйству, а именно к сушильной технике, и может быть применено в сельскохозяйственных учреждениях, занимающихся селекционно-семеноводческой деятельностью. Способ включает загрузку семян в сушильную камеру, продувку их теплоносителем в несколько стадий нагрева, циклический обмен теплоносителя с окружающим воздухом на протяжении всех стадий сушки, охлаждение семян, разгрузку, очистку сушильной камеры от случайно оставшихся в ней семян, при этом на первой стадии сушки семена продувают теплоносителем с температурой 35±2°С до достижения температуры семян 26-28°С, на второй стадии - теплоносителем с температурой 42±2°С до достижения температуры семян 32-34°С, на третьей - теплоносителем с температурой 50±2°С до достижения температуры семян 40-42°С, а циклический обмен теплоносителя с окружающим воздухом осуществляют вентилированием семян окружающим воздухом в течение 10 мин через каждые 50 мин продувки семян теплоносителем, начиная после первых 120 мин продувки семян теплоносителем на первой стадии сушки и до окончания их продувки теплоносителем на третьей стадии. Изобретение позволяет осуществлять сушку селекционных семян подсолнечника с плавным съемом влаги без перегрева и их травмирования. 5 ил.

Способ сушки селекционных семян подсолнечника в неподвижном слое, характеризующийся тем, что семена загружают в сушильную камеру, продувают их теплоносителем в несколько стадий нагрева, осуществляя при этом циклический обмен теплоносителя с окружающим воздухом, охлаждают, разгружают, очищают сушилку от случайно оставшихся в ней семян, при этом на первой стадии сушки семена продувают теплоносителем с температурой 35±2°С до достижения температуры семян 26-28°С, на второй стадии сушки - теплоносителем с температурой 42±2°С до достижения температуры семян 32-34°С, на третьей - теплоносителем с температурой 50±2°С до достижения температуры семян 40-42°С, а циклический обмен теплоносителя с окружающим воздухом осуществляют вентилированием семян окружающим воздухом в течение 10 мин через каждые 50 мин продувки семян теплоносителем, начиная после первых 120 мин продувки семян теплоносителем на первой стадии и до окончания их продувки теплоносителем на третьей стадии.