СПОСОБ ОХЛАЖДЕНИЯ СЫПУЧИХ МАТЕР Советский патент 1981 года по МПК F26B3/08 

1ющего воздуха приводит к снижению производительности установки. Известны также воздухоохладители, работающие в режиме выпадения росы, т, е. воздух на выходе из испаритель ных секций воздухоохладителя имеет температуру 2-3°С. В процессе транспортировки воздуха происходит его нагрев за счет теплообмена с окружающей средой, а также за счет трения и сжатия его в вентиляторе. Температура воздуха, поступающего вслой зерна, составляет обычно . Это определяет большую длительность охлаждения зерна до температур, обеспе чивающих его безопасное хранение, а в ряде случаев охлаждение зерна до требуемых температур связано с большими потерямихолода. Сократить потери холода при охлаждении зерна мож но осуществляя процесс охлаждения в плотном гравитационно движущемся слое. Этот способ в настоящее время при меняется в непрерывно действующих охладителях зерна шахтного., либо жалюзийного типа. При этом охлаждающий воздух проходит, либо одну, либо последовательно две камеры (предварительного и окончательного) охлаждения зерна 2 . . В подобных охладителях процесс ох лаждения осуществляется в основном з счет конвективного теплообмена между движущимся плотным слоем зерна и охлаждающим воздухом. Вследствие слабо го перемешивания плотного зернового слоя и незнэ чительного коэффициента теплопроводности зерновой массы процесс охлаждения характеризуется невысоким коэффициентом теплопередачи между воздухом и зерновым слоем, что определяет недостаточное охлаждение зерна, выходящего из шахты окончательного охлаждения, Существенным недостатком охладителей с плотным гравитационно движущимся слоем является также неравномерное охлаждение зерна и большие потери холода с выхо дящиь из слоя неполностью отработавшим воздухом. Наиболее близким к предлагаемому являются .способы охлаждения сьгаучего материала в кипящем слое с использо.ванием конвективно-кондуктивного теплоотвода, в которых отбор тепла из кипящего слоя осуществляют с помо щью охлаждающих поверхностей, причем С целью плавного и надежного регулиI. 4 рования отбора тепла из кипящего слоя охлаждающие поверхности перемещают внутри слоя в вертикальной плоскости. Использование дополнительного подвода холода в слой позволяет проводить процесс охлаждения при температурах, не приводящих к ухудшению качества зерна 37. Однако использование этих способов для охлаждения зерна имеет недостатки. Для крупных частиц, например зерен риса, основным в кипящем слое является передача тепла от воздуха к стенке. В связи с этим температура воздуха, выходящего из кипящего слоя при конвективно-кондуктивном охлаждении имеет низкие значения, что приводит к потере холода в процессе охлаждения . Цель изобретения - повышение степени охлаждения отдельных зерен и сокращение потерь холода. Указанная цель достигается тем, что перед продувкой в кипящем слое материал предварительно продувают отработавшим в кипящем слое воздухом при перемещении материала в плотном причем воздух подают слое, причем воздух подают в кипящем слое с температурой 0-10°С, не превьш1ающей температуру охлаждающих поверхностей-и относительной влажностью не превьш1ающей равновесную влажность зерна. Кроме того, скорость продувки воздуха в плотном подвижном слое в 1,5-3 раза меньше а в кидящем в 1,53 раза больше критической скорости псевдоожижения. На чертеже схематически изображена установка, в которой осуществляется предлагаемый способ. Установка содержит бункер 1 сырого зерна, теплообменник 2 с плотным подвижным слоем, теплообменник 3 с кипящим слоем, в котором размещена рхлаждающая поверхность 4, охладитель 5 рассола и воздухоохладитель 6. Установка работает следующим образом. Сырое зерно температурой 20-25 С и влажностью 18-20% из накопительного бункера 1 попадает последовательно в теплообменники 2 и 3. В теплообменнике 3 кипящего слоя, являющемся камерой окончательного охлаждения, зерно обрабатывают охлажденным воздухом с температурой 0-10°С и относительной влажностью 60-95% при скорости фильтрации воздуха, превьш1ающей .скорость псевдоожижения в 1,5-3 ра5за. В теплообменнике 2 плотного подвижного слоя, являющемся камерой пре дварительного охлаждения, зерно обра батьшают воздухом, выходящим из камеры окончательного охлаждения (тёплообменника 3) с температурой, не превышающей начальную на , при скорости фильтрации воздуха в 1,5-3 раза меньшей критической скорости псевдоожижения. Искусственно охлажданный воздух из воздухоохладителя 6 подают противоточно потоку зерна и после прохождения последовательно теплообменников 3 и 2 выводят в атмосферу. В теплообменнике 3 располагают охлаждающие поверхности 4, в ко торые подают рассол из охладителя 5 по замкнутому контуру. Температуру охлаждающих поверхностей поддерживают минимально возможной и определяют из условия предотвращения на ни конденсации влаги. Условие Vj. (l,5-3,0)Kp обеспе,чивает в теплообменнике 3 кипящего слоя примерное равенство температур воздуха на входе и выходе из слоя. Тепло отводится в этом случае в основном охлаждающими поверхностями 4, а охлаждающий воздух способствует переносу холода внутри кипящего слой и его перераспределению. Охлаждение зерна в камере плотного подвижного слоя проводят непосред ственно воздухом при перекрестном его движении через слой за счет конвективного тепло- и массообмена. Тем пература воздуха в процессе охлаждения повышается, и он выходит из слоя с температурой, примерно равной средней температуре зерна. При нагреве воздуха его относительная влаж ность уменьшается и при ее значений, меньшей равновесной для зерна, проис ходит его подсушивание. Условие ( 1 ,0) обеспечивает наиболее эффективное испарение влаги с поверх ности зерновок при использовании тепла, аккумулированного самой зерновкой. При проведении процесса охлаждени по предлагаемому способу исключается конденсация влаги на охлажданяцих поверхностях. В зависимости от влажности поступающего на охлаждение риса-зерна относительную влажность воз духа, входящего в кипящий слой, изменяют в диапазоне 60-95%, что предотврйщает увлажнение зерна при его Охлаждении, а это недопустимо, так как при дальнейшем хранении сконденсировавшаяся на его поверхности влага приводит к интенсификации физикобиохимических процессов и ухудшению исходного качества зерна. Поскольку при охлаждении зерна в кипящем слое относительная влажность и температура воздуха существенно не изменяются, то в плотном подвижном слое происходит сущка зерна при повышении температуры воздуха за .счет теплообмена с зерном. Пример. Температура атмосферного воздуха 25 С, относительная влажность 60-70%. Температура свежеубранного зерна риса 25 С, его влаж ность 18%. Атмосферный воздух после охлаждения в воздухоохладителе на входе в кипящий слой имеет температуру 8°С, на входе в плотный слой - 10 С и-на Выходе из плотного слоя - 22 С, Относительная влажность воздуха на всех этапах охлаждения не меняется и составляет 70%. Температура охлаждающих поверхностей составляет 6°С, скорость фильтрации воздуха в кипящем слое 1,7 м/с, в плотном подвижном слое 0,5 м/с. . В плотном слое температура зерна понижается с 25 С до 20°С и влажность- с 18,0% до 17,6%; в кипящем слое температура зерна понижается с до 10°С и влажность - с 17,6% до 17,5%. По описываемой технологии строится экспериментальный производственный охладитель зерна, который будет испытан в 1980 г. Использование предлагаемого способа охлаждения зерна сельскохозяйственных культур позволяет охладить зерна до температур, обеспечивающих его безопасное хранение при использовании существующих воздухоохладительных установок, сократить продолжительность охлаждения вследствие интенсификации процесса охлаждения, потери искусственного охлажденного воздуха с отходящим из охладителя воздухом, а также повысить равномерности охлаждения зерна. Формула изобретения 1. Способ охлаждения сыпучих материалов, преимущественно риса-зерна, путем продувки материала воздухом в кипящем слое при кондуктивном

отборе тепла посредством охлаждающих поверхностей, о тли ч ающийс я тем, что, с целью повышения степени охлаждения отдельных зерен и сокращения потерь холода, перед продувкой в кипящем слое материал предварительно продувают отработавшим в кипящем слое воздухом при перемещении материала в плотном слое, причем воздух подают в кипящий слой с температурой , не превышающей температуру охлаждающих поверхностей, и относительной влажностью, не превьппающей равновесную влажность зерна.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а пф

ю щ и и с я тем, что скорость продувки воздуха в плотном слое в 1,53 раза меньше, а в кипящем в 1,5-3 раза больше критической скорости псевдоожижения.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Микшис Г,Г. и др. Производство быстрозамороженных пищевых продуктов,

М,, ЦНИИТЭИПищепром, 1971, с. 56.

2.Резчиков В.А. и Каткова В. Н. Рециркуляционные зерносушилки. М., ЦНИИТЭИ Мингаза СССР, 1977, с. 12.

3. Авторское свидетельство СССР № 278549,.кл. F 26 В 17/10, 1968.

«