МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени ШАКАРИМА города СЕМЕЙ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ
РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
имени ШАКАРИМА города СЕМЕЙ
Документ СМК 3 уровня
УМКД
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
УМКД
Учебно-методические
Редакция № 1
материалы по дисциплине
от 11.09.14.
«Зерносушение»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС
ДИСЦИПЛИНЫ
«Зерносушение»
для специальности 5В072800 – «Технология перерабатывающих производств»
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ
Семей
2014
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Содержание
1
2
3
4
5
Глоссарий
Лекции
Практические и лабораторные занятия
Курсовая работа (проект)
Самостоятельная работа обучающегося
Страница 2 из 156
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 3 из 156
1 ГЛОССАРИЙ
Хлопком называют волокна, покрывающие поверхность семян однолетнего растения
хлопчатника.
Пух - тонкое, короткое, сильно извитое волокно, состоящее из чешуйчатого и
коркового слоев (в основном из ортокортекса), имеет кольцевидные чешуйки. Диаметр
пуховых волокон равен 14-25 мкм.
Переходный волос - более толстое, грубое волокно имеющее все три слоя. Диаметр
этих волокон 25-35 мкм.
Ость имеет поперечник 35-50 мкм. Очень значительный сердцевинный слой.
Мертвый волос - толстое, грубое, малопрочное волокно, состоящее практически из
сердцевинного слоя. Диаметр волокна более 50 мкм.
Однородная, овечья шерсть содержит преимущественно волокна одного типа. Она
бывает тонкая (диаметр волокон не превышает 14-25 мкм); полутонкая (25-31мкм);
полугрубая (31-40мкм).
Неоднородная шерсть состоит из пуховых, переходных, остевых и мертвых волокон и
подразделяется на полугрубую , имеющую пуховые, переходные волокна и некоторое
количество
остевых волос, и грубую , являющуюся смесью волокон всех типов.
Шелк-продукт выделения особых шелкоотделительных желез тутового шелкопряда.
Пряжей называют нить, состоящую из волокон ограниченной длины, соединенных
скручиванием.
Комплексная нить состоит из нескольких элементарных нитей, соединенных
скручиванием или склеиванием.
Мононить представляет собой одиночную нить, не делящуюся в продольном
направлении без разрушения.
Однородная пряжа состоит из волокон одной природы.
Смешанная пряжа состоит из смеси разных по природе волокон.
Однониточная пряжа образуется на прядильных машинах путем правого и левого
скручивания элементарных волокон.
Трощеная пряжа состоит из двух или более продольно сложенных нитей, не
соединенных между собой круткой.
Крученая пряжа образуется на крутильных машинах и по способу кручения
подразделяется на однокруточную и многокруточную, фасонную, армированную,
текстурированую и комбинированную.
Однокруточная пряжа получается при скручивании двух или трех нитей одинаковой
длины. Она имеет гладкую поверхность, но бывает недостаточно уравновешена по крутке и
может образовывать сукрутины и петли.
Многокруточная пряжа чаще всего получается в результате скручивания двух
однокруточных нитей в направлении, обратном предварительной крутке.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 4 из 156
2 ЛЕКЦИИ
ЛЕКЦИЯ № 1
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ СУШКИ
1. Цели и задачи сушки зерна.
2. Основные методы сушки зерна.
3. Сушка зерна как физико-химический процесс.
1. Цели и задачи сушки зерна
Неблагоприятные природно-климатические условия, характерные для
многих зернопроизводящих регионов России, также как Казахстана, Украины,
Белоруссии, предопределяют повышенную влажность убираемого с поля зерна.
У колосовых культур она нередко достигает 20-25% и более; рис в связи с
особенностями его возделывания, как правило, имеет более высокую
уборочную влажность; влажность кукурузы достигает 30-35% и более; семена
подсолнечника даже в южных районах нередко имеют влажность,
достигающую 20% и более.
Сырое неохлажденное зерно вследствие интенсивного дыхания теряет за сутки
0,05-0,2% массы сухого вещества; быстро развивается процесс самосогревания.
Выделяющийся в результате дыхания диоксид углерода приводит к развитию
анаэробного дыхания, что, в свою очередь, приводит к образованию этилового
спирта, оказывающего губительное действие на клетки зародыша, т.е. к потере
жизнеспособности зерна. В результате жизнедеятельности микроорганизмов,
особенно плесневых грибов, в массе сырого зерна образуются токсические
вещества - микотоксины.
применяют различные технологические приемы. Наиболее эффективным из
них является сушка. Задача ее заключается, прежде всего, в снижении
влажности зерна до уровня ниже критической, при которой физиологические
процессы замедляются, проявляются лишь в форме очень слабого дыхания, а
зерновая масса пребывает в анабиотическом состоянии.
Просушенное зерно, очищенное от примесей, обеззараженное и охлажденное
можно хранить без перемещения в силосах элеваторов 2-3 года, а в складах - 45 лет при обязательном соблюдении соответствующей технологии.
Своевременно и правильно проведенная сушка не только повышает стойкость
зерна при хранении, но и улучшает его продовольственные и семенные
достоинства. При соблюдении научно-обоснованных режимов сушки
ускоряется послеуборочное дозревание зерна, происходит выравнивание
зерновой массы по влажности и степени зрелости, улучшаются цвет, внешний
вид и другие технологические свойства зерна. Сушка действует угнетающе на
жизнедеятельность микроорганизмов и вредителей. Она оказывает
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 5 из 156
положительное влияние на выход и качество продукции при переработке зерна
в муку и крупу. Наконец, сушка позволяет улучшить технологические свойства
дефектного зерна: проросшего, морозобойного, поврежденного клопомчерепашкой.
Сухое зерно представляется возможным безопасно перевозить железнодорожным и водным транспортом на самые дальние расстояния при
выполнении профилактических мероприятий, предупреждающих заражение
зерна вредителями.
2. Принципы и методы сушки зерна
В технологии зерносушения используют два основных принципа удаления
излишней влаги из зерна: в виде жидкости и в виде пара.
Первый принцип сушки осуществляют при непосредственном контакте
сырого зерна с более гигроскопическим веществом, способным поглощать
влагу из зерна путем сорбции. Это так называемая сорбционная сушка
(контактный влагообмен). В качестве сорбирующего вещества может быть
использовано сухое зерно, гранулированный силикагелъ или другие вещества.
Второй принцип сушки связан с затратой тепла на превращение жидкости в
пар. Такая сушка называется тепловой. Энергию, необходимую для испарения
влаги, можно сообщать зерну различными методами: конвекцией, кондукцией,
терморадиацией, в электрическом поле токов высокой частоты и др.
Применение того или иного принципа сушки и метода энергоподвода
необходимо увязывать со свойствами зерна, в частности, с прочностью связи
влаги в зерне. Очевидно, когда требуется удалять свободную или слабо
связанную влагу, может оказаться целесообразным применение сорбцион-ной
сушки. При необходимости удаления более прочно связанной влаги применяют
тепловую сушку.
Тепловая сушка и ее разновидности
Наибольшее применение в технологии зерносушения получила тепловая сушка
с конвективным теплоподводом. В этом случае энергию, не-обходимую для
испарения влаги, сообщают зерну нагретым газом - воздухом или смесью
воздуха с продуктами сгорания топлива.
Конвективную сушку осуществляют, как правило, продуванием зернового слоя
потоком нагретого газа. Широкое распространение конвектив-ного метода
сушки зерна обусловлено простотой его осуществления и достаточно высокой
экономичностью процесса.
Теплота может быть передана зерну от нагретой поверхности кон-дукцией
(теплопроводностью), в связи с чем этот метод сушки называют кондуктивным.
В качестве нагретой поверхности используют трубы, обогреваемые изнутри
паром, горячей водой или газом. Выделяющийся из зерна водяной пар
поглощается холодным или нагретым воздухом, подаваемым в сушильную
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 6 из 156
камеру. Скорость кондуктивной сушки зависит от температуры греющей
поверхности и толщины зернового слоя. Кондуктивную сушку применяют,
главным образом, для подогрева зерна и небольшого снижения влажности при
подготовке зерна к переработке. Кондуктивный теплоподвод используют в
вакуум-сушилках. Сушка под вакуумом позволяет повысить интенсивность
процесса, проводимого при низких температурах высушиваемого зерна.
Усиление вакуума приводит к снижению температуры зерна, что в свою
очередь, интенсифицирует подвод тепла от поверхности нагрева к зерну.
При терморадиационной сушке подвод тепла к зерну осуществляют от
генераторов инфракрасного излучения или солнечными лучами. Внимание к
использованию солнечной энергии, как источника тепла для сушки зерна, в
последнее время все более усиливается. Простейшую воздушно-солнечную
сушку рекомендуется проводить в сухую и ясную погоду на специально
оборудованных деревянных, кирпичных, асфальтовых или глинобитных
площадках. Зерно, в зависимости от влажности, рассыпают слоем толщиной 1015 см. На 1 т зерна требуется примерно 15 м2 площади. В течение дня при
благоприятных погодных условиях влажность зерна может быть снижена на 34%. При периодическом перемешивании и провеивании зерна сушка
значительно ускоряется. При солнечной сушке полностью сохраняются
семенные и продовольственные достоинства зерна, ускоряется послеуборочное
дозревание, снижается зараженность вредителями. Вместе с тем, солнечная
сушка весьма трудоемка, зависит от метеорологических условий, требует
специально оборудованных площадок.
К настоящему времени накоплен достаточно большой экспериментальный
материал по использованию инфракрасного излучения для сушки зерна. Создан
ряд
полупроизводственных
зерносушильных
установок;
имеются
промышленные установки небольшой производительности для удаления
поверхностной влаги с промытого зерна, направляемого на переработку. При
инфракрасном облучении плотность теплового потока на поверхности
материала в 20-100 раз выше, чем при конвективной сушке. Однако
специфические свойства зерна не допускают такой энергетической
освещенности. К тому же зерно в целом малопроницаемо для инфракрасного
излучения. Так, при применении светлых излучателей проницаемость слоя
толщиной в одно зерно составляет только 20%, а слоя толщиной в два зерна всего лишь 5%. В качестве генераторов излучения следует применять газовые
горелки или панели, обогреваемые продуктами сжигания природного газа или
жидкого топлива.
Возможен также нагрев и сушка зерна в электрическом поле высокой частоты.
Высокочастотный нагрев материалов основан на явлении поляризации.
.Имеющиеся во влажном материале полярные молекулы (диполи) стремятся
расположиться своими осями вдоль поля. Колебания молекул связаны с
трением частиц между собой, в результате чего в массе материала выделяется
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 7 из 156
тепло. Характерной особенностью такого метода сушки является прогрев зерна
в массе. Количество выделяемой теплоты зависит от напряженности поля и
частоты, а также от диэлектрических свойств зерна. С повышением его
влажности диэлектрические потери возрастают, в связи с чем возрастает
количество выделяемой теплоты. В промышленных установках обычно
применяются ламповые генераторы. Общий к.п.д. их невысок, в связи с чем
удельный расход энергии при высокочастотной сушке более чем в два раза
превышает расход энергии при конвективной сушке. Работы по изучению
высокочастотной сушки следует развивать в направлении использования ее в
комбинации с конвективной сушкой.
Наиболее перспективны различные методы комбинированной сушки,
например, при сочетании конвективно-кондуктивного, радиационноконвективного теплоподвода при разном состоянии зернового слоя.
Большой интерес представляет конвективно-контактная сушка зерна,
получившая широкое развитие и внедрение в сушилках с рециркуляцией зерна.
Интересны обычная вакуум-сушка зерна, сушка сублимацией, а также сушка в
акустическом поле. Эти методы пока находятся в стадии экспериментального
исследования или опытной проверки.
3. Сушка зерна как физико-химический процесс
Зерно представляет собой сложную живую биологическую систему.
Протекающие в нем физиологические и биохимические процессы совершаются
при обязательном участии содержащейся в зерне влаги. Искусственное
извлечение ее из зерна изменяет количественное соотношение составных
частей, вследствие чего изменяется характер взаимодействия между влагой и
отдельными веществами зерна. Существенным последствием этого может быть
изменение технологических свойств зерна.
Сложные сами по себе физические процессы внешнего и внутреннего тепло- и
влагопереноса сопровождаются при сушке зерна не менее сложными
биохимическими превращениями, приводящими к изменению состояния
белков, углеводов, липидов и других химических веществ, входящих в состав
зерна. Изменяются физические, структурно-механические и другие свойства
зерна. Таким образом, сушка зерна представляет собой технологический
(физико-химический) процесс. При проведении его необходимо не только
сохранить, но в ряде случаев и улучшить качество зерна.
Физико-химические явления, протекающие в самом зерне, являются главным
фактором, определяющим механизм процесса сушки. Изучение сущности этих
явлений и их закономерностей представляет одну из основных задач науки о
технологии сушки зерна.
В основе изучения технологии сушки зерна должны быть физико-химические
представления о свойствах зерна как объекта сушки и методах управления
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 8 из 156
процессами, протекающими в зерне, с целью обеспечения наиболее полного
сохранения и улучшения его качества. Для достижения этой цели важное
значение имеет также анализ свойств и характеристик агента сушки и его
взаимодействия с зерном.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 9 из 156
ЛЕКЦИЯ № 2.
СВОЙСТВА ЗЕРНА.
1. Влагосорбционные свойства зерна.
2. Теплофизические свойства зерна.
Влагосорбцнонные свойства зерна
Процесс тепловой сушки заключается в переводе влаги, находящейся в зерне, в
парообразное состояние и удалении образующегося пара во внешнюю
окружающую среду. Для понимания механизма процесса сушки важно знать
состояние влаги в зерне и взаимодействие ее с сухим скелетом
зерна.
Специфические свойства зерна как объекта сушки в значительной мере
обусловлены особым состоянием воды, содержащейся в зерне, и механизмом
взаимодействия ее с веществами зерна. В зерне нет свободной воды. Она более
или менее прочно связана с тканями зерна и его клетками или находится в виде
водного раствора той или иной концентрации и состава. Вода в зерне не только
важнейшая составная часть, но и активный агент, принимающий участие в
биохимических процессах, постоянно совершающихся в зерне.
Влажность зерна. Общая масса влажного зерна М складывается из массы
абсолютно сухой его части Мс и массы содержащейся в зерне влаги М„, т.е. М
= Мс + М„.
Содержание влаги в зерне обычно принято выражать в процентах. В теории и
практике сушки применяют три понятия, определяющих содержание влаги в
зерне: влажность на общую массу, влажность на сухое вещество и
влагосодержание.
Влажность на общую массу V показывает, какую долю влага, содержащаяся в
зерне, составляет от общей его массы, т.е.
W0= Мв/М х 100= (Мв/Мс+Мв) х 100%
Влажность на сухое вещество Wс: представляет собой отношение массы
содержащейся в зерне влаги к массе сухой его части, т.е.:
Wс= Мв/Мс х 100= (Мв/М-Мв) х 100%
(5) Если соотношение (5) выражают не в процентах, а в килограммах влаги на
килограмм сухого вещества, то его обычно называют влагосодер-жанием и
обозначают буквой u.
Между влагосодержанием и влажностью на сухое вещество существует
очевидное соотношение
U= Мв/Мс=Wс/100(6)
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 10 из 156
Гигроскопические свойства зерна. Зерновки всех культур представляют
собой гигроскопические тела и вследствие этого поглощают пары воды из
окружающей среды (явление сорбции). Может происходить и обратный
процесс - испарения влаги из зерна (явление десорбции). Характер
взаимодействия зерна с окружающей средой зависит от состояния окружающего воздуха и от влажности и температуры самого зерна.
Если парциальное давление пара у поверхности зерна Р, меньше парциального
давления пара в окружающем воздухе Рп, то будет происходить сорбция, т.е.
зерно будет увлажняться. Наоборот, если парциальное давление пара у
поверхности зерна Рм будет больше парциального давления пара в окружающем
воздухе Рп , будет происходить десорбция, т е сушка зерна. При равенстве
парциальных давлений Р„ и Рп наблюдается состояние динамического
равновесия. Влажность зерна, соответствующая состоянию равновесия,
называется равновесной влажностью и обозначается Ур. Величина равновесной
влажности зерна зависит от парциального давления пара в воздухе Р п или,
иначе говоря, от относительной влажности и температуры воздуха.
Механизм сорбционного взаимодействия зерна с парами воды может быть
представлен следующим образом. Зерно на 90% по массе сухих веществ
состоит из белков и углеводов, которые являются гидрофильными
биополимерами. Их макромолекулы содержат большое количество функциональных групп, располагающих запасом свободной энергии. Каждая из
групп способна захватить и удержать одну, две и более молекул воды. ц ен. тры,
удерживающие молекулы воды, образуют активную поверхность, способную
образовать моно- и полимолекулярный слой молекул воды.
Графическую зависимость равновесной влажности зерна ур от относительной
влажности воздуха ф, полученную при одной и той же температуре называют
изотермой сорбции или десорбции (рис. 1). Видно, что изотермы сорбции и
десорбции не совпадают (за исключением крайних точек ф * о и Ф = 1), т.е.
наблюдается явление сорбционного гистерезиса. При одной и той же
температуре изотерма десорбции располагается выше, чем изотерма сорбции.
Наибольшее расхождение между ними находится на участке с относительной
влажностью воздуха от 20 до 80%. Разность равновесной
25влажности по изотермам сорбции и десорбции на этом участке для зерновых
культур достигает 1,2 - 4,0%.
Гигротермическое равновесие достигается чрезвычайно медленно, и
биологическая система приближается к натуральному состоянию бесконечно
долго, в результате чего получаемое равновесие не будет истинным. Поэтому
величина ^ определенная при сорбции, получается меньше истинной, а при
десорбции больше.
Максимальная
равновесная
влажность
зерна,
соответствующая
максимальной относительной влажности воздуха ф=100%, называется
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 11 из 156
гигроскопической влажностью и обозначается V,. Гигроскопическая точка
на кривой сорбции зерна
является
предельным
значением ч>р при
увлажнении зерна путем поглощения паров воды из окружающей
среды. Дальнейшее увлажнение зерна возможно только при непосредственном
контакте его поверхности с жидкостью. Максимальная гигроскопическая
влажность (М^) для некоторых зерновых культур при 1 =25°С составляет:
пшеница - 36,3-38,5%; овес - 36,5%; рожь - 36,5%; гречиха - 32,5%; рис - 30,5%.
Классификация форм связи влаги в зерне. Формы и виды связи влаги,
находящейся в зерне, различны: от самой прочной, обусловленной
молекулярными силами, до чисто механического удерживания на поверхности
зерна. Современные представления о формах связи влаги с материалом
базируются на предложенном в свое время П.А.Ребиндером термодинамическом принципе - величине энергии этой связи. Казаков Е.Д. расширил
термодинамические представления о формах и энергии влаги в зерне с учетом
его специфических особенностей как живого организма.
В зависимости от величины энергии связи принято различать: химическисвязанную, физико-химически-связанную и физико-механически -связанную
влагу.
Химически-связанная влага характеризуется наиболее высокой энергией
связи. Она может быть удалена из зерна лишь при особо интенсивной тепловой
обработке - прокаливании.
Физико-химической форме соответствуют три вида связи: адсорбционносвязанная влага, осмотически-связанная и структурная влага.
Адсорбиионно-связанная влага представляет собой слой воды толщиной в
несколько сотен диаметров молекул, удерживаемой силовым полем на
активной поверхности коллоидного капиллярно-пористого тела. Зерно обладает
огромной внутренней поверхностью, а, следовательно, и значительной
свободной поверхностной энергией, за счет которой происходит адсорбционное
связывание воды. Считается, что общая величина активной поверхности зерна
пшеницы находится в пределах 200-250 мг, т.е. она превышает видимую
внешнюю поверхность примерно в 200000 раз.
Прочность связи адсорбированных молекул воды неодинакова. Наиболее
прочно связан первый мономолекулярный слой. По мере удаления от
поверхности мицеллы постепенно уменьшается величина энергии связи воды.
Адсорбция молекул воды первых нескольких слоев сопровождается
выделением теплоты набухания (гидратацией).
Тепловой эффект адсорбции характеризуется количеством теплоты, выделяющейся при поглощении 1 кг воды. Это количество теплоты называют
дифференциальной теплотой набухания.
Обычно при характеристике адсорбционно-связанной воды имеют в виду,
главным образом, воду, входящую в мономолекулярный слой на внешних и
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 12 из 156
внутренних поверхностях капиллярно-пористого тела. Этой форме связи воды
соответствует очень низкая влажность зерна и она характеризуется
значительной энергией связи. Казаков Е.Д. показал, что, проникая в зерно и
сорбируясь активными центрами макромолекул биополимеров, влага
включается в биохимические процессы, в результате чего в зерне появляется
биологически синтезированная вода, отличающаяся по своим свойствам от
поглощаемой воды. Она более прочно связана с тканями зерна, энергия связи ее
неодинакова для разных веществ и тканей.
Влага концентрируется в частях наиболее богатых гидрофильными коллоидами
- в основном белками и крахмалом. Крахмал способен поглощать до 30 - 70 %
воды ( в расчете на массу сухого вещества), а белковые вещества - до 180 200%. В зерне пшеницы влажностью до 22 % наибольшее количество влаги
связывает крахмал, наименьшее - клетчатка. При влажности зерна около 17 %
крахмальные гранулы и белковые прослойки имеют одинаковую влажность.
При меньшей влажности зерна влажность крахмала выше, чем белка, а при
большей влажности зерна - наоборот.
В сыром зерне влага связана более прочно белками, и, поскольку белки
связывают воду медленнее, чем крахмал, в свежеубранном сыром зерне связь
влаги менее прочна.
Прочное удержание влаги в зерне достигается благодаря высокой гидрофильности семенной оболочки и алейронового слоя. В плодовых оболочках
зерна влага практически свободна.
Энергия связи влаги различна и для разных диапазонов влагосодержа-ния, о
чем свидетельствуют критические значения на изотермах сорбции -десорбции
зерна (рис.1). Первая критическая точка соответствует "емкости"
мономолекулярного слоя воды на активных центрах макромолекул
биополимеров; вторую критическую точку связывают с развитием процесса
капиллярной конденсации.
Адсорбционно-связанная влага может быть удалена при сушке с дополнительными затратами энергии на разрушение связи влаги с зерном. При этом
она должна быть превращена в пар, после чего начинает перемещаться к
поверхности зерна.
Осмотически-связанная влага представляет собой влагу, проникшую внутрь
клетки зерна в результате осмотического давления. Механизм проникания воды
в ткани зерна отличается от того, что наблюдается в неживой коллоидной
системе. Осмотическая вода, проникая в клетку зерна,
изменяет свою форму и свойства. Она становится составной частью цитоплазмы и клеточного сока, заполняющего вакуоли. Затем она вступает в
различные физические и химические взаимодействия с компонентами
клетки. Для удаления осмотически-связанной влаги необходимо наличие
большей концентрации растворимой фракции вне клетки, чем внутри нее. В
этом случае влага перемещается к поверхности зерна в виде жидкости
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 13 из 156
путем диффузии через стенки клеток. Осмотическая связь имеет меньшую
прочность, чем адсорбционная. Однако при удалении осмотически-связанной
влаги также требуются дополнительные затраты энергии.
Структурная влага появляется в зерне в процессе формирования геля. Этой
влаге соответствует весьма малая энергия связи. По своим свойствам она
практически не отличается от обычной воды. При удалении структурной влаги
в процессе сушки зерна дополнительная энергия затрачивается, в основном, на
преодоление сопротивления структурных образований зерна при диффузии
влаги к поверхности зерна как в виде пара, так и в виде жидкости.
К физико-механически-связанной влаге относят влагу, находящуюся в
микро- и макрокапиллярах зерна, а также влагу смачивания, находящуюся на
поверхности зерна. Микрокапилляры представляют собой узкие поры, средний
радиус которых меньше 105 см. Они могут заполняться водой не только при
непосредственном соприкосновении с ней, но и путем сорбции (капиллярной
конденсации) паров воды из воздуха.
Вода заполняет макрокапилляры только при непосредственном соприкосновении с ней.
Прочность связи влаги, находящейся в микро- и макрокапиллярах, значительно
меньше осмотически связанной влаги, однако и при ее удалении в процессе
сушки требуется некоторая дополнительная энергия.
Связь влаги смачивания наименее прочна. Влага смачивания прилипает к
поверхности зерна при непосредственном соприкосновении и удерживается
механическими силами сцепления частиц воды. Попав на поверхность зерна,
влага может в дальнейшем проникнуть внутрь зерна в результате
осмотического давления, образовав новую форму связи - осмотическую или
структурную.
4. Теплофизические свойства зерна
Тепловые свойства зерна определяются его теплофизическими характеристиками: удельной теплоемкостью С, теплопроводностью К и температуропроводностью а. Знание их необходимо для выполнения расчетов
процессов нагрева, сушки и охлаждения зерна. Теплофизические характеристики зерна оказывают влияние на протекание тепловых процессов. Они
определяют развитие процессов переноса и накопления тепла в различных
участках зернового слоя. От численного соотношения этих двух процессов
зависят скорость изменения температуры и теплового потока на каждом
глубина проникания тепловой зоны, затраты теплоты на нагрев зерна и т.д.
Процесс переноса тепла определяется теплопроводностью λ накопление тепла объемной теплоемкостью (сρ).
Совокупное
влияние
их
на
общий
процесс
учитывается
температуропроводностью а = λ/сρ, которая характеризует способность зерна
пропускать
температурную
волну.
Чем
выше
значение
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 14 из 156
температуропроводности, тем выше скорость распространения температурной
волны и меньше разность температур между различными участками зернового
слоя.
Теплофизические характеристики единичного зерна зависят от его влажности и
температуры, а характеристики зернового слоя, кроме того, от формы и размера
зерен, плотности их укладки.
Удельная теплоемкость единичных зерновок и зернового слоя практически
одинакова, поскольку масса воздуха в межзерновом пространстве слоя
пренебрежимо мала в сравнении с массой зерна. Удельная теплоемкость зерна
зависит от его влажности и температуры. С увеличением влажности удельная
теплоемкость зерна возрастает. При отсутствии точных экспериментальных данных для технических расчетов удельную теплоемкость зерна приближенно определяют как средневзвешенную величину
между теплоемкостью сухого вещества зерна Ссвещ. и теплоемкостью
воды Свл:
Свл=Сс.вещ(100-ω)+Свл/100
Удельная теплоемкость сухого вещества зерна составляет 1,55кДж/(кг-К)
(0,37 кКал/(кг-град));
удельная теплоемкость воды-4,19 кДж/(кг-К ) (1
кКал/(кг-град)).
Специальные экспериментальные исследования Уколова В.С. показали, что
удельная теплоемкость зерна сложным образом зависит от его влажности и
температуры (рис. 3). При влажности зерна 25% она не зависит от температуры;
но при меньшей влажности с повышением температуры возрастает, а при
большей влажности, напротив, уменьшается.
Теплопроводность. Теплопроводность единичного зерна и зерновой массы
существенно различны. Если теплопроводность единичного зерна составляет
около 0,3 Вт/(м-К), то теплопроводность зернового слоя в 2,5-3 раза ниже.
Низкая теплопроводность зернового слоя соизмерима с теплопроводностью
теплоизоляционных материалов. Вследствие плохой теплопроводности теплота
в зерновой массе задерживается, в основном, в тонком слое, непосредственно
контактирующем с горячими поверхностями сушилки. Зерно в этом слое может
быстро перегреться, а качество его ухудшиться.
Теплопроводность зернового слоя с повышением влажности зерна вначале
увеличивается, а затем снижается (рис. 4). Например, для слоя кг/м3 и
температуре 25°С теплопроводность достигает максимума 0,138 Вт/(м-К) при
влажности 18%. При влажности 10% она равна 0,123 Вт/(м-К), а при 26% 0,124 Вт/(м-К). С повышением (понижением) температуры зерна на каждые 10
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 15 из 156
°С теплопроводность возрастает (понижается) на 2,5% по сравнению со
значением ее при 25°С.
Температуропроводность. Зерновая масса отличается очень низким значением
температуропроводности, которая примерно в 1000 раз ниже, чем у алюминия,
и температурная волна распространяется в ней очень медленно (на20 мм за 150
с). В зерновом слое с повышением влажности с 10 до 25%
температуропроводность непрерывно снижается (рис. 5): для пшеницы сорта
Саратовская 29 - с 91,5-10'9 до 72,75- 10"9м2/с.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 16 из 156
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 3
ПАРАМЕТРЫ И СОСТОЯНИЕ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА.
Структура лекции:
1. Параметры состояния влажного воздуха
2. Диаграмма влажного воздуха.
1. При давлении и температуре, которые имеют место при сушке зерна,
свойства влажного воздуха очень близки к свойствам идеального газа. Поэтому
в технических расчетах допустимо с незначительной погрешностью,
рассматривать влажный воздух как смесь идеальных газов, следующих законам
Дальтона, Бойля-Мариотга и Гей-Люссака.
Состояние влажного воздуха, так же как любого газа, определяется сочетанием
любых двух термодинамических параметров: температурой, давлением,
удельным объемом, плотностью и т.д.
Парциальное давление сухого воздуха и водяного пара.
Допустим, влажный воздух находится под давлением Р при температуре I. При
данных условиях в некотором объеме V заключена масса влажного воздуха т,
состоящая из массы тс.в сухого воздуха и массы т„ водяного пара, т.е.:
m= mcв+mn
Согласно закону Дальтона общее давление влажного воздуха можно
представить в виде суммы парциальных давлений сухого воздуха Р с.в и водяного пара Рп, составляющих влажный воздух (газовую смесь), т.е.:
Р = Рс.в + Рп (16)
Из закона Дальтона следует, что парциальное давление пара Р п, находящегося
во влажном воздухе, меньше общего ( барометрического) давления смеси Р (В).
Поскольку температура пара равна температуре смеси, то,очевидно, пар,
находящийся в ненасыщенном влажном воздухе, имеет температуру,
превышающую температуру кипения воды при данном его парциальном
давлении, т.е. он находится в перегретом состоянии.
Окружающий нас воздух вблизи поверхности земли имеет атмосферное
давление В, и для него соотношение (16) можно записать в виде
В = РСВ + Рn (17)
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 17 из 156
Удельный объем влажного воздуха представляет собой отношение объема
влажного воздуха к суммарной массе сухого воздуха и пара, входящих в
данный объем, т.е.:
V=v\mcв+mn м3 \кг влажного воздуха
(18)
Однако в расчетах удобнее пользоваться другой величинойобъема влажного воздуха к массе сухой части воздуха:
Vо= V\\mcв м3 влажного воздуха на 1 кг сухого воздуха (19)
УО
- отношением
Уравнение состояния влажного воздуха.
Для влажного воздуха, а также его составных частей (сухого воздуха и
перегретого водяного пара, содержащегося во влажном воздухе), применимо
уравнение состояния идеального газа - уравнение Клапейрона:
Pv = P/ρ= RT= (R µ / µ) x T
где Р - давление газа (воздуха, пара), Па;
р =1/ ν- плотность газа, кг/м3;
Т - абсолютная температура (Кельвина), К;
R - газовая постоянная, Дж/(кг-К);
µ- молярная масса,кг/моль;
R µ- универсальная газовая постоянная, равная 8,314 Дж/(моль-К).
Абсолютная влажность. Абсолютной влажностью воздуха (газа) называют
содержание водяного пара в граммах в 1 м3 влажного воздуха. По физическому
смыслу абсолютная влажность представляет собой плотность водяного пара,
содержащегося во влажном воздухе, при парциальном давлении пара и
температуре влажного воздуха. В связи с этим абсолютную влажность
обозначают так же, как и плотность водяного пара:
ρn = 1000 ρn1 = 1000 mn/V
Числовые значения плотности пара совпадают с числовыми значениями
его удельного веса уп (г/м3) при ускорении свободного падения § = 9,80665 м/с2.
Поэтому при определении числовых значений плотности пара можно
пользоваться справочными данными по водяному пару.
Вдагосодержание. Влагосодержанием воздуха называют отношение массы
водяного пара тn, содержащегося во влажном воздухе, к массе сухого воздуха
mсв„. и выражают в г/кг:
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 18 из 156
d=( mn / mcв) 1000
Относительная влажность. Относительной влажностью воздуха (газа)
(р называют отношение абсолютной влажности ρ n к максимально
возможному значению абсолютной влажности ρ n.м , при тех же температуре и
общем давлении влажного воздуха:
φ= ρ n /ρ n.м
Относительную влажность выражают в долях единицы или в процентах;
она может изменяться, соответственно, в пределах от 0 до 1 или от О до 100%.
Величина относительной влажности воздуха характеризует его способность
насыщаться влагой; чем меньше φ, тем, при прочих равных условиях, выше
сушильная способность воздуха.
Из уравнения (30) следует, что с повышением температуры воздуха при
постоянном влагосодержании его относительная влажность уменьшается, т.е.
возрастает сушильная способность. И, наоборот, при охлаждении воздуха
постоянного влагосодержания его относительная влажность увеличивается,
достигая при Рn=Рн единицы (φ =100%), т.е. воздух становится насыщенным и
начинается конденсация пара.
2. Если температура влажного воздуха выше tК при данном барометрическом
давлении, то полное насыщение возможно только при абсолютном отсутствии
сухого воздуха (весь объем занимает только пар). Поскольку парциальное
давление пара в воздухе не может превышать общее давление влажного
воздуха, условно принимают Р n.м =В. Относительную влажность воздуха при t
> tн„ рассчитывают по формуле:
φ= Р n / В
Точка росы. Точкой росы называют температуру, при которой воздух данного
влагосодержания становится насыщенным.
Плотность влажного воздуха. Согласно закону Дальтона ее можно
представить как сумму плотности сухого воздуха ρсв и водяного пара ρn ;
ρсм=ρсв + ρn
Энтальпия влажного воздуха. Обычно удельную энтальпюо влажного воздуха
относят к 1 кг сухого воздуха и определяют как сумму удельных энтальпий 1 кг
сухого воздуха /с„ и и г пара, приходящихся в смеси на 1 кг сухого воздуха:
1см=1св +(d/1000)1n =с св.t +(d/1000) In
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 19 из 156
где 1 - температура смеси (влажного воздуха);
ссв - средняя удельная теплоемкость сухого воздуха; при t <200°С принимают
ссв ≈ 0,24 кКал/(кг-град) ≈ 1,004 кДж/(кг-К);
1n - удельная энтальпия пара, находящегося в смеси при данной температуре и
данном парциальном давлении.
Для практических расчетов 1n можно определять по формуле:
1л = r0 + cn t
r0 удельная теплота парообразования при 0°С;
r0 = 597 кКал/кг = 2 500 кДж/кг;
cn -средняя удельная теплоемкость перегретого пара;
cn = 0,44 кКалДкг- град) = 1,842 кДжУ(кг-К).
Температура мокрого термометра является термодинамическим
параметром, характеризующим способность воздуха отдавать тепло для
испарения воды до полного насыщения воздуха.
Если при испарении воды в воздух будут соблюдены адиабатные условия, т.е.
испарение будет происходить только за счет теплоты воздуха, то
в процессе испарения температура воздуха будет снижаться; при полном
насыщении воздуха влагой температура его будет равна температуре испаряющейся воды. Эту температуру называют температурой мокрого термометра.
Разность между температурой воздуха и температурой мокрого термометра
характеризует способность воздуха к поглощению влаги. Эту разность условно
называют потенциалом сушки ε:
ε=tc - tм,
где t c - температура воздуха или температура обычного (сухого) термометра;
t м - температура мокрого термометра (адиабатного насыщения воздуха).
При полном насыщении воздуха (φ=100%) t c = t м и ε =0.
Таким образом, по заданным значениям двух параметров (при обычно
известном значении барометрического давления) можно рассчитать все
остальные параметры влажного воздуха по приведенным выше формулам.
§ 4. 1- d диаграмма влажного воздуха
Параметры влажного воздуха и изменение его состояния легко определяются
графически по 1- d диаграмме, впервые предложенной Л.К.Рамзиным в 1918
г.(рис. 6).
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 20 из 156
Рис. 6. Координатная сетка 1- d диаграммы влажного воздуха
Диаграмма построена для определенного барометрического давления
(745 мм рт.ст.=99,3 кПа = 99325 н/м2), следовательно, по двум заданным
параметрам влажного воздуха позволяет определить все остальные.
На оси ординат отложена энтальпия I (кКал/кг с.в или кДж/кг с.в) в
определенном масштабе.
Ось абсцисс расположена под углом 135° к оси ординат (для увеличения
рабочей части поля диаграммы и удобства (1(г/кг с.в) в определенном
масштабе. Линии постоянного влагосодержания (<1=соп51) в этом случае
изображаются вертикальными линиями, параллельными оси ординат; линии
постоянной энтальпии (1= соnst) - наклонными прямыми, расположенными под
углом 135° к оси ординат. Для удобства отсчета влагосодержаний проведена
горизонтальная линия - вспомогательная ось д, на которую перенесены
значения влагосодержания с оси абсцисс. Вспомогательная ось служит лишь
шкалой влагосодержания.
На 1-й диаграмму нанесены следующие основные линии.
Изотермы - линии постоянной температуры t= соnst. представляющие собой
зависимость I от d (1 при t= соnst . Изотермы построены по
уравнению (46 а, б):
1 = Ссв t + r( d/1000) + сn (d/1000)t
из которого видно, что изотермы изображаются прямыми линиями и что наклон
их тем больше, чем выше температура воздуха. Для построения изотермы
достаточно рассчитать энтальпию в двух точках, например, при
d =0 и каком-то другом значении влагосодержания d.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 21 из 156
Линии постоянной относительной влажности φ=соnst построены по
формуле (31).
Для построения линий постоянной относительной влажности задаются вначале
каким-либо значением ее, например, φ = 0,5 (50%). Далее задаются рядом
значений температуры ti (здесь i-1,2,3 и т.д.). Для каждого из них из таблиц
термодинамических свойств водяного пара находят давление
насыщенного пара PHI„ и по формуле (29) рассчитывают соответствующее
влагосодержание di,. Затем по формуле (46 ) для каждой пары значений ti и di,
рассчитывают энтальпию Ii. На пересечении соответствующих линий ti и di
получают точки, лежащие на линии φ= 0,5 (50%). соединяя их плавной кривой,
получают линию φ = 0,5 (50%). Линии φ = соnst имеют вид расходящегося
пучка. Такой характер имеют линии φ = соnst до того, пока воздух будет иметь
температуру, при которой давление пара становится равным барометрическому
(1К=99,4°С при В=745 мм рт.ст. или при 99,3 кПа). При температуре t=tК линии
φ = соnst имеют перелом, а при температуре, превышающей t К=99,4°С,
изображаются прямыми вертикальными линиями, почти параллельными оси
ординат, т.е. линиями d = соnst .
Линия (φ =100% делит площадь всей диаграммы на две части: расположенную
выше линии - область ненасыщенного воздуха и ниже ее - область
насыщенного воздуха, тумана или пересыщенного воздуха. Линию Ф=100%
показывают линией насыщения влажного воздуха водяным паром.
Линия φ =0 - абсолютно сухой воздух (d =0) совпадает с осью ординат.
Для задач зерносушения рабочей областью служит область ненасыщенного
воздуха, расположенная между линиями φ=0- 100%.
Линия парциальных давлений водяного пара построена по уравнению:
Р n = В (d/ 622 + d)
Из уравнения видно, что указанная зависимость на диаграмме в координатах Рп
– d будет иметь вид почти прямой линии.
Линии постоянной температуры мокрого термометра построены по
уравнению
11=12 -(dн - d /1000)с вл.tм
полученному из следующих рассуждений.
При адиабатном испарении воды в некотором замкнутом объеме воздуха,
о чем сказано выше, температура воздуха будет снижаться.
Однако, поскольку образующийся пар поглощается тем же объемом воздуха,
энтальпия I смеси, отнесенная к 1 кг сухого воздуха, не изменится. Этот идеальный процесс, который происходит только в сушилке без потерь, изобразится
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 22 из 156
на 1- d диаграмме линиями 1= соnst, которые называются поэтому линиями
испарения.
Следует иметь в виду, что энтальпия воздуха не изменится в процессе
адиабатного испарения только в том случае, если температура испаряющейся
воды, равная температуре мокрого термометра, будет равна 0. В противном
случае энтальпия воздуха несколько увеличится за счет энтальпии
испаряющейся воды. Действительно, после испарения W кг воды энтальпия
влажного воздуха 12 будет равна энтальпии воздуха до испарения 11` плюс
энтальпия испаряющейся воды, отнесенная так же, как и I, к 1 кг сухого
воздуха:
12=11 +(Wcвл tм /L)
где L - количество сухого воздуха, потребного для испарения W кг воды;
cвл - удельная теплоемкость воды.
Из уравнения (49) видно, что если tм >0, то 12 >11.
В процессе испарения влагосодержание воздуха d будет увеличиваться,
и при полном насыщении (φ =100% ) влагосодержание воздуха, соответствующее tм будет dн. Очевидно, прирост влагосодержания воздуха будет
соответствовать количеству испарившейся воды:
Таким образом, если в процессе адиабатного испарения (при постоянной tм>0 )
конечная энтальпия воздуха будет 12, то начальная энтальпия будет несколько
меньше (согласно формуле 49), т.е.
11=12 -(dн - d /1000)с вл.tм
Для построения линий tм = соnst через какую-либо точку В на линии φ =100%
(рис. 7), соответствующую определенной tм , проводится линия 12= соnst до
пересечения с осью ординат, т.е. с линией (d=0 (точка С). От
точки С вниз откладываем отрезок СД, равный dн /1000)с вл.tм
По точке Д можно определить величину 11.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 23 из 156
Рис. 7. Построение линий tм = соnst и ε =0 на 1- d диаграмме.
Линия, соединяющая точки Д и В, будет искомой линией tм = соnst . Так как
при φ =100% tм = tс, то, очевидно, что значение линии tм соответствует
значению изотермы tс= соnst, проходящей через точку В.
Линии tм= соnst показаны 1- d на диаграмме пунктиром. Зная t и tм, можно на
диаграмме найти соответствующее значение φ на линии φ= соnst, проходящей
через точку пересечения линий tс = соnst и tм = соnst. Так, например, (см рис. 7 )
при tс =40°С и tм =30°С , φ =50%.
Пользуясь линиями (tс и tм можно нанести на диаграмму линии постоянных
потенциалов сушки: ε = tс - tм
Так, на рис. 7 приведены линии ε =10°С (по точкам А, А1, А2) и ε =50°С (по
точкам С1 ,С2). Линия ε =0 является линией φ =100%.
Определение параметров влажного воздуха и изменения его состояния по
1- d диаграмме
Состояние воздуха изображается на 1- d диаграмме точкой, а процессы
изменения его состояния - линиями. Допустим, температура воздуха tа, а его
относительная влажность φ а. На 1- d диаграмме состояние этого воздуха
характеризуется точкой а (см рис. 8 ).
Влагосодержание и энтальпию влажного воздуха в точке а находят путем
измерения отрезков между точкой а и ближайшими линиями d=соnst и 1= соnst
и интерполяции их значений.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 24 из 156
Рис. 8. Определение параметров влажного воздуха по 1- d - диаграмме
Для определения парциального давления водяного пара в воздухе,
состояние которого определяется точкой а, надо через эту точку провести
линию d = соnst до пересечения с линией парциального давления Р n ( точка с).
Числовое значение парциального давления пара в точке с также определяют
путем интерполяции значений между ближайшими горизонтальными линиями,
образующими координатную сетку Р n (шкала расположена внизу
справа диаграммы).
Можно также определить парциальное давление насыщенного пара
Рн. Для этого надо построить изотерму tа, проходящую через точку а, так, чтобы
она пересекалась с линией φ =100%. Через точку κ проводят линию
d = соnst и в точке т пересечения ее с линией Р n находят давление насыщенного пара Рн, соответствующее температуре tа.
Процесс охлаждения воздуха без изменения влагосодержания на 1- d диаграмме изобразится вертикальной прямой d = соnst . Температура воздуха
при охлаждении снижается, а относительная влажность постоянно повышается
и,наконец, достигает φ =100% (см рис. 8, точка в). В этот момент пар начинает
конденсироваться. Точку пересечения линии (d= соnst с линией
φ =100% называют точкой росы, а температуру в ней - температурой точки
росы t Р. На этом свойстве основан один из многочисленных способов
определения влажности воздуха.
остроим в 1- d диаграмме процесс нагрева воздуха в калорифере. Процесс
этот протекает без изменения влагосодержания и поэтому должен изображаться
линией (d =соnst).
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 25 из 156
Пусть точка А (см рис. 8) характеризует состояние атмосферного воздуха,
имеющего температуру t0 и относительную влажность φ0 . При нагреве до
температуры t1 энтальпия воздуха возрастает до 11/. Процесс нагрева
изобразится линией АG. Точка G характеризует состояние нагретого воздуха
(на выходе из калорифера). Если провести через точки А и G линии 10= соnst и
11= соnst, то они отсекут на шкале оси ординат отрезок, равный отрезку АG1,
представляющему собой графическую разность энтальпий 11 и 10, т.е.
количество теплоты, воспринятой 1 кг сухого воздуха при его нагреве в
калорифере. Таким образом, количество теплоты, воспринятой воздухом,
можно определить графически путем измерения отрезка АG и умножение его
длины на масштаб энтальпии mi :
11 и 10= mi АG кДж/кг
Процесс нагрева воздуха в топке путем смешения с продуктами сгорания
топлива протекает с увеличением влагосодержания смеси. Для построения
этого процесса на 1- d диаграмме находят точку А, характеризующую
состояние атмосферного воздуха.
Далее определяют влагосодержание d см , откладывают значение d см на
шкале влагосодержания и проводят линию d см= соnst до пересечения с
изотермой t1. На пересечении линий d см= соnst и t1 = соnst получают точку В,
характеризующую состояние агента сушки после смесительной камеры топки.
Линия АВ изображает процесс смешения воздуха с продуктами сгорания
топлива.
Как видно на рис. 8, энтальпия смеси 11 больше энтальпии воздуха, нагретого в
калорифере за счет большего влагосодержания смеси. Разность энтальпий 11 и
10 графически представляется отрезком АF, так что количество теплоты,
воспринятой воздухом при нагреве его в топке, определяют путем измерения
отрезка АF и умножения его длины на масштаб энтальпий m i:
111 - 10 = АF • m i , кДж/кг
Процесс сушки, протекающий в сушильной камере, характеризуется
снижением температуры с одновременным увеличением его влагосодержания.
Процесс сушки изображается на 1- d диаграмме некоторой линией ВС.
Конечная точка процесса С определяется параметрами отработавшего воздуха
(например, t2 и φ2 или t2 и d2 ). Методика расчета параметров отработавшего
воздуха и построения процесса сушки на 1- d диаграмме изложена в главе 16.
В целях экономии топлива в некоторых сушилках применяют рециркуляцию отработавшего воздуха, смешивая его с атмосферным воздухом перед
топкой (калорифером) или нагретым воздухом после топки (калорифера).
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 26 из 156
Пусть в одном потоке содержится
L1 кг сухой части воздуха, влагосодержание его d1], энтальпия – I1], а во втором потоке, соответственно, L2,
d2 , I2. Влагосодержание смеси dСМ , энтальпия – IСМ„, масса - L1 + L2, кг.
Материальный и тепловой баланс смеси:
L1 d1 + L2 d2 = ( L1 + L2 )dсм
L1 I1 + L2 I2 = ( L1 + L2 ) Iсм
Из этих равенств получим:
L2
--- = dсм - d1 = Iсм - I1
L1 d2 - dсм I2 - Iсм
d1 + L2 d2 = ( L1 + L2 )dсм
Это - уравнение прямой (рис. 9), проходящей через точки А (d1 I1 ) и В (d2, I2).
Оно показывает, что точка С с координатами dсм и Iсм делит отрезок АВ
обратно пропорционально массам L2 и L1 т.е. АС:ВС = L2: L1.
При возрастании L2 отрезок АС увеличивается, точка С перемещается вправо
и, если весь воздух возвращается на рециркуляцию - совпадает с точкой В. При
работе только на свежем воздухе (без рециркуляции отработавшего воздуха)
точка С сливается с точкой А.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 27 из 156
Рис. 9. Изображение на 1- d диаграмме процесса смешения двух потоков
воздуха
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 28 из 156
ЛЕКЦИЯ № 4
ТЕПЛО-И ВЛАГООБМЕН
Структура лекции:
1. Внешний тепло-и влагообмен.
2. Перенос теплоты и влаги внутри материала.
1. Внешний тепло- и влагообмен
В процессе конвективной сушки сушильный агент обтекает поверхность
материала. При этом в непосредственной близости к поверхности материала
образуется так называемый пограничный слой, через который происходит
передача теплоты от агента сушки к поверхности материала и диффузия
молекул пара с поверхности материала в окружающую среду. Пограничный
слой оказывает очень большое влияние на весь процесс сушки. В
непосредственной близости к поверхности материала скорость агента сутки
равна нулю, а температура приближается к температуре поверхности. Все
основные параметры агента сушки, движущегося в пограничном слое,
отличаются от соответствующих параметров состояния агента сушки,
находящегося в сушильной камере. В связи с этим появляются добавочные
сопротивления переносу тепла и влаги, т.е. пограничный слой тормозит сушку.
Толщина пограничного слоя зависит в основном от состояния и формы
обтекаемой поверхности, она прямо пропорциональна вязкости агента сушки и
обратно пропорциональная его скорости. С повышением скорости агента сушки
толщина пограничного слоя уменьшается вследствие его турбулизации и
интенсивность испарения влаги увеличивается.
2. Перенос теплоты и влаги внутри материала.
В процессе сушки в материале создаются градиенты температуры и
влагосодержания, под действием которых происходит перенос теплоты и влаги.
Плотность теплового потока определяется известным уравнением Фурье:
q = - λΔθ
где q - плотность теплового потока;
λ- теплопроводность;
Δθ - градиент температуры.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 29 из 156
Перенос теплоты, как и весь процесс сушки, является нестационарным
процессом. Другая особенность переноса теплоты при сушке состоит в том, что
он осложняется переносом влаги, так как перенос влаги сопровождается
переносом теплоты, и наоборот. Эти особенности переноса теплоты
отражаются на значениях теплофизических параметров материала.
Перемещение влаги в материале в процессе сушки происходит под
воздействием потенциала переноса. Потенциал переноса влаги является
параметром, аналогичным температуре при переносе теплоты.
Механизм внутреннего влагопереноса обусловливается формой связи влаги.
Так, при переносе адсорбционно связанной влаги потенциалом переноса
является парциальное давление пара. Капиллярная влага может перемещаться в
виде жидкости или в виде пара. В первом случае потенциалом переноса
является капиллярный потенциал, во втором - парциальное давление пара. При
переносе осмотически удержанной влаги в виде жидкости потенциалом
переноса является осмотическое давление.
Толщина пограничного слоя зависит в основном от состояния и формы
обтекаемой поверхности, она прямо пропорциональна вязкости агента
сушки и обратно пропорциональная его скорости. С повышением скорости
агента сушки толщина пограничного слоя уменьшается вследствие его
турбулизации и интенсивность испарения влаги увеличивается.
При интенсивной сушке резко возрастает объем пара, образующегося внутри
зерна, что может создать градиент общего давления внутри материала.
Потенциалом переноса в этом случае будет являться общее давление внутри
материала.
Градиент потенциала переноса влаги Δθ, аналогичный градиенту
температуры, пропорционален градиенту давления пара, или градиенту капиллярного потенциала, или градиенту осмотического давления.
При изотермических условиях потенциал переноса влаги принимают линейно
зависящим от влагосодержания и, т.е.
θm=u/сm
где
сm - средняя удельная влагоемкость материала кг влаги /(кг сухого
вещества- ед.потенциала).
Удельная влагоемкость материала характеризует его влагоаккумули-рующую
способность. Она определяется количеством влаги, которое необходимо
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 30 из 156
сообщить при данной температуре единице массы абсолютно сухого вещества,
чтобы повысить на единицу его потенциал влагопереноса.
Коэффициент пропорциональности ат называют коэффициентом диффузии
влаги, имея в виду все виды переноса (не только диффузионный)
α = λm / c m ρo
Коэффициент диффузии влаги характеризует влагоинерционные свойства
материала, оказывающие наибольшее влияние на интенсивность внутреннего
влагопереноса. Знание этого коэффициента необходимо для изучения явлений,
происходящих при сушке материала, а также для научного обоснования
рациональных режимов сушки.
Коэффициент диффузии влаги зависит от влажности и температуры материала.
Характер зависимости ат от влажности обусловливается формой связи влаги в
материале.
Максимальное значение коэффициента диффузии ат соответствует
влагосодержанию 0,32-0,33 кг/кг, что близко к гигроскопической точке зерна
пшеницы.
Величина показателя степени п изменяется от 8 до 18. Такое большое
значение показателя степени п свидетельствует о целесообразности предварительного нагрева зерна перед сушкой.
В качестве характерного критерия, определяющего отношение влаго-и
теплоинерционных свойств материала, может быть принят критерий Лыкова:
Сушка зерна - типичный неизотермический процесс. Прогрев зерна
обусловливает появление в нем не только градиента влажности, но и градиента
температуры. Влага внутри зерна перемещается не только под действием
градиента влажности, но и благодаря градиенту температуры. Перемещение
влаги под действием температурного градиента называют термовлагопроводностью или термодиффузией.
Термовлагопроводность является причиной перемещения влаги по
направлению потока тепла.
При конвективной сушке зерна возникающий градиент температуры
вызывает поток влаги от поверхности зерна к его центру, то есть противоположный потоку влаги, вызванного градиентом влагосодержания. Термовлагопроводность в этом случае препятствует продвижению влаги внутри зерна
к его поверхности.
При охлаждении зерна направления потоков влагопроводности и
термовлагопроводности совпадают.
Суммарный поток влаги:
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 31 из 156
q m = q mu + q mθ = - α m ρ о Δ u - - α m ρ δ Δ θ
где q mu - плотность потока влагопроводности , кг/(м2-ч); "
q mθ - плотность потока термовлагопроводности, кг/(м2-ч); О
Δ θ – градиент температуры, град /м;
δ - коэффициент термовлагопроводности материала, кг ел./ (кг с. вещ.- град).
Коэффициент термовлагопроводности или термоградиентный коэффициент характеризует интенсивность влагопереноса под действием градиента
температуры. Он зависит от влажности материала, то есть термическое
перемещение влаги так же, как и влагопроводность, обусловлено формой связи
влаги с материалом.
Зерно - влагоинерционный материал. В процессе сушки оно быстро
нагревается и медленно отдает влагу. Процесс сушки лимитирует внутренний
перенос влаги. Поэтому при любых способах интенсификации процесса сушки
необходимо добиваться определенного соответствия между интенсивностью
испарения с поверхности зерна и внутренним влагоперено-сом. Наиболее
рационально эта задача решается применением таких методов и режимов
сушки, когда наряду с интенсификацией внешнего тепло- и влагообмена
достигается увеличение скорости внутреннего переноса влаги и когда зона
испарения располагается возможно ближе к наружной поверхности зерна.
Из анализа основного уравнения влагопереноса следует, что интенсивность внутреннего переноса влаги может быть повышена за счет
уменьшения тормозящего влияния термовлагопроводности (созданием условий
изотермического влагопереноса), или за счет увеличения потока влагопроводности путем повышения градиента влагосодержания и увеличения
коэффициента диффузии влаги. Однако, при увеличении градиента влагосодержания сверх допустимого предела происходит ухудшение качества зерна.
Поэтому, предпочтительно интенсификацию процесса сушки обеспечивать за
счет увеличения коэффициента диффузии влаги путем предварительного
нагрева зерна.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 32 из 156
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 5
СУШКА В ГРАВИТАЦИОННО-ДВИЖУЩЕМСЯ ПЛОТНОМ СЛОЕ.
СУШКА В ПСЕВДООЖИЖЕННОМ СЛОЕ
Структура лекции:
1. Сушка в гравитационно-движущемся плотном слое
2. Сушка в псевдоожиженном слое
Гравитационно-движущийся плотный слой формируется при непрерывном
верхнем питании сушильной камеры зерном и создании подбора в нижней ее
части. Хотя при движении слоя отдельные зерна смещаются относительно друг
друга, контакт между ними сохраняется. Активная поверхность обновляется, но
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 33 из 156
величина ее остается значительно меньше суммарной геометрической
поверхности всех зерен, находящихся в слое.
Средняя скорость перемещения зерна обычно не превышает нескольких мм/с.
Тем не менее слой расширяется, порозность его несколько увеличивается, что
способствует ускорению процесса сушки. Если движущийся слой сдерживается
специальными конструктивными элементами, например, многорядной
системой воздухораспределительных каналов, то поперечное сечение зернового
потока многократно изменяется. Это способствует перемешиванию зерна, что
также ускоряет процесс сушки.
Скорость перемещения зерна в сушильной камере, а, следовательно,
продолжительность сушки, регулируют при помощи выпускных или разгрузочных устройств. Время пребывания зерна в сушильной камере можно
изменять в широких пределах.
При сушке зерна в гравитационно-движущемся слое можно применять более
высокую температуру сушильного агента, чем в неподвижном слое. Толщину
продуваемого слоя принимают в пределах 100-300 мм в зависимости от
конструкции сушильной камеры; удельную подачу агента сушки - от 3500 до
4000 м3 /(ч-т). Большая удельная подача агента сушки в сочетании с небольшой
толщиной продуваемого слоя обеспечивает распространение зоны сушки на
весь слой.
Сушка в гравитационно- движущемся слое на практике осуществляется в
нескольких вариантах. Наиболее распространен вариант сушки в аппарате
шахтного типа с воздухораспределительными коробами. Зерно в нем движется
сверху вниз, проходя последовательно большое число чередующихся зон
прямоточного, противоточного или перекрестного продувания слоя потоком
сушильного агента.
Во ВНИИЗе создана экспериментальная установка (физическая модель),
воспроизводящая процесс сушки зерна в оригинале производственной
установки. Смешанное противоточяо-прямоточное продувание зернового слоя
моделируется на установке запрограммированным изменением
направления потока сушильного агента.
Установка (рис. 21) включает четыре съемные кассеты 3, в каждой из которых
толщина зернового слоя составляет 100 мм. Кольцевая система подводящих и
отводящих воздухопроводов 2 сблокирована таким образом, что в каждый
данный момент времени две из четырех кассет с суммарной толщиной слоя 200
мм продувается агентом сушки последовательно снизу вверх, а две другие сверху вниз (режимы I, II, III, IV). Место ввода агента сушки под кассеты
имитирует подводящий короб шахтной сушилки, а место вывода - отводящий
короб. Направление потока сушильного агента изменяется многоходовыми
воздухораспределителями 1. Последовательность и периодичность изменения
направления потока соответствует периодичности перемещения зернового слоя
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 34 из 156
относительно коробов в шахте зерносушилки. Воздухораспределители
приводятся в действие исполнительным
механизмом по заданной программе.
Экспериментальная установка оснащена системами автоматического
регулирования температуры агента сушки, измерения и записи температуры
зерна в контрольных точках, измерения и регулирования расхода агента
сушки.
На рис. 22 представлены совмещенные кривые нагрева и сушки зерна,
полученные при различной температуре сушильного агента. Видно, что сушка
протекает с убывающей скоростью испарения влаги при непрерывном
возрастании температуры зерна. С увеличением температуры сушильного
агента процесс сушки ускоряется. Однако взаимосвязь между интенсивностью
нагрева зерна и испарения влаги та же, что и при сушке в элементарном слое: с
повышением температуры сушильного агента процесс нагрева зерна ускоряется
в значительно большей степени, чем процесс испарения влаги. При допустимой
температуре нагрева зерна возможное снижение его влажности за один проход
через сушилку составляет 5-6% в зависимости от температуры сушильного
агента. С повышением температуры сушильного агента величина возможного
снижения влажности уменьшается.
Рис. 21. Схема установки для исследования процесса сушки зерна:
1-воздухораснредслители на четыре прохода (а,б,в,г);
2-кольцевам система воздухопроводов; 3-кассеты с зерном;
4-диафрагма; 5-стабилизатор температуры агента сутки;
6-электрокалорифер; 7-трехходовой кран;
8-вентиляторы; 9-сушилышя камера
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 35 из 156
Рис. 22. Кривые сушки (I1, 2', 3') и нагрева (1,2,3)
зерна при разной температуре агента сушки:
Скорость сушки зависит также от текущей влажности зерна и от коэффициентов диффузии влаги и влагообмена, которые в данном случае изменяются в процессе сушки. Рассчитать скорость сушки аналитическим путем
при таких условиях довольно сложно, поэтому для технических расчетов
используют уравнение:
dwc/dτ = k (wc - wcρ )
где dwc/dτ - скорость сушки, %/мин;
к - коэффициент сушки, 1/мин;
wc - текущая влажность зерна, %;
wcρ - равновесная влажность зерна, %.
Коэффициент сушки зависит от свойств зерна и практически от всех
параметров процесса (температуры, скорости и влажности агента сушки,
температуры и влажности зерна, толщины продуваемого слоя). Поэтому для
расчета продолжительности сушки по уравнению (81) необходимо иметь
значения коэффициента сушки, определенные при экспериментах, проведенных
при сушке конкретной зерновой культуры в условиях соответствующего
режима сушки.
В инженерных расчетах можно использовать также эмпирические уравнения
кривых сушки и продолжительности процесса, полученные путем
математической обработки опытных данных. Соответствующие уравнения
приведены в специальной литературе.
На графике (рис. 22 ) приведены среднеинтегральные значения температур
нагрева зерна в слое. Между тем, распределение температур по толщине слоя
(рис. 23) неравномерно. Как и следовало ожидать, неравномерность нагрева по
толщине слоя уменьшается с течением времени. Так, при (| = 80"С по истечении
16 мин. разница в максимальной и минимальной температуре зерна в слое
составляет 22 град, тогда как через 60 мин. она составляет 14 град. Особое
внимание необходимо обратить-на нагрев "пограничного" слоя зерна,
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 36 из 156
непосредственно соприкасающегося со свежим агентом сушки. Температура
зерна в этом слое очень быстро достигает предельно допустимого значения,
исходя из чего необходимо выбирать скорость перемещения зерна
относительно воздухораспределительных коробов сушилки.
Рис. 23.Расиределенис температуры зерна
по толщине слоя в различные моменты времени:
1- τ= 46мин; 2- τ = Збмин; 3- τ = 22мин; 4- τ = 12мин.
2.
Сушка в псевдоожиженном слое
Псевдоожиженный слой. При воздействии на зерновой слой аэродинамических или механических сил при определенных условиях происходит
ослабление контактов между зернами, порозность слоя увеличивается,
разрушается его структура. Плотный слой вначале разрыхляется, затем переходит в псевдоожиженное, а по мере увеличения внешнего воздействия, во
взвешенное состояние (рис. 24). При разрыхлении зернового слоя уменьшаются
диффузионные и термические сопротивления у границы раздела фаз, что
интенсифицирует тепло- и влагообмен.
Псевдоожиженный слой получил свое название благодаря формальному
сходству некоторых его свойств со свойствами жидкости.
Гидродинамика псевдоожиженного слоя наиболее наглядно описывается
кривыми псевдоожижения (рис. 25), представляющими собой зависимость
сопротивления слоя материала от скорости воздуха. Плотный слой зерна
переходит в псевдоожиженное состояние при критической скорости воздуха,
которую можно определить по формуле:
Rекр = 0,0121 Аr0,66
применимую в пределах 50 < Rе < 1000, где
Rекр - критерий Рейнольдса;
Аr - критерий Архимеда;
При критической скорости воздуха сопротивление слоя достигает
максимального значения; при дальнейшем увеличении скорости оно несколько
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 37 из 156
уменьшается в связи с образованием в слое каналов, через которые
прорывается часть воздуха. Таким образом, в начале псевдоожижения наблюдается некоторая "переходная зона", характерная неоднородностью
структуры слоя и неустойчивостью его "кипения".
В сушилках без принудительного механического перемещения зерна
процесс сушки необходимо осуществлять в начале второй стадии псевдоожижения при энергичном перемешивании слоя и равномерном его "кипении".
При таком гидродинамическом режиме все зерна омываются сушильным
агентом. Вследствие интенсивного перемешивания и контакта зерен
происходит выравнивание температуры в объеме слоя.
а)
(б)
(в)
(г)
(д)
(
Рис. 24. Характер изменения структуры зернового слоя в зависимости от
скорости воздуха:
а) плотный слой; б) разрыхленный слой;
в) начало пссвдоожижсния; г) первая стадия
нсевдоожижения; д) стадия вихревого кипения.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 38 из 156
Рис. 25. Кривые псевдожижения слоя
зерна пшеницы различной влажности:
а) влажность зерна 20 %; толщина слоя:
1-250мм; 2-200мм; 3-150мм; 4-100мм.
б) влажность зерна 14%; толщина слоя: 1-400мм;
2-350мм; 3-З00 мм; 4-250мм; 5-200мм; 6-150мм; 7-100мм.
Псевдоожиженный слой обладает свойством текучести, благодаря чему
процесс сушки можно совместить с перемещением зерна от места загрузки его
в сушильную камеру к месту выпуска.
При самопроизвольном перемещении вследствие интенсивного перемешивания
слоя время пребывания зерен в сушильной камере неодинаково. Это может
приводить к неравномерному нагреву и сушке зерна.
Лучшие результаты по равномерности нагрева и сушки достигаются в
аппаратах с организованным (принудительным) перемещением зерна, когда
обеспечивается наперед заданное время пребывания зерен в сушильной камере.
В этом случае можно регулировать время пребывания в широких пределах в
соответствии с влажностью зерна и выбранным режимом сушки.
Одна из характерных особенностей сушки зерна в псевдоожиженном слое
состоит в том, что теплообмен протекает наиболее интенсивно вблизи
газораспределительной решетки. С момента входа сушильного агента в слой
температура его уменьшается настолько быстро, что уже на высоте 30-50 мм
она становится равной температуре зерна. В связи с этим процесс нагрева
каждого отдельно взятого зерна можно представить следующим образом.
Зерно, совершая движение по сложной траектории, на некоторое время
попадает в нижнюю часть слоя, в зону активного теплообмена, где получает
некоторое количество тепла. Затем, подбрасываемое воздушным потоком, оно
попадает в верхнюю часть слоя, где теряет часть аккумулированного тепла
вследствие соприкосновения с относительно более холодной поверхностью
других зерен. В результате этого температура, которую зерно приобретает в
нижней части слоя, снижается до того момента, пока оно снова не попадет в
зону активного теплообмена и получает новый тепловой импульс. Таким
образом, температура отдельного зерна повышается не беспрерывно, а по
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 39 из 156
некоторой волнообразной кривой, максимумы которой чередуются с
минимумами и максимумы постепенно повышаются. Общая кривая повышения
температуры зерна представляет собой усредненную кривую между
многочисленными максимальными и минимальными точками.
На рис. 26 представлены кривые нагрева и сушки зерна пшеницы в
псевдоожиженном слое при различной температуре сушильного агента.
Вследствие интенсивного теплообмена зерно нагревается до предельно допустимой температуры уже за 50-200 с в зависимости от температуры сушильного агента. Скорость испарения влаги постоянна. В псевдоожиженном
состоянии вследствие энергичного перемешивания слоя обеспечивается
равномерный нагрев и сушка каждого отдельно взятого зерна. Кроме того, при
интенсивном равномерном нагреве зерна вследствие увеличения коэффициента
диффузии влаги замедляется углубление зоны испарения внутрь зерна. Все это
обусловливает постоянство скорости влагоотдачи, и
Рис. 26. Кривые сушки (1^ 1\ 3,' 4') и нагрева зерна (1,2,3,4) зерна в
псевдоожиженном слое: толщина слоя – 100 мм; скорость агента сушки
2,4м/с; температура агента сушки: 1 и 1'-140°С; 2 и 2'-120°С; 3 и 3'-80°С; 4 и
4'-60°С.
Скорость сушки зерна пшеницы можно определить по уравнению:
N° = [0,46 (t1 - 60)0,7 +k(w1с -25)+8] v  ( hγн)-0,6
t1- температура агента сушки, °С;
k - коэффициент, являющийся функцией температуры агента сушки;
w1с - начальная влажность зерна, %;
Vр - массовая скорость агента сушки, кг/(м2-с);
h- толщина зернового слоя, м;
γ- насыпная масса зерна, кг/м3.
С увеличением температуры сушильного агента процесс сушки ускоряется,
но при этом еще более резко интенсифицируется нагрев зерна. К примеру, при
увеличении температуры с 60 до 140°С скорость сушки возрастает в 2,5 раза,
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 40 из 156
тогда как интенсивность нагрева зерна - в 4 раза. Аналогичные закономерности
получены и при изменении скорости сушильного агента.
При развитом псевдоожижении вне зависимости от высоты слоя
обеспечивается равномерный нагрев зерна и температура отработавшего агента
сушки практически равна температуре зерна.
При сушке в псевдоожиженном слое снижение влажности зерна на 3-4%
сопровождается повышением его температуры до 55-60°С. Дальнейшая сушка
приводит к перегреву зерна. В связи с этим целесообразно применять
цикличную сушку с чередованием циклов нагрева охлаждения зерна.
Использование псевдоожижения зернового слоя наиболее целесообразно в
начальной стадии сушки, в частности, для предварительного нагрева зерна.
Зерновой слой может быть приведен в псевдоожиженное состояние путем
воздействия на него вибрационных колебаний или совместным воздействием
воздушного потока и вибрации. Применение вибрации позволяет снизить
скорость воздуха ниже критической и рассчитывать расход воздуха, исходя из
потребного количества теплоты.
Наибольшее влияние на состояние слоя оказывает амплитуда колебаний;
для разных зерновых культур она находится в пределах от 2 до 10 мм, а частота
колебаний - в пределах 30-10 Гц.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 41 из 156
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 6
СУШКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНО НАГРЕТОГО ЗЕРНА, СУШКА С
РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ЗЕРНА.
1.Сушка предварительно-нагретого зерна.
1. Сушка с рециркуляцией зерна.
Выше было показано, что скорость конвективной сушки зерна, как правило,
лимитирует не внешний, а внутренний влагоперенос. В связи с этим
интенсификацию процесса предпочтительно обеспечивать за счет увеличения
коэффициента диффузии влаги путем предварительного нагрева зерна.
Предварительный нагрев зерна в этом случае следует рассматривать как
составную часть комбинированного процесса сушки. Учитывая специфические
свойства зерна, предварительный нагрев его целесообразно осуществлять при
интенсивном теплоподводе за возможно короткий промежуток времени, не
допуская пересушивания оболочек зерна.
На рис. 29 представлены для сравнения кривые сушки и термограммы зерна для
обычных условий и сушки предварительно нагретого зерна. Если в обычных
условиях процесс протекает с непрерывным ростом температуры зерна, то при
сушке предварительно нагретого зерна в ходе процесса отмечаются два
характерных периода: снижающейся и возрастающей температуры зерна.
Интенсивное испарение влаги начинается сразу же с поступления нагретого
зерна в сушильную камеру. В обычных условиях сушки часть теплоты,
подводимой сушильным агентом, расходуется на нагрев зерна, тогда как при
сушке предварительно нагретого зерна на испарение влаги расходуется не
только теплота сушильного агента, но и часть теплоты, аккумулированной
зерном в процессе предварительного нагрева.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 42 из 156
Рис. 29. Кривые сутки (1,23) и нагрева (1^ 2,'3') зерна: 1-обычная сушка;
2,3-сушка предварительного нагретого зерна
Проведенными исследованиями установлено, что в результате предварительного нагрева зерна коэффициент диффузии влаги а„ возрастает в
большей мере, чем интенсивность внутреннего потока влаги цт. Из уравнения
потока влаги: следует, что это может происходить при уменьшении градиента
влагосодержания и/, т.е. при сушке предварительно нафетого зерна зона
испарения располагается вблизи поверхности зерна. Испарение влаги с
поверхности зерна происходит настолько интенсивно, что в начале процесса
температура зерна снижается, несмотря на подвод теплоты извне. Скорость и
глубина охлаждения зерна в начальный период сушки зависит от температуры
сушильного агента, влажности зерна и от степени "перегрева" его относительно
температуры
мокрого
термометра.
Снижение
температуры
зерна,
сопровождающееся интенсивным испарением влаги, служит надежной защитой
от перегрева поверхности зерна, что положительно влияет на качество
высушиваемого зерна.
По мере развития процесса и все большего испарения влаги из поверхностных
слоев зерновок подвод влаги из центра зерновок к поверхности ослабляется.
Зона испарения углубляется внутрь зерна, температура его начинает
повышаться. Чем выше температура сушильного агента, тем быстрее
углубляется зона испарения и тем интенсивнее повышается температура зерна.
Характер изменения температуры зерна на протяжении всего процесса
описывается следующей формулой:
θ= Аτ4 + Вτ3 +Сτ2 +Dτ + Е, (88)
где А, В, С, В, Е - коэффициенты, зависящие от температуры t1 и скорости V
сушильного агента, начальной влажности w1 и температуры нагретого зерна θн
А = ао + а1 t + а2 v + а3 θн + а4 w1
В = bо + b1 t + b2 v + b3 θн + b4 w1
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 43 из 156
C= cо + c1 t + c2 v + c3 θн + c4 w1
D= dо + d1 t + d2 v + d3 θн + d4 w1
на пшеницы коэффициенты а, Ь, с и (1 имеют следующие значения:
х 104
х 103
Х 102
ао=-11,33
bо =63,65
с0=-109,18
dо =3,52
а1 =0,037
b1 =-0,22
с,=0,37
d1 =-0,003
а2=9,85
b2=-67,58
с2=147,0
d2=-7,98
а3=0,41
b3=-0,88
с3=1,92
d3=-0,17
а4=-0,057
b4=0,72
с4=-2,11
d4 =0,21
Формула (88) позволяет по выбранным значениям температуры 1] и скорости V
сушильного агента и известным значениям начальной влажности и
температуры зерна рассчитать возможную продолжительность пребывания
зерна в сушильной камере до достижения предельно допустимой температуры
зерна.
Процесс сушки предварительно нагретого зерна, при котором температура
зерна в конце процесса достигает начального значения называют
«квазиизотермическим». При таких условиях сушки теплота, подводимая
сушильным агентом, практически расходуется только на испарение влаги.
2. Сушка с рециркуляцией зерна
При традиционных способах конвективной сушки, если применять
экономически выгодные температурные режимы, не удается снизить влажность
зерна за один пропуск через сушильную камеру более чем на 6-8%. Зерно
быстро нагревается до предельно допустимой температуры, не успевая отдать
большее количество влаги.
Задача решается применением частичной рециркуляции просушенного зерна
путем смешивания его со свежим зерном, поступающим на сушку. Для
рециркуляционной сушки характерна цикличность процесса. Регулируя
соотношение свежего и рециркулирующего зерна, можно получить
необходимую постоянную влажность смеси независимо от естественного
колебания влажности свежего зерна. Чем выше влажность свежего зерна, тем в
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 44 из 156
меньшем соотношении его необходимо смешивать с рециркулирующим зерном
и наоборот.
Сушка с рециркуляцией зерна, также как и сушка предварительно нагретого
зерна, состоит из комбинации процессов. На практике используют различные
технологические схемы рециркуляционной сушки, отличающиеся составом
процессов и параметрами смешиваемых свежего и рециркулирующего зерна
(рис. 30).
Рис. 30. Графы технологических схем рециркуляционной сутки зерна
Нагрев зерна может осуществляться в падающем или псевдоожиженном слое
или во взвешенном состоянии. Далее смесь нагретого зерна высушивается
конвективным способом, причем в качестве сушильного агента используется
атмосферный воздух. Процесс сушки в этом случае протекает в условиях t 1= t 0
< θ смн, т.е. происходит промежуточное охлаждение рециркулирующего зерна.
В рассматриваемой схеме сушки как исходная, так и нагретая смесь состоит
из зерен, имеющих различную влажность и температуру. Их выравнивание не
может произойти мгновенно, поэтому после нагрева смеси ее направляют в
зону отлежки, где происходят процессы межзернового контактного тепло- и
влагообмена. Рециркулирующее зерно, будучи нагретым до более высокой
температуры, отдает часть теплоты свежему зерну. Одновременно происходит
перенос влаги от более влажного свежего зерна к более сухому
рециркулирующему зерну. Процессы контактного тепло- и влагообмена
протекают с разной скоростью (рис. 31). Выравнивание температуры свежего и
рециркулирующего зерна наступает уже через 1,5-2,0 мин., тогда как
влагообмен протекает гораздо медленнее. Даже после 60-ти минутной отлежки
зерна разница во влажности свежего и рециркулирующего зерна уменьшается
лишь на 3-5%. Влагообмен протекает наиболее интенсивно в первые 20-30
мин., после чего резко замедляется. При контакте зерен разной влажности влага
переносится от сырых зерен к сухим как в виде жидкости, так и в виде пара.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 45 из 156
Перенос влаги в жидком виде обусловлен тем, что сечение капилляров на
поверхности сухого зерна меньше, чем у влажного. В связи с этим
увеличивается сила капиллярного всасывания влаги из капилляров большего
диаметра. Важно подчеркнуть, что в данном случае перенос влаги в жидком
виде происходит без энергетиче- | ских затрат. Однако, доля влаги,
переносимой
в
жидком
виде,
незначительна,
т.к.
поверхность
непосредственного контакта в местах соприкосновения зерен сравнительно
небольшая.
(а) (б) Рис. 31. Изменение влажности (а) и температуры
(б) свежего и рециркулирующего зерна в процессе контактного тсило-и
влагообмена
В основном влага переносится путем взаимной сорбции - десорбции по
значительно большей поверхности зерна через воздушную прослойку
межзернового пространства. Чем выше влажность свежего зерна и температура
смеси зерна, тем интенсивнее протекает контактный влагообмен.
При сушке смеси нагретого зерна атмосферным воздухом температура зерна
быстро снижается (рис. 32). Резко замедляется и испарение влаги из зерна.
Снижение влажности зерна не превышает 1,0%.
Рис. 32. Кривые охлаждения и сутки атмосферным воздухом нагретого
зерна: п - кратность смешения
Кинетика охлаждения зерна описывается уравнением вида :
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 46 из 156
(θ см 1 - t 0) / ( θсмн - tо ) = e-kτ
Процесс рециркуляционной сушки по первой схеме эффективен лишь при
охлаждении рециркулирующего зерна до температуры не ниже 40-45°С. Более
глубокое охлаждение зерна нецелесообразно.
Во ВТОРОЙ технологической схеме рециркуляционной СУШКИ, также как и в
первой, свежее зерно смешивается с более нагретым рециркули-рующим, смесь
зерна подвергается кратковременному нагреву и после выравнивания
температуры и частичного перераспределения влаги высушивается, в отличие
от первой схемы, нагретым воздухом (рис. 30 6).
Процесс сушки в этом случае протекает в условиях tо > θсмн θсмн > tм•
Перед сушкой смесь свежего и рециркулирующего зерна также, как и в первом
варианте, подвергают кратковременному нагреву, доводя ее температуру до
предельно допустимой величины. В ходе процесса сушки нагретым воздухом
проявляются те же закономерности, что и при сушке предварительно нагретого
зерна. Температура смеси в начале- процесса снижается, достигает минимума, а
затем начинает возрастать. Скорость сушки на протяжении всего процесса убывающая (рис. 33).
Рис. 33. Кривые сушки (1,2,3) и нагрева (1', 2', 3') предварительно нагретой
смеси свежего и рециркулирующего зерна:
n - кратность смешения.
Испарение влаги в первый период происходит как за счет внешнего
теплоподвода, так и за счет внутренней энергии зерна. Благодаря этому влага
испаряется с большей скоростью, чем при сушке атмосферным воздухом.
Увеличивается общее снижение влажности зерна за один цикл сушки, хотя оно
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 47 из 156
и не превышает 1,5-2,0%. Потребная кратность смешения, т.е. число циклов
циркуляции зерна, снижается. С повышением температуры сушильного агента
испарение влаги интенсифицируется, сокращается продолжительность первого
периода сушки, в меньшей мере снижается температура зерна. Чем выше
начальная влажность смеси зерна, тем в большей мере оно охлаждается в
первый период сушки.
С повышением температуры сушильного агента скорость сушки возрастает. Однако вследствие более быстрого нагрева зерна во второй период и
сокращения допустимого времени пребывания зерна в зоне сушки, общее
снижение влажности зерна за один цикл сушки уменьшается.
В третьей схеме рециркуляционной СУШКИ свежее зерно вначале нагревается
контактным способом при смешивании с рециркулирующим. Затем смесь зерна
после выравнивания температуры и частичного перераспределения влаги
высушивается нагретым воздухом (рис. ЗОв).
Снижение влажности зерна за один цикл сушки составляет 3,0-3,5%. С целью
интенсификации процесса сушки в третьей схеме иногда применяют
кратковременный нагрев рециркулирующего зерна, доводя его температуру до
предельно допустимой величины.
В четвертой наиболее эффективной схеме, в отличие от первых трех, свежее
зерно перед смешиванием с рециркулирующим нагревают до предельно
допустимой температуры. Рециркулирующее зерно перед смешиванием также
имеет предельно допустимую температуру (рис. 30 г). Начальные параметры
составляющих смеси в этом случае характеризуются следующими
соотношениями:
при равенстве температур зерна в начале и конце процесса. Теплота сушильного агента расходуется в основном на испарение влаги. Скорость сушки в
этом случае в 2-3 раза превышает скорость обычной сушки зерна без
предварительного его нагрева. Снижение влажности зерна за один цикл сушки,
включая предварительный нагрев, достигает 4-6% и более, благодаря чему
значительно снижается потребная кратность смешения.
Снижение влажности зерна за один цикл зависит от начальной влажности
смеси. Чем выше влажность смеси, тем больше скорость сушки и ниже темп
подъема температуры зерна во втором периоде, а, следовательно, больше
возможное время пребывания зерна в зоне сушки и снижение его влажности.
Смесь зерна, имеющую предельно допустимую температуру, перед сушкой
направляют в зону отлежки, где происходит межзерновой влагооб-мен. Далее
смесь высушивается нагретым воздухом температурой Испарение влаги
протекает в квазиизотермических условиях, т.е.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 48 из 156
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 7
УСКОРЕНИЕ ПОСЛЕУБОРОЧНОГО ДОЗРЕВАНИЯ ЗЕРНА
Структура лекции:
1. Ускорение послеуборочного дозревания зерна
2. Изменение структурно-механических свойств зерна
3. Сорбция паров вредных веществ
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 49 из 156
4. Изменение микрофлоры зерна
1. Ускорение послеуборочного дозревания зерна
Тепловая сушка создает благоприятные условия для ускорения процесса
послеуборочного дозревания зерна. Снижение влажности зерна до уровня ниже
критической при допустимом нагреве зерна способствует превращению
низкомолекулярных органических веществ, накопленных в ходе фотосинтеза
растения и налива зерна, в высокомолекулярные соединения. Белки
клейковины уплотняются, качество ее улучшается. Количество жира и других
липидов в зерне возрастает, содержание свободных жирных кислот снижается.
Уменьшается кислотное число жира. Положительными последствиями
биохимических процессов, происходящих в клетках и тканях зерна, является
повышение жизнеспособности семян, их всхожести и энергии прорастания;
небольшое увеличение выхода сырой клейковины.
Перераспределение влаги и минеральных веществ зерна
Происходящий в процессе сушки перенос влаги изнутри зерна к его
поверхности вызывает не только перераспределение ее между анатомическими
частями, но и перенос питательных веществ. Свидетельством этому является
наблюдаемое повышение всхожести высушиваемого зерна, когда к зародышу
из эндосперма мигрируют питательные вещества. Для достижения такого
эффекта важно, чтобы зона испарения располагалась возможно ближе к
наружной поверхности зерновки и влага внутри зерна перемещалась в жидком
виде. Эффект переноса растворенных минеральных веществ к зародышу
наблюдается и при гидротермической обработке зерна.
Происходящие при сушке кукурузы, как и других зерновых культур, сложные
биохимические процессы проявляются в перераспределении химических
веществ между анатомическими частями зерна, приводят к изменению его
технологических и семенных достоинств. При сушке кукурузы восковой
спелости в эндосперме несколько повышается содержание белка и крахмала и
снижается содержание клетчатки. В зародыше повышается содержание белка,
жира и Сахаров, что положительно сказывается на семенных достоинствах
зерна. Увеличение содержания жира в зародыше с одновременным
уменьшением его в эндосперме важно также для получения пищевого масла,
лечебных препаратов, обезжиренной муки и крупы.
2. Изменение структурно-механических свойств зерна
Происходящее в процессе сушки искусственное нарушение связи влаги с
твердым скелетом зерна вызывает перестройку микроструктуры его тканей. В
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 50 из 156
наиболее неблагоприятных случаях это приводит к трещинообразованию или
даже раскалыванию зерна.
Начальным этапом образования трещин при сушке можно считать появление
микроскопических воздушных пустот в результате быстрого удаления влаги и
интенсивного уплотнения тканей. По мере высушивания количество таких
пустот возрастает и вместе с тем появляется и постепенно усиливается
объемно-напряженное состояние тканей зерна. Если это объемно-напряженное
состояние превышает предельно допустимое, соответствующее прочности
зерновки, то в ней появляются трещины, начиная от мелких локальных до
крупных, разрушающих зерновку. Линии растрескивания проходят по
белковым прослойкам, как наиболее интенсивно отдающим влагу при сушке.
Трещинообразованию особенно подвержены крупяные культуры, в частности,
рис. Растрескивание зерна риса может начаться задолго до наступления
необратимой тепловой денатурации белков, клейстеризации крахмала и распада
липидов. Уже при температуре 40°С начинает отслаиваться семенная оболочка.
Наиболее заметным изменениям подвергается алейроновый слой. При нагреве
зерна до 50°С происходит деформация клеток алейронового слоя, они сморщиваются. Клеточные стенки разрываются. Нагрев зерна до более высоких
температур приводит к растрескиванию зерновок. Клетки алейронового слоя
сжимаются и частично разрушаются. Растрескивание зерновок приводит к
резкому увеличению дробленого риса и снижению выхода целой крупы.
Зерна риса, у которых эндосперм имеет одинаковые по форме и размерам
крахмальные зерна, характеризуется более высокой устойчивостью против
образования трещин. Полностью стекловидные зерна риса более устойчивы к
образованию трещин, чем зерна, имеющие мучнистые пятна.
Мелкая фракция зерен, имеющая, как правило, большое количество полностью
стекловидных зерен, более устойчива против трещинообразования, чем
крупная. Кроме того, в мелких зернах относительно меньше градиент
влагосодержания.
На трещинообразование существенно влияет наличие цветковой пленки. При
прочих равных условиях безопасный съем влаги у необрушенного риса вдвое
больше, чем у обрушенного. Цветковая пленка выполняет в процессе сушки
своеобразную роль буфера.
Начало возникновения трещин при сушке в значительной степени определяется
влажностью риса. Чем выше начальная влажность зерна, тем позднее при
сушке появляются в зерновках трещины. При высокой влажности зерно более
пластично.
Подобно тому, как скорость и продолжительность теплового воздействия
влияют на состояние белкового, углеводного и липид-ного комплексов зерна,
так и скорость перемещения влаги в зерне и ее извлечения влияют на его
качество.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 51 из 156
3. Сорбция паров вредных веществ
Зерно всех культур и зерновая масса в целом обладают способностью
интенсивно сорбировать из окружающей среды пары различных веществ и
газы. Это объясняется капиллярно-пористой коллоидной структурой каждого
зерна и скважистостью зерновой массы.
Удаление сорбированных веществ из зерна весьма затруднительно. Иногда
между поглощенным газом и зерном может происходить химическое
взаимодействие, т.е. явление хемосорбции.
При нарушении правил ведения технологического процесса сушки,
несоблюдении рекомендованных температурных режимов в просушенном
зерне может появиться запах дыма, сернистого газа, жидкого топлива. Кроме
того, в этих случаях, зерно может сорбировать опасные канцерогенные
углеводороды, в частности, бензапирен.
Сорбция паров вредных веществ зависит от физико-химических свойств зерна,
его влажности и степени засоренности.
В процессах сорбции участвует так называемая активная поверхность зерна,
составляющая площадь поверхности макро- и микрокапилляров и многократно
превышающая его истинную поверхность. Активная поверхность зерна
различных культур, по данным Г.А.Егорова, находится в пределах 200-250 м2/ч.
Сорбционные процессы особенно характерны для оболочек зерна и семян,
имеющих
ярко выраженную капиллярно-пористую структуру. Существенное влияние на
сорбционную способность зерна
оказывает его химический состав. Например, чем меньше содержание в зерне
гидрофильных коллоидов и больше содержание липидов, тем меньше величина
его равновесной влажности.
Наличие на поверхности зерна свободной влаги и загрязненность зерновой
массы органическими примесями, обладающими повышенной влажностью,
способствуют адсорбции вредных веществ.
4. Изменение микрофлоры зерна
Тепловая сушка при допустимых для продовольственного и кормового зерна
режимах не оказывает существенного стерилизующего действия, т.е. не
приводит к массовой гибели микроорганизмов. Происходят лишь некоторые
изменения в количественном и качевственном составе микрофлоры и ее
состоянии. Эти изменения зависят от исходной влажности зерна, состояния
самой микрофлоры (наличия вегетативных клеток или спор), температуры
агента сушки, температуры и продолжительности нагревания зерна.
При сушке зерна нормального качества со свойственной ему эпифитной
микрофлорой снижается лишь жизнедеятельность микроорганизмов.
Иные результаты получают при сушке зерна с активно развитой микрофлорой и
самосогревающегося. В этом случае обильно развившаяся микрофлора в
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 52 из 156
значительной степени подвергается тепловому воздействию, в результате чего
наблюдается сильное снижение общей численности микроорганизмов, в том
числе плесневых грибов.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 8
РЕЖИМЫ СУШКИ ЗЕРНА
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 53 из 156
1. Общие положения
2. Обоснование режимных параметров сушки зерна разных культур
Предельно допустимая температура нагрева зерна
1. Пищевая ценность продуктов питания, как и качество других видов
продукции, вырабатываемой из зерна, в значительной мере зависят от режимов
его сушки.
Под режимом сушки в общем случае понимают определенное сочетание таких
параметров сушильного агента, как температура, влагосодержание (или
относительная влажность) и скорость.
Определяющим и регламентирующим параметром режима сушки является
температура сушильного агента. Для сушки зерна разных культур и разных
конструкций сушилок она изменяется в широком диапазоне (от 50 до 370°С). В
то же время относительная влажность и скорость сушильного агента
изменяются незначительно и поэтому их величины не регламентируются.
Наряду с температурой сушильного агента регламентируется еще один
важнейший параметр - предельно допустимая температура нагрева зерна.
При выборе того или иного режима сушки зерна необходимо стремиться не
только полностью сохранить, но и по возможности улучшить его качество.
Кроме того, необходимо одновременно решить задачу ускорения процесса
сушки. Чем выше скорость сушки, тем меньше размеры зерносушилки,
следовательно, ниже ее стоимость, а в конечном итоге и общие затраты на
сушку.
Режим сушки, при котором обеспечивается высокое качество зерна и
достигаются наилучшие технико-экономические показатели работы сушилки,
называют оптимальным.
Условно различают мягкий и жесткий режимы сушки.
Мягкий режим характеризуется сравнительно невысокой температурой и
скоростью агента сушки. При таком режиме нагрев и сушка зерна протекают с
относительно невысокой скоростью.
Жесткий режим характеризуется повышенной температурой и скоростью
агента сушки. Нагрев и сушка зерна при жестком режиме происходят
значительно интенсивнее.
С экономической точки зрения процесс сушки желательно проводить при
жестком режиме - в более короткий срок. Кроме того, чем меньше зерно
находится в нагретом состоянии, тем меньше глубина происходящих
биохимических изменений и превращений в зерне, тем больше гарантия
сохранения его качества. Однако, при жестком режиме сушки вследствие
интенсивного нагрева и обезвоживания зерна возможны деформация его тканей
и микрорастрескивание: зерно быстро нагревается до предельно допустимой
температуры, не успевая отдать требуемое количество влаги.
Особенно гу-
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 54 из 156
бительна сушка при жестких режимах для кукурузы, крупяных, бобовых
культур и зерна семенного назначения. Во избежание растрескивания зерен
стремятся к наиболее равномерной сушке при минимальных перепадах
влажности внутри зерна. Этого достигают при мягких режимах.
Вместе с тем, мягкий режим сушки сам по себе еще не гарантирует сохранение
качества зерна. Если сушка продолжается слишком долго, например, в
вентилируемых бункерах или в неподвижном слое, то зерно плесневеет.
2. Обоснование режимных параметров сушки зерна разных культур
Предельно допустимая температура нагрева зерна
Предельно допустимой температурой нагрева зерна считают такую, при
которой сохраняется качество зерна в соответствии с его назначением.
Предельно допустимую температуру нагрева зерна нередко отождествляют с
понятием термоустойчивости зерна.
Как показано в главе 6, неблагоприятные изменения технологических свойств
зерна при сушке могут наступать не только по причине его перегрева, но и
вследствие недопустимо быстрого извлечения влаги, вызывающего нарушение
микро- и макроструктуры тканей зерна. Поэтому традиционное понятие
термоустойчивости зерна следует рассматривать как комплексную
характеристику, включающую не только его биологическую устойчивость к
тепловому воздействию, но и механическую сопротивляемость внутренним
разрушающим силам, возникающим под действием градиентов температуры и
влагосодержания. То есть, речь должна идти о некоторой термоструктуромеханической устойчивости зерна.
Величина предельно допустимой температуры нагрева различна для зерна
разных культур и, кроме того, зависит от сорта, степени зрелости, влажности
зерна, состояния его белкового комплекса, а также от технологической схемы
сушки и параметров сушильного агента. Так, например, при рециркуляционной
схеме сушки с кратковременным нагревом зерна в падающем и
псевдоожиженном слое или во взвешенном состоянии предельно допустимая
температура нагрева зерна несколько выше, чем при длительной сушке в
плотном неподвижном или гравитационно -движущемся плотном слое.
Пшеница. При сушке пшеницы величину предельно допустимой температуры
нагрева зерна устанавливают в зависимости от биохимических изменений,
происходящих в белковом комплексе. Эти изменения характеризуются
степенью денатурации белка, глубина и скорость которой зависит от влажности
зерна. Так, при влажности зерна 12% безопасная температура нагрева по
денатурации глиадина составляет около 80°С, тогда как при влажности 18% всего лишь около 50°С.
В практике зерносушения принимают, что величина предельно допустимой
температуры нагрева зерна семенного и продовольственного назначения
различна. В случае сушки семенного зерна обязательным условием считается
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 55 из 156
сохранение энергии прорастания и всхожести, а при сушке продовольственного
зерна - сохранение его хлебопекарных достоинств, контролируемых по
содержанию и качеству клейковины.
Изменение свойств клейковины тесно связано с денатурацией основных белков
клейковины: глиадина и глютенина. Белки зародыша более термолабильны, чем
клейковинные белки. Денатурация альбуминов (водорастворимых белков)
происходит при более низких температурах нагрева, чем денатурация глиадина
и
глютенииа. Именно поэтому допустимая температура нагрева зерна
семенного назначения несколько ниже допустимой температуры нагрева зерна
продовольственного назначения.
Зерно различной степени зрелости имеет различную термоустойчивость. Зерно
восковой спелости более влажное и потому менее устойчиво к тепловому
воздействию, чем зерно в фазе полной спелости.
Допустимая температура нагрева зерна зависит от состояния белкового
комплекса. Зерно с крепкой клейковиной можно безопасно нагревать до
меньших температур, чем зерно со слабой клейковиной, поскольку при
снижении влажности зерна происходит уплотнение белков. Допустимая
температура нагрева зерна пшеницы влажностью до 20% с крепкой
клейковиной при обычной прямоточной сушке не превышает 45°С, тогда как
пшеницу со слабой клейковиной можно безопасно нагревать до 60°С. При
рециркуляционной сушке с кратковременным нагревом зерна в падающем слое
допустимая температура нагрева зерна соответственно составляет 50°С и 65"С.
Предельно допустимая температура нагрева зерна зависит и от температуры
сушильного агента. С повышением температуры сушильного агента возрастает
скорость нагрева зерна и, прежде всего, его поверхности. Поскольку в
наружных слоях эндосперма содержание белка вдвое больше, чем во
внутренних слоях, то вследствие интенсивного нагрева периферийных частей
эндосперма возрастает скорость тепловой денатурации белков. Если при
температуре сушильного агента 80°С допустимый нагрев зерна влажностью
20% составляет 60°С, то при 140°С он не превышает 48°С.
С повышением начальной влажности зерна допустимая температура его
нагрева снижается. Так, например, зерно начальной влажности до 20% с
хорошей клейковиной можно безопасно нагревать до 50°С, тогда как более
сырое зерно можно нагревать только до 45°С.
Особое внимание уделяют обоснованию режимов сушки высококлассной
пшеницы, поскольку в процессе сушки должны быть полностью сохранены все
ее важнейшие свойства как улучшителя. Качество пшеницы в данном случае
оценивают не только по содержанию и качеству клейковины, но и по
показателям мукомольных свойств, а также физических свойств теста. Исходя
из этого, предельно допустимую температуру нагрева зерна высококлассной
пшеницы устанавливают по началу изменения более чувствительных
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 56 из 156
показателей - протеолитической активности ферментов и фракционного состава
белковых веществ зерна.
Предельно допустимая температура нагрева зерна неразрывно связана с
технологической схемой сушки (состояние зернового слоя, температура агента
сушки, продолжительность теплового воздействия на зерно).
При сушке зерна в плотном движущемся слое сушильным агентом
температурой 100° С первые изменения в качестве высококлассной пшеницы
влажностью 20% наступают при нагреве зерна до 49° С. Хотя содержание и
качество клейковины остаются неизменными, протеолитическая активность
ферментов заметно снижается, что свидетельствует о начале денатурационных
процессов в белках зерна, вызывающих изменение физических свойств теста в
сторону его укрепления.
При сушке зерна влажностью 23% снижение активности ферментов отмечается
уже при нагреве зерна до 46 °С. Изменяется фракционный состав белковых
веществ зерна, ухудшаются хлебопекарные свойства муки.
С повышением температуры сушильного агента до 110-120° С снижение
качества зерна наступает раньше и протекает с большей глубиной. Снижается
энергия
прорастания
и всхожесть зерна, укрепляется клейковина,
ухудшаются физические свойства теста.
В зерне влажностью 26% отмеченные изменения в качестве проявляются
еще более резко. Снижается объемный выход хлеба, уменьшается удельная
работа деформации теста.
При рециркуляционной сушке с кратковременным нагревом зерна в падающем
слое качество высококлассной пшеницы влажностью до 20% сохраняется при
нагреве зерна до 55°С. При влажности зерна свыше 20% допустимая
температура нагрева зерна
не должна превышать 50°С.
Указанные значения предельно допустимых температур
нагрева зерна включены в режимы сушки высококлассной пшеницы для
различных типов зерносушилок ( глава 14, § 1).
Рожь. Зерно ржи можно нагревать до более высокой температуры, чем зерно
пшеницы. Это объясняется тем, что рожь содержит больше водорастворимых
веществ. Белковый комплекс у нее менее устойчив, к тому же рожь содержит
большое количество слизей. Поэтому уплотнение коллоидной системы зерна
ржи начинается при более высокой температуре нагрева. Продовольственную
рожь независимо от начальной влажности зерна можно нагревать до 60"С, при
этом хлебопекарные свойства ее полностью сохраняются.
Ячмень продовольственный и кормовой, также как и рожь,
при сушке можно безопасно нагревать до 60°С.
Ячмень пивоваренный сушат при обычной прямоточной схеме с нагревом
зерна не выше 45°С, поскольку в данном случае обязательным условием
является сохранение энергии прорастания и всхожести зерна. При
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 57 из 156
рециркуляционной схеме сушки с нагревом зерна в падающем слое допускается
нагрев зерна до 50°С.
Кукуруза в зерне. Предельно допустимая температура нагрева зерна кукурузы
существенно зависит от назначения зерна. Кукуруза, предназначенная для
переработки в крахмалопаточной промышленности, независимо от начальной
влажности зерна не должна нагреваться выше 45°С. При этом всхожесть зерна
должна быть не менее 55%. При меньшей всхожести выход крахмала резко
падает.
Предельно допустимая температура нагрева зерна кукурузы, поставляемого
пищеконцентратной промышленности, различная в зависимости от начальной
влажности зерна. При влажности до 19% зерно может быть нагрето не выше
35°С, а более сырое зерно всего лишь до 30°С.
Кормовое зерно кукурузы независимо от начальной влажности может быть
нагрето при сушке до 50°С.
Рис. Предельно допустимая температура нагрева риса ограничена началом
трещинообразования. При обосновании допустимой температуры нагрева риса
принимают такую, при которой выход дробленого риса не повышается по
сравнению с исходным зерном, не подвергавшимся искусственной сушке.
При обычной прямоточной схеме сушки допустимая температура нагрева зерна
составляет 35°С. При рециркуляционной схеме сушки с нагревом зерна в
падающем слое она дифференцирована в зависимости от начальной влажности
зерна: при влажности до 20% зерно допускается нагревать до 55°С; до 25% - до
45°С и свыше 25% -до40°С.
Гречиха. Предельно допустимая температура нагрева зерна гречихи
ограничивается быстрым подсушиванием оболочек и началом обрушивания
зерен. При этом ядро становится хрупким, что приводит к его дроблению.
Снижение выхода ядрицы из просушенного зерна наступает задолго до начала
изменения кулинарных достоинств крупы (цвета, вкуса, структуры сваренной
каши, коэффициенту развариваемости).
При сушке гречихи по прямоточной схеме в гравитационно движущемся
плотном слое допустим нагрев зерна не выше 40 С. Превышение указанной
температуры вызывает растрескивание оболочек и обрушивание зерен,
снижение выхода ядрицы.
При рециркуляционной сушке с кратковременным нагревом зерна в падающем
слое допустимая температура нагрева гречихи дифференцирована в
зависимости от начальной влажности зерна: при влажности зерна до 20%
допускается нагрев зерна до 55°С, при влажности до 25% - до 50°С и свыше
25% - до 45°С.
Просо, Предельно допустимая температура нагрева проса, как и гречихи,
ограничена быстрым подсушиванием оболочек и началом обрушивания зерен.
Кроме того, при перегреве зерна возможно потемнение ядра.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 58 из 156
При сушке проса по прямоточной схеме в гравитационно движущемся
плотном слое допустим нагрев зерна не выше 40°С. При рециркуляционной
сушке с нагревом зерна в падающем слое допустим нагрев зерна влажностью:
до 20% - до 50°С, до 25% - до 45°С и свыше 25% - до 40°С.
Овес. При сушке по прямоточной схеме в гравитационно движущемся плотном
слое допускается нагрев овса не выше 50°С; при рециркуляционной сушке - до
60°С.
Исследования сушки крупяных культур с предварительным нагревом зерна
агентом повышенного влагосодержания, проведенные в ВНИИЗ и АТУ в 19871990г,г. показали, что для расчета величин допустимых температур и
продолжительности нагрева следует пользоваться формулами:
Значения
коэффициентов А!
и А2
подсчитаны
по данным
экспериментальных исследований и равны:
Для риса: А, =1,70' 103 и А2 = 2,70-10 3,
для проса: 1,85• 103 и 2,85• 10 3,
для гречихи: 1,95-103 и 2,95-10 3 соответственно.
Семена подсолнечника. Технологическая ценность семян подсолнечника
определяется его масличностью. Поэтому в процессе сушки необходимо
возможно более полно сохранить содержание и качество масла. В процессе
сушки может происходить либо синтез, либо распад жировых компонентов.
Направленность этих превращений зависит от влажности семян, от
температуры и продолжительности их нагрева.
В соответствии с закономерностями изменения кислотного числа масла
предельно допустимая температура нагрева семян подсолнечника при
прямоточной сушке в гравитационно движущемся плотном слое, также как и
при рециркуляционной схеме сушки, установлена на уровне 55°С.
Зернобобовые. Предельно допустимая температура нагрева зернобобовых
культур ограничена опасностью раскалывания семянок. В зернобобовых более
высокое содержание белка, чем у злаковых, в связи с чем скорость сушки их
ниже, чем злаковых. Кроме того, семена большинства зернобобовых крупнее,
чем злаковых, что также определяет меньшую скорость испарения влаги. Все
это обусловливает необходимость щадящего режима сушки с умеренной
температурой нагрева семян. При сушке гороха влажностью до 20%
допускается нагрев семян не выше 45°С, при влажности свыше 20% -до 40°С.
При сушке других зернобобовых культур влажностью до 20% допускается
нагрев не выше 40°С, а при влажности свыше 20% -лишь до 35°С.
Соя. Предельно допустимая температура нагрева семян сои влажностью до 19%
не должна превышать 30°С, а при влажности семян свыше 19% - всего лишь
25°С.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 59 из 156
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 9
ТЕХНИКА СУШКИ ЗЕРНА
1. Общая характеристика современной зерносушильной техники
2. Основные требования к зерносушилкам
3. Классификация зерносушилок
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 60 из 156
1. Общая характеристика современной зерносушильной техники
Состав зерносушильного парка той или иной страны предопределяется ее
природно-климатическими условиями, структурой и масштабами зернового
производства, а также системой закупок и хранения зерна.
России, Казахстану, Украине, как и другим республикам бывшего СССР
достался в наследство зерносушильный парк, состав которого характерен для
стран с плановой экономикой с централизацией зерновых ресурсов в руках
государства. Для обработки значительного количества свежеубранного зерна в
короткие сроки непосредственно после уборки на элеваторах и хлебоприемных
предприятиях в свое время были построены и сохраняются до сих пор высокопроизводительные зерносушилки.
Зерносушильное хозяйство колхозов и совхозов было менее мощным (по
единичной производительности сушилок), сосредоточено в основном
в
составе зерноочистительно-сушильных комплексов, таковым остается и до сих
пор.
С развитием рыночной экономики, ростом числа фермерских и других частных
хозяйств, изменением системы закупок и хранения зерна требуется перестройка
состава зерносушильного парка. Резко возрастает потребность в зерносушилках
средней и малой производительности различных типов и конструкций.
Возрастают и требования к зерносушилкам.
2. Основные требования к зерносушилкам
К современной технике зерносушения предъявляется комплекс требований.
Важнейшее среди них - это полное сохранение, а в необходимых случаях и
улучшение качества высушиваемого зерна. Конструкция сушилки должна
обеспечивать равномерный нагрев и сушку зерна при надежном контроле
температуры и влажности его в процессе сушки. Одним из эффективных путей
повышения равномерности нагрева и сушки зерна может быть применение
аппаратов с разрыхленным, псевдоожиженным или взвешенным слоем зерна.
Конструкция сушилки должна исключать механическое трав-мирование зерна,
потери полноценного зерна с отработавшим сушильным агентом.
Зерносушилки должны быть экономичными по удельным расходам теплоты и
электроэнергии; иметь возможно меньшую металлоемкость.
Учитывая сезонность работы зерносушилок, следует стремиться к
рационализации их конструкции, к снижению капитальных затрат на
сооружение сушилок, к более широкому применению неметаллических
материалов, а для металлических частей применять антикоррозийные
покрытия. Предпочтительна блочная конструкция, существенно облегчающая
изготовление и монтаж установок разной производительности.
Зерносушилки должны быть просты в обслуживании, надежны в работе.
Конструкция отдельных узлов и механизмов сушилки должна обеспечивать
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 61 из 156
возможность изменения режимных параметров в широком диапазоне с
сохранением устойчивой работы сушилки в целом.
Зерносушилки должны обладать определенной степенью универсальности в
части возможности сушки зерна различных культур (пшеница, рис, семена
подсолнечника, кукуруза и др.), различающихся физико-химическими,
биохимическими, структурно-механическими и другими технологическими
свойствами.
Зерносушилки, работающие в поточных технологических линиях, должны
обеспечивать одновременную сушку зерна разной начальной влажности, с тем,
чтобы можно было формировать партии поступающего зерна не по влажности,
а в первую очередь, по сортам и другим признакам, определяющим его
пищевые и технологические достоинства.
Разделение зерна на отдельные партии по влажности вынуждает часто
переключать сушильные установки с одного режима на другой, что приводит к
простоям оборудования всей технологической линии, повышенным расходам
топлива, увеличению затрат на послеуборочную обработку зерна.
Сушилки должны позволять высушивать зерно любой начальной влажности до
установленных кондиций за один прием. Повторная сушка высоковлажного
зерна усложняет организацию работ, резко снижает коэффициент
использования сушильных мощностей, приводит к непроизводительным
затратам средств на погрузочно-разгрузочные работы.
Зерносушилки должны обеспечивать эффективное охлаждение зерна.
В комплексе мероприятий по обеспечению высокого качества высушиваемого
зерна важное значение имеет предотвращение загрязнения зерна вредными
веществами. Это требование особенно актуально для сушилок, работающих на
смеси продуктов сгорания топлива с наружным воздухом. При неполном
сгорании топлива не исключена возможность загрязнения зерна.
В связи с интенсификацией процесса сушки, внедрением устройств для
предварительного нагрева зерна высокотемпературными газами, возрастают
требования в части пожарной безопасности.
Зерносушильные установки должны обеспечивать в необходимых случаях
проведение других технологических операций: охлаждение или нагрев зерна
при закладке его на хранение или при подготовке к переработке; очистку от
легких примесей; термическое обеззараживание от зерновых вредителей.
Зерносушилки должны удовлетворять современным требованиям защиты
окружающей среды от вредных выбросов.
Ограждающие конструкции сушилки должны обеспечивать нормальные
условия для ее эксплуатации в любое время года.
Современные
зерносушилки
должны
быть
оснащены
системами
автоматического контроля и регулирования процесса сушки. Объем и средства
автоматизации зерносушилок должны быть экономически обоснованы в связи с
требованиями снижения капитальных и эксплуатационных затрат.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 62 из 156
3. Классификация зерносушилок
При всем разнообразии современных зерносушилок имеется возможность
группировки их по наиболее отличительным технологическим и внешним
конструктивным признакам.
Среди множества технологических признаков наиболее важными являются:
способ теплоподвода режим работы, технологическая схема сушки, состояние
зернового слоя. Подразделение зерносушилок по указанным технологическим
признакам предопределяет и внешнее конструктивное отличие сушильной
установки.
По способу СУШКИ преимущественное место занимают зерносушилки с
конвективным теплоподводом. Зерносушилки с другими способами
теплоподвода (кондуктивным, терморадиационным, высокочастотным)
составляют очень небольшую группу опытных или опытно-промышленных
образцов.
В конвективных зерносушилках в качестве агента сушки используется воздух,
нагреваемый в калорифере или непосредственно в топке путем смешивания с
продуктами сгорания топлива.
Различие в способе нагрева воздуха обусловливает деление всех зерносушилок
по этому показателю на две большие группы.
По режиму работы зерносушилки подразделяются на непрерывно
действующие и периодического действия.
В непрерывно действующих сушилках зерно в ходе процесса
сушки перемещается в сушильной камере от места загрузки к месту его
выпуска. Соответственно этому меняется влажность зерна, но в каждом
сечении сушильной камеры влажность зерна и параметры агента сушки
остаются во времени постоянными, то есть сушка происходит при
установившемся режиме. Зерно перемещается в сушильной камере или под
действием гравитационных сил, или в результате аэродинамического или
механического воздействия.
Достоинствами непрерывно действующих сушилок являются более полное
использование сушильной камеры, так как исключаются простои ее во время
загрузки и разгрузки; лучшие условия для контроля и автоматизации процесса
сушки; возможность использования их в поточных технологических линиях.
Кроме того эти сушилки не требуют периодического прогрева, в связи с чем
удельный расход теплоты на сушку в них ниже, чем в периодически действующих.
Недостатком некоторых конструкций непрерывно действующих сушилок
является неравномерность движения зерна по сечению рабочей камеры и, как
следствие этого, неравномерность его нагрева и сушки.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 63 из 156
В периодически действующих СУШИЛЬНЫХ установках зерно загружают в
рабочую камеру на полную ее вместимость, высушивают до требуемой
влажности без перемещения и полностью выгружают. Влажность зерна и
параметры агента сушки меняются в каждом сечении сушильной камеры во
времени. Они меняются и в направлении потока агента сушки.
Периодически действующие сушилки, как правило, используют для сушки
небольших партий зерна однородного по качеству. Они применяются для
сушки кукурузы в початках, а также отдельных партий семенного зерна.
Достоинством сушилок периодического действия являются простота
конструкции и возможность регулирования режима сушки путем подачи агента
сушки с различными параметрами на разных этапах сушки. Эффективность
сушки в них может быть повышена путем перемешивания зерна с помощью
шнеков, расположенных в слое. Положительные результаты достигаются также
и при реверсировании продувания зернового слоя.
Недостаток сушилок периодического действия - это простои их во время
загрузки и выгрузки зерна, а также непроизводительные потери тепла на
прогрев сушилки после загрузки в нее очередной партии зерна. Неэффективно
используется и транспортное оборудование, простаивающее в течение всего
процесса сушки.
По
технологической
схеме
сушки
различают
прямоточные
и
рециркуляционные зерносушилки. В прямоточных сушилках зерно проходит
через сушильную камеру один раз, т.е. по схеме "идеального" вытеснения.
Рециркуляционные зерносушилки в отличие от прямоточных имеют устройства
для возврата части просушенного зерна, выпускаемого из сушилки, и
смешивания его со свежим зерном, поступающим на сушку. Они имеют также
специальные емкости, называемые тепловлагообменниками, для отлежки смеси
сырого и ре-циркулирующего зерна. Для рециркуляционных сушилок
характерна многократная циркуляция зерна.
Прямоточные и рециркуляционные зерносушилки могут иметь устройства для
предварительного нагрева зерна.
По состоянию зернового слоя различают сушилки с неподвижным,
гравитационно-движущимся, псевдоожиженным и взвешенным слоем. Все
более широкое распространение получают сушильные установки с
комбинированной обработкой зерна в слое разной структуры.
По КОНСТРУКЦИИ сушильной камеры (рис. 36) различают шахтные (а, б,
в, г), барабанные (д), камерные (е, ж), пневмо-трубные (з), конвейерные (и)
зерносушилки. Они могут состоять из одной или нескольких сушильных камер
одинаковой конструкции, работающих параллельно или последовательно.
Имеются например, одно- и двухшахтные, одно- и двухбарабанные зерносушилки. Камерные сушилки включают иногда до десяти и более параллельно
работающих сушильных камер.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 64 из 156
Особую группу составляют комбинированные многокамерные установки (рис.
36 к, л, м), состоящие из сушильных камер разной конструкции с разным
состоянием зернового слоя. Новые зерносушилки, работающие с
предварительным нагревом и рециркуляцией зерна, включают, например,
камеру с падающим слоем зерна и шахты; камеру с псевдоожиженным слоем и
шахты и некоторые другие конструкции.
ШИРОКО распространенным типом зерносудшльной камеры, в том числе и в
новых конструкциях сушилок, является шахта. представляющая собой
вертикальную камеру прямоугольного сечения с поперечно продуваемым
движущимся зерновым слоем. Толщина слоя обычно составляет 100-250 мм и
не превышает 500 мм. Стенки шахты делают либо сетчатыми или
жалюзийными, либо внутри шахты размещают систему каналов (коробов),
через которые подводят свежий и отводят отработавший агент сушки.
В нижней части шахты устанавливают выпускное устройство, с помощью
которого создают подпор зерна и регулируют время пребывания его в шахте.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 65 из 156
Рис. 36. Конструкции сушильных камер:
а-шахта с воздухораспределительными коробами;
б-шахта с жалюзийиыми стенками; в-шахта с сетчатыми
стенками; г-шахта с тормозящими элементами; д-барабан;
е-силос с сетчатым днищем; ж-камера с решетчатым днищем;
з-пневмотруба; и-конвейер сетчатый; к-пневмотруба
с шахтой; л-камера с падающим слоем зерна и шахта;
м-камера с псепдоожижепнмм слоем зерна и шахта
Для кратковременного нагрева зерна применяют камеры шахтного типа с
падающим слоем. Для механического торможения падающего слоя зерна
внутри такой камеры размещают многоярусную систему стержней или
решеток, гирлянд свободно висящих шаров или конусов.
Многие зарубежные фирмы в последнее время отдают предпочтение
конструкциям сушильных камер с перфорированными стенками, что
объясняется стремлением упростить конструкцию сушилки, снизить ее
металлоемкость.
В барабанных зерносушилках сушильная камера представляет собой полый
вращающийся цилиндр, внутри которого устанавливают насадку в виде
лопастей, способствующих разрыхлению и пересыпанию зерна при его
движении вдоль барабана. Обычно зерно и агент сушки движутся внутри
барабана прямотоком, но используют
и противоточные барабанные сушилки.
Камерная сушилка наиболее проста по устройству. Основной ее частью
является прямоугольная или круглая камера с наклонным или горизонтальным
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 66 из 156
сетчатым днищем. При горизонтальном днище разгрузка зерна осуществляется
через центральное отверстие в днище вначале самотеком, а затем с помощью
поворачивающегося шнека-подборщика. При наклонном днище камера
разгружается самотеком.
Конвейерные сушилки представляют собой туннель, внутри которого на
сетчатой ленте перемещается высушиваемое зерно.
По конструктивному исполнению различают стационарные и передвижные
зерносушилки.
Стационарные сушилки встраивают в рабочие здания элеваторов или
сушильно-очистительные башни (СОБ); устанавливают в отдельных зданиях,
привязанных транспортными коммуникациями к элеваторам; на открытых
площадках рядом с силосным корпусом; в торце силосного корпуса элеватора
или в разрыве между рабочим зданием и силосным корпусом, в зданиях
зерноочистительно-сушильных комплексов колхозов и совхозов.
Стационарные сушилки изготавливают полностью из металла или строят из
железобетона и металла. Основные узлы сушилок производят в заводских
условиях, а собирают на строительной площадке. Железобетонные сушилки
служат десятки лет, срок службы металлических сушилок рассчитан на 7-8 лет.
Стационарные сушилки имеют, как правило, высокую производительность. Их
используют в механизированных технологических линиях приема и
послеуборочной обработки зерна.
Передвижные сушилки ИСПОЛЬЗУЮТ для сушки небольших партий зерна. Все
оборудование сушилки, включая тепловентиляционное и транспортное,
располагается на одной раме с колесным ходом.
Такие сушилки можно перевозить на буксире по территории
хлебоприемных предприятий, по шоссейным и грунтовым дорогам, а также по
железной дороге на платформах. Производительность передвижных сушилок
ограничена габаритными и транспортными возможностями, обычно она не
превышает 8-10 т/ч.
Приведенная классификация группирует зерносушилки не только по внешним
признакам и конструктивной сложности, но что очень важно, по характеру
теплового воздействия на зерно и интенсивности протекающих в нем
теплофизических, влагопереносных и биохимических процессов.
Вопрос о выборе той или иной конструкции зерносушилки, также как и
технологии сушки, должен решаться в каждом конкретном случае в
зависимости от свойств зерна, его начальной влажности и целевого назначения.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 67 из 156
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 10
ШАХТНЫЕ ЗЕРНОСУШИЛКИ
Структура лекции:
1. Устройство и принцип действия шахтных сушилок
1. Устройство и принцип действия шахтных сушилок
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 68 из 156
Сушильная камера этой установки представляет собой вертикальную шахту
прямоугольного сечения, доверху заполняемую просушиваемым зерном. В
нижней части шахты расположено выпускное устройство, перекрывающее все
ее поперечное сечение.
Стенки шахт изготавливают из монолитного или сборного железобетона или из
стали. Для подвода свежего и отвода отработавшего агента сушки стальные
стенки делают перфорированными (жалюзийными) или внутри шахты по всей
ее высоте устанавливают систему подводящих и отводящих каналов,
называемых коробами.
В сушилках с сетчатыми или жалюзийными стенками толщина продуваемого
зернового слоя составляет от 200 до 500 мм.
В сушилках с коробами зерно располагается слоями между коробами. Толщина
каждого слоя находится в пределах от 100 до 300 мм.
Короб представляет собой канал с открытой нижней стороной, через которую
агент сушки либо входит в зерновой слой, либо выходит из него.
Для более интенсивного продувания зернового слоя стенки коробов иногда
делают жалюзийными.
Одна из торцевых сторон каждого короба открыта, другая заглушена.
Подводящие короба открыты со стороны входа агента сушки в шахту и
заглушены со стороны выхода его из шахты. Отводящие короба, наоборот,
закрыты со стороны входа и открыты со стороны выхода агента сушки из
шахты.
Короба изготавливают из листовой стали толщиной 1,5-2 мм. Стенки
отводящих коробов с внутренней стороны покрывают антикоррозийным лаком,
так как на них может конденсироваться водяной пар отработавшего агента
сушки.
Наиболее распространены короба пятигранной формы; применяют треугольные
короба, а также многогранные короба более сложной формы. Для лучшего
скольжения зерна по коробу угол между его верхними гранями должен быть не
более 70°. Радиус закругления верхнего ребра короба делают не более 5 мм во
избежание задержки зерна и скопления сора на коробе.
Короба пятигранной формы обычно имеют ширину 100 мм; общая высота
таких коробов находится в пределах 125-232 мм.
Общее число коробов в шахте определяют в зависимости от количества
агента сушки, подаваемого в сушилку. При этом, во избежание выдувания
зерна из шахты через отводящие короба, средняя скорость агента сушки на
выходе из них не должна превышать 6 м/с.
Формы, размеры и взаиморасположение коробов для наиболее
распространенных шахтных сушилок показаны на рис. 37.
При выборе и оценке той или иной формы коробов и схемы их
взаиморасположения в шахте необходимо прежде всего обращать внимание на
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 69 из 156
равномерность продувания зернового слоя потоком сушильного агента и
недопущение застойных зон в шахте. Рациональная форма короба должна
обеспечивать хорошую обтекаемость потоком зерна, минимальную площадь
контактирования зерна с нагретой поверхностью короба, оптимальную площадь
поперечного сечения без опасения выноса зерна из шахты, наибольшую
открытую поверхность зерна для входа агента сушки, минимальный объем,
занимаемый коробами в шахте, хорошее перемешивание зерновых потоков.
Рис. 37. Схемы взаиморасположения коробов,
их форма и размеры в зерносушилках различных марок:
а-ВТИ; б-ДСП; в-СЗШ-16; I -СЗС; д-ЗСПЖ-8, К4-УСА;
е-РД-2х25-70; ж-СЗШ-16м; з-УЗМ, А1-ДСП-50; И-К4-УСА2-А
Пятигранные короба при одинаковой высоте и ширине шахты и одинаковых
минимальных расстояниях для прохождения зерна в ней позволяют иметь
большую площадь для подвода и отвода агента сушки по сравнению с
коробами треугольной формы. Наилучшую по обтекаемости форму имеет
короб, очерченный по лемнискате
Однако вследствие сложности изготовления такие короба пока не получили
промышленного применения.
Стальные короба вследствие высокой теплопроводности быстро нагревают
соприкасающееся с ним зерно. В связи с этим короба следовало бы изготовлять
из материала с малой теплопроводностью, но обладающего достаточной
прочностью и износоустойчивостью.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 70 из 156
Около стенок шахты, особенно железобетонных, зерно движется замедленно.
Чтобы этот слой зерна лучше перемешивался, у стенок шахты устанавливают
полукороба. Важно, чтобы они использовались только для отвода
отработавшего агента сушки.
Короба располагают рядами в шахматном порядке, что способствует лучшему
перемешиванию зерна при его нисходящем движении в шахте. Для
обеспечения свободного перемещения зерна в шахте расстояние между нижней
кромкой короба и вершиной нижележащего короба должно быть не менее 90100 мм в верхней части шахты и не менее 65-70 мм в нижней ее части.
Применяют две схемы размещения подводящих и отводящих коробов в шахте:
с чередованием подводящих и отводящих коробов через ряд (рядная) и с
чередованием подводящих и отводящих коробов в одном и том же ряду
(диагональная).
При размещении подводящих и отводящих коробов в разных рядах (рис. 38 а)
агент сушки из каждого подводящего короба через его нижнюю открытую
часть проходит сквозь зерновой слой в ближайшие выше- и
нижерасположенные отводящие короба. Зерновой слой продувается по
вертикали непрерывно на всем пути движения зерна в шахте.
Рис. 38. Схемы размещения подводящих
и отводящих коробов в шахте:
а-с чередованием рядов подводящих и отводящих коробов;
б,в- с чередованием подводящих и отводящих
коробов в каждом ряду
При размещении подводящих и отводящих коробов в одном ряду (рис. 38 б,в)
агент сушки из каждого подводящего короба через его нижнюю открытую
часть проходит сквозь зерновой слой, в основном, в ближайшие отводящие
короба того же ряда. В этом случае зерновой слой продувается по горизонтали,
и не на всем пути движения в шахте, а лишь на участках между нижними
кромками и вершинами нижерасположенного ряда коробов. Продувание слоя
по вертикали здесь незначительно вследствие большого сопротивления
движению воздуха по этому направлению. В сушилках с чередованием
подводящих и отводящих коробов в одном ряду средняя толщина продуваемого
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 71 из 156
слоя меньше. В связи с этим и продувание слоя более интенсивное, что в свою
очередь обусловливает большую скорость сушки зерна.
При меньшей толщине зернового слоя разность в нагреве зерна,
расположенного непосредственно под подводящими и отводящими коробами,
несколько меньше, чем при большей толщине слоя, продуваемого в
вертикальном направлении. Таким образом, расположение подводящих и
отводящих коробов в одном и том же ряду обеспечивает большую скорость
сушки и создает лучшие условия для равномерного нагрева зерна.
В сушилках с железобетонными стенками короба устанавливают в отверстия,
имеющие форму поперечного сечения короба с небольшим запасом по ширине
и высоте (рис. 39 а). Концы коробов опираются на стенки шахты. На некотором
расстоянии от одного конца короба к его стенкам крепят донышко,
закрывающее доступ с этого конца агенту сушки. Донышко должно находиться
в одной плоскости с внутренней стороной стенки шахты во избежание попадания сора в гнездо через низ короба. Отверстия в гнездах шахты со стороны
донышка снаружи, а также зазоры, оставшиеся между стенками короба и
гнездом, заделывают слабым раствором бетона так, чтобы в случае
необходимости замены короба его можно было вынуть из шахты.
В сушилках со стальными стенками короба перед установкой их в шахту
подготавливают следующим образом (рис. 39 б,в).
С одного конца короба отбортовывают грани под прямым углом к его стенке, а
с другого под вершиной наклонных граней приваривают шпильки с резьбой
и гайкой на конце.
Рис. 39. Установка коробов в шахте зерносушилки:
а-с железобетонными стенками; б,в-со стальными стенками;
1-отбортокка торца короба со стороны входа агента сушки;
2-тегоюизоляция; 3-стенка шахты; 4-подводящий короб;
5-отводящий короб; 6-отбортовка торца короба
со стороны выхода агента сушки
Подводящие короба вставляют в шахту через отверстия со стороны
подводящей камеры, так чтобы отбортованные кромки прилегали к стенке
шахты. Шпилька, имеющаяся на другом конце короба, должна попасть в
отверстие на противоположной стенке шахты, после чего короб закрепляют
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 72 из 156
гайкой. Отводящие короба вставляют так же, но со стороны выхода
отработавшего агента сушки.
В металлических сушилках сравнительно небольшой высоты
короба устанавливают концами на опоры, приваренные к стенкам шахты и
имеющие форму поперечного сечения короба (рис. 39 в). В этом случае короба
устанавливают через открытый верх шахты.
Надшахтный бункер - служит для накопления сырого зерна и обеспечения
непрерывной подачи его в сушилку. Слой зерна в надшахтном бункере
препятствует утечке агента сушки из верхних рядов коробов, т.е. служит
своеобразным зерновым затвором.
Сушильная камера - верхняя часть шахты, куда подается
агент сушки. Обычно она занимает большую часть шахты. Сушильную камеру
часто делят на две, а иногда и более зон сушки.
Охладительная камера - нижняя часть шахты, куда подается
атмосферный воздух.
Распределительная камера - представляет собой устройство
для выравнивания потоков агента сушки и охлаждающего воздуха и
равномерного распределения их по подводящим коробам. В сушилках,
состоящих из двух шахт, распределительная камера расположена между
шахтами. В зависимости от принятого режима сушки распределительную
камеру
разделяют
по
высоте
горизонтальными
перегородками,
обеспечивающими подачу в соответствующие зоны
сушки и охладительную камеру агента сушки и воздуха с заданными
параметрами.
Выпускное устройство предназначено для равномерного выпуска зерна по
всему сечению шахты. Оно позволяет регулировать продолжительность
пребывания зерна в шахте, т.е. продолжительность сушки.
Выпуск зерна из шахты может быть периодическим, отдельными сравнительно
большими порциями, или непрерывным. Периодический выпуск зерна
осуществляется с помощью приводных устройств, срабатывающих через
определенные промежутки времени. Непрерывный выпуск осуществляется с
помощью приводных устройств, срабатывающих с большой частотой, или
бесприводных самотечных выпускных устройств, отрегулированных на
определенный пропуск зерна.
40 а, б показаны приводные выпускные устройства сушилок, применяемые для
непрерывного и периодического спуска зерна из шахт.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 73 из 156
Рис. 40. Выпускные устройства:
а-с периодическим выпуском зерна: 1-нодвижная
рама; 2-нсиодвижнан рама; 3-рассскатели; 4-тяга к приводу; 5-рычаг; 6тяга; 7-полки; б-с непрерывным выпуском зерна: 1-подвижная рама;
2-неподвижная рама; 3-рассекатели; 4-лотки; 5-полки; 6-эксцентрик; 7татун; 8-ролик
В сушилках большой производительности преимущественно применяют
выпускные устройства с периодическим выпуском зерна, называемые
затворами. Затвор состоит из верхней неподвижной рамы 2, непосредственно
примыкающей к нижней части шахты, и расположенной под ней подвижной
рамы 1. В верхней раме установлены рассекатели 3 зерна, представляющие
собой трехгранные призмы. Между призмами имеются отверстия (щели), через
которые проходит зерно. Ширина щелей 60-80 мм. Рассекатели устанавливаются таким образом, чтобы их вершины делили слой зерна между стенками
коробов на два потока, а выпускные щели находились под коробами нижнего
ряда.
Нижняя подвижная рама 1 имеет поперечные полки 7, расположенные под
выпускными щелями неподвижной рамы 2. При установке верхней и нижней
рам между ними оставляют зазор в 5-6 мм. Ширина полок подвижной рамы
несколько больше ширины выпускных щелей, так что при закрытом затворе
исключается пересыпание зерна через края полок. Подвижную раму
подвешивают на тягах или снабжают роликами, перемещающимися по
направляющим. Рама приводится в движение от электродвигателя. При
открытии затвора выпускные отверстия полностью открываются. Количество
выпускаемого зерна регулируют путем изменения числа открытий затвора в
единицу времени.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 74 из 156
При периодическом выпуске зерна из шахты вследствие быстрого его движения
создаются условия для разрушения сводов зерна, застойных зон,
образовавшихся в местах скопления соломистых примесей и местных сужениях
потоков зерна. В промежутках между срабатываниями выпускного устройства
зерно в шахте находится в неподвижном состоянии и та его часть, которая
контактирует с подводящими коробами, может перегреваться выше предельно
допустимой температуры. В связи с этим максимальный период между
открываниями затвора не должен превышать 60 с.
Непрерывно действующие выпускные устройства применяются в передвижных
сушилках, а также в стационарных сушилках не- { большой
производительности (рис. 40 б). Выпускное устройство состоит из рассекателей
3 зерна, верхней неподвижной 2 и нижней подвижной 1 рам. Рассекатели зерна
устанавливаются в нижней части шахты под последним рядом коробов. Между
рассекателями имеются отверстия (щели) для выпуска зерна. Количество
выпускных отверстий обычно равно количеству коробов в нижнем ряду.
Неподвижная рама 2 выпускного устройства представляет собой набор
параллельно установленных лотков 4 с наклонными боковыми стенками. Лотки
расположены под каждым выпускным отверстием обшей рамы. Подвижная
рама 1 состоит из горизонтальных полок 5, расположенных непосредственно
под каждым лотком 4. Высыпающееся из лотков зерно размещается на полках
под углом естественного откоса. Ширина полки несколько больше ширины
нижней щели лотка. Поэтому при остановке подвижной рамы в любом
положении полка перекрывает нижнюю щель лотка настолько, что зерно не может высыпаться из шахты. Подвижная рама снабжена роликами 8,
перемещающимися
по
стальным
угольникам.
В
возвратнопоступательное движение она приводится от эксцентрикового механизма, с
которым она связана посредством шатуна 7. При возвратно-поступательном
движении рамы зерно небольшими порциями ссыпается через края полок в
подсушилышй бункер. Количество зерна, выпускаемое из шахты за каждый ход
подвижной рамы, зависит от расстояния между нижней кромкой лотков и
полок.
Для регулирования выпуска зерна на отдельных участках шахты каждый лоток
можно передвигать по вертикали. Чем выше поднятые лотки над полками и чем
больше ход подвижной рамы, тем больше выпускается зерна из шахты. Для
ускорения выпуска можно также увеличить число ходов подвижной рамы.
В сушилках с непрерывным выпуском зерна в шахте образуются устойчивые
потоки его движения. Кроме того между нижними гранями лотков и полками
подвижной рамы может накапливаться сор, который препятствует ссыпанию
зерна, что может приводить к местным задержкам зерна и его перегреву. В
связи с этим выпускные механизмы требуют периодической чистки и
регулирования.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 75 из 156
Достоинства периодически и непрерывно действующих выпускных устройств
учтены при создании конструкции комбинированного выпускного устройства
(рис. 41 ).
Привод комбинированного выпускного устройства двойной. Основное
время подвижная рама совершает непрерывно возвратно-поступательное
движение, обеспечивая непрерывный выпуск зерна. Периодически этот же
затвор открывается полностью, при этом весь могущий оказаться на нем сор
вместе с зерном проваливается, т.е. происходит как бы самоочищение затвора.
Рис. 41. Комбинированное выпускное устройство: 1-тяга; 2-редуктор; 3эксцептриковый механизм; 4-муфта; 5-элсктродвигатсль; 6-станина;
7-тяга выпускного механизма; 8-редуктор
Имеются выпускные устройства с двумя рядами полочек (рис. 42). Верхняя
подвижная рама 2 имеет полочки со щелями и скребки, расположенные под
щелями и жестко соединенные с рамой. Нижняя неподвижная рама составлена
из ряда полочек. Выпуск зерна происходит одновременно с полочек обеих рам
и прекращается при остановке подвижной рамы в любом положении.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 76 из 156
Рис. 42. Выпускное устройство двухколонного типа:
1-рассекатели; 2-верхняя подвижная рама с полочками;
3-скребок; 4-нижняя неподвижная полочка;
5-эксцеитрик; 6-редуктор; 7-шектродвигатель
Применяют выпускные устройства роторного типа (рис. 43). Днище выпускных
лотков 2 выполнено в виде поворотных Г-образных полочек 6, над которыми
установлены роторы 7. При необходимости полочки поворачивают вокруг оси
и фиксируют упором. Передача от привода к роторам осуществляется цепной
передачей. Работа выпускного устройства - непрерывно-периодическая.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 77 из 156
Рис. 43. Выпускное устройство роторного типа:
1-станина; 2-лотки; 3-рычаги подвески; 4-продольный уголок с упорами;
5-оси 6-Г-образпые полочки; 7-роторы; 8-электродвигателц 9-редуктор; 10цепная передача; 11-щель для выхода зерна
Беспроводное самотечное выпускное устройство (рис. 44) представляет собой
металлический пирамидальный бункер, установленный в нижней части шахты
под последним рядом коробов. Внутри бункера размещены конусные
рассекатели, под каждым из которых имеется заслонка, позволяющая изменять
скорость движения зерна на отдельных участках шахты. Для регулирования
пропускной способности всей шахты имеется двухстворчатая винтовая
задвижка или поворотный клапан.
Рис. 44. Бесприводное выпускное устройство:
1-задвижка; 2-нижний бункер; 3,4,7,9-клапаны; 5-средний бункер; 6,8,10рассекатели; 11-верхний бункер.
На
некоторых
зерносушилках
установлены
бесприводные
аэрогравитационные выпускные устройства, позволяющие дополнительно
охлаждать просушенное зерно. Выпускное устройство (рис. 45) состоит из двух
аэрожелобов 6, приемника зерна 3, бункера 2 с задвижкой 1, подводящего
диффузора 8 и отводящего конфузора 4, короба 7 над аэрожелобами.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 78 из 156
Рис. 45. Аэрогравитационное выпускное устройство: 1-задвижка; 2-бункер;
3-приемник зерна; 4-патрубок отвода воздуха; 5-корпус верхний; 6аэрожолоб; 7-регулировочная рамка; 8-диффузор; 9-корпус нижний; 10загрузочные щели; 11-привод регулировочной рамки
Выпускное устройство устанавливают непосредственно под шахтой. Зерно
из шахты через щели неподвижной рамы поступает в корпус выпускного
устройства на решетки аэрожелобов. Подаваемый под решетку воздух
приводит слой зерна в псевдоожиженное состояние и перемещает зерно в
приемник. Отработавший воздух отводится через конфузор в циклон.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 79 из 156
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 11
ПРЯМОТОЧНЫЕ ЗЕРНОСУШИЛКИ
Структура лекции:
1. Прямоточные зерносушилки
1. Прямоточные зерносушилки
На элеваторах, хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятиях
России, Казахстана, Украины и других стран СНГ широко распространены
созданные в свое время высокопроизводительные стационарные шахтные
зерносушилки марки ДСП (двухступенчатая сушилка Промзернопроекта),
технические характеристики которых приведены в Приложении 2 .
Зерносушилки были спроектированы на работу по прямоточной
технологической схеме сушки. В настоящее время многие из них
реконструированы, в том числе с переводом на рециркуляционную схему
сушки.
Зерносушилка ДСП-12 производительностью 12 план .т/ч имеет одну
железобетонную шахту и примыкающую к ней распределительную камеру,
разделенную по высоте двумя перегородками на три части. Перегородки
образуют в верхней части шахты две зоны (ступени) сушки и в нижней части
шахты - зону охлаждения зерна. В первую и вторую зоны сушки подают
сушильный агент разной температуры, а в зону охлаждения зерна атмосферный воздух. Отработавший агент сушки и охлаждающий воздух при
выходе из коробов поступают в общую отводящую камеру, откуда через
жалюзнйные отверстия в стенке выходят наружу.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 80 из 156
Между второй сушильной и зоной охлаждения установлен
промежуточный затвор, который закрывают на период запуска сушилки в
работу. Зерно находится в это время только в сушильных зонах в неподвижном
состоянии. После того, как первая порция зерна будет просушена, затвор
открывают, зерно поступает в охладительную зону, заполняет ее и в
дальнейшем во все время работы сушилки промежуточный затвор остается
полностью открытым. Выпускной затвор сушилки открывается периодически
механизмом с приводом от электродвигателя. После открытия затвора
подвижная рама пружинами немедленно возвращается в исходное положение и
выпуск зерна прекращается. За каждое открытие затвора из шахты выпускается
300-500 кг зерна, слой зерна при этом опускается в шахте на 100-200 мм.
Зерносушилка ДСП-24 производительностью 24 план.т/ч
имеет две параллельно установленные шахты сушилки ДСП-12, между
которыми находится распределительная камера шириной 1000 мм (рис. 46).
Для доступа в распределительную камеру в ее передней стенке под
диффузорами устроены люки, плотно закрываемые крышками. В стенках
шахты над затворами имеются люки, через которые можно попасть внутрь
шахты для очистки и ремонта затворов.
Зерносушилка ДСП-24сн со сниженной в сравнении с сушилкой ДСП-24
высотой шахты предназначена для установки в сушильно-очистительных
башнях (СОБ) (рис. 47 а). В отличие от сушилок ДСП-24 она не имеет
промежуточного затвора. Производительность
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 81 из 156
й
Рис. 46. Зерносушилка ДСП-24 (общий вид): 1-выпускной затвор; 2-люки;
3-привод затвора; 4-промежуточиый затвор; 5-штурвал затвора; 6подводящие короба; 7-отводящие короба; 8-подвод агента сушки в первую
зону сушки; 9-подвод агента сушки во вторую зону сушки; 10-дверцы в
распределительную камеру; 11-подвод наружного воздуха
зерносушилки ДСП-24сн - 20 план.т/ч. Шахты зерносушилки собираются из
железобетонных панелей размером 325x2056 мм (рис. 47 б). Между шахтами
расположена распределительная камера, имеющая две горизонтальные
перегородки для разделения первой и второй зон сушки и охладительной
камеры.
Зерносушилка ДСП-16 имеет одну железобетонную шахту из сборных
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 82 из 156
Рис. 47 а. Зерносушилка ДСП-24 см (общий вид):
1-подвод наружного воздуха; 2-охладительная камера;
3-сушильная камера; 4-отвод отработавшего агента сушки;
5,6-вснтиляторы сушильных зон; 7-привод затвора;
8-вентилятор зоны охлаждения зерна
Рис. 47 б. Шахты зерносушилки ДСП-24 сп (общий вид):
1-отиоднщие короба; 2-подача агента сушки в первую зону сушки; 3подводящис короба
Зерносушилка ДСП-32 (рис. 48) состоит из двух параллельно расположенных
шахт сушилки ДСП-16 с распределительной камерой между ними. Сушилка
спроектирована для установки в рабочем здании элеваторов типа ЛВ-Зх175, а
также в сушильно-очистительных башнях СОБ-32.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 83 из 156
Рис. 48. Зерносушилка ДСП-32 (общий вид): 1-подсушильный бункер; 2зона охлаждения зерна; 3-вторая зона сушки; 4-первая зона сушки; 5-отвод
отработавшего агента сушки; 6-вентилятор первой зоны сушки; 7вентилятор и второй зоны сушки; 8-редуктор; 9-вентилятор зоны
охлаждения зерна
Зерносушилка ДСП-32от имеет металлическую шахту (рис. 49).
Зерносушилка устанавливается вне здания в привязке к силосным корпусам или
рабочему зданию элеватора, либо в механизированных технологических линиях
послеуборочной обработки зерна в привязке к складам. Сушилка ДСП-32от
одна из наиболее распространенных шахтных зерносушилок. Топка ее
размещается в отдельном двухэтажном кирпичном здании, близко
примыкающем к зерносушилке. Две параллельно расположенные шахты
собраны из 7 секций. Распределительная камера, расположенная между
шахтами, разделена горизонтальными перегородками на три части, образуя две
зоны сушки и зону охлаждения зерна. Вентиляторы, подающие агент сушки,
устанавливаются на втором этаже здания топки. Вентилятор, подающий
наружный воздух в охладительную камеру, установлен внизу сушилки рядом с
шахтой.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 84 из 156
Рис. 49. Зерносушилка ДСП-32от (общий вид):
1-вентилятор зоны охлаждения зерна; 2-шахта; 3-вентилятор первой зоны
сушки; 4-вентилятор второй зоны сушки; 5-топка; 6-выпускной затвор; 7бункер
Воздухораспределительные короба изготавливают из оцинкованной
стали. Над открытыми торцами отводящих коробов устанавливают
предохранительные козырьки из оцинкованной стали, защищающие шахту от
попадания осадков.
Стенки шахты теплоизолированы минеральной ватой и снаружи обшиты
кровельной сталью.
К группе прямоточных зерносушилок относятся менее распространенные
цельнометаллические
сушилки
марки
СЗШ,
имеющие
некоторые
конструктивные отличия от ДСП.
Зерносушилка марки СЗШ-16 состоит из двух металлических параллельно
расположенных сушильных шахт (рис. 50), установленных на общей станине и
двух выносных охладительных камер, вентиляторов и воздухопроводов. В
отличие от зерносушилок ДСП сушильные шахты СЗШ-16 работают под
разрежением, т.е. вентиляторы всасывают сушильный агент из топки через
шахты. Выпуск зерна из шахт производится посредством непрерывнодействующего устройства через восемь выпускных лотков. Подвижная каретка
совершает возвратно-поступательное движение с малой амплитудой колебаний
(4-20 мм) и периодически (через 4 мин.) одно колебание с амплитудой 135 мм.
Привод каретки от мотора-редуктора.
Охладительная камера состоит из двух вертикальных цилиндров с
перфорированными стенками и конусным дном, шлюзового затвора и
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 85 из 156
вентилятора с электроприводом. Диаметр наружного цилиндра 1260 мм,
внутреннего - 760 мм. Высота колонки 2750 мм. При работе вентилятора во
внутренней полости малого цилиндра создается разрежение, под действием
которого атмосферный воздух проходит через перфорированную стенку
наружного цилиндра, пронизывает слой зерна, охлаждая его, поступает во
внутренний цилиндр и выбрасывается наружу.
Рис.50. ЗсрносушилкаСЗШ-16 (общий вид): 1-топка; 2-воздухопровод
свежего агента сутки; 3,14-воздухопроводы отработавшего агента сушки;
4,12-шахты; 5,13-вентиляторы; 6,11-нории подачи просушенного зерна в
охладительные камеры; 7,10-нории свежего зерна; 8,9-охладительные
камеры; 15-выпускное устройство
При переполнении камеры избыток неохлажденного зерна ссыпается по
сливной трубе в накопительный бункер. Для подачи сырого зерна и передачи
просушенного зерна из шахт в охладительные камеры служат четыре нории.
При работе сушилки в очистительно-сушильном комплексе дополнительно
устанавливают норию НЗ-20 для приемки зерна из охладительных камер и
подачи его на дальнейшую доработку.
Шахты зерносушилки могут работать как параллельно, так и последовательно,
с дальнейшим охлаждением просушенного зерна.
Зерносушилка марки СЗШ-16м отличается устройством топки, которая имеет
теплообменник, что позволяет сушить зерно чистым нагретым воздухом.
В эксплуатации находятся в небольшом количестве стационарные
железобетонные зерносушилки марок ВТИ и СЗС, построенные в первые
послевоенные годы. В последнее время в России стали выпускать
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 86 из 156
стационарные зерносушилки марки С производительностью 5-40 план.т/ч (С5; С-10; С-15; С-20) в металлическом исполнении. Сушилки С-5 и С-10 имеют
по одной шахте, С-20 - две шахты и С-40 - четыре шахты. В шахтах
установлены короба пятигранной формы, над которыми имеются вертикальные
пластины, разделяющие шахту на отдельные каналы.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 87 из 156
ЛЕКЦИЯ № 12
СУШИЛКИ С РЕЦИРКУЛЯЦИЕЙ ЗЕРНА
Структура лекции:
1. Сушилки с рециркуляцией зерна
1. Сушилки с рециркуляцией зерна
Рассмотрим конструкции рециркуляционных зерносушилок соответственно
технологическим схемам рециркуляционной сушки, описанным в главе 5.
Зерносушилка марки "Целинная-50* создана на базе шахтной зерносушилки
ДСП-24сн путем ее реконструкции. В основу работы зерносушилки принята
технологическая схема с кратковременным нагревом смеси свежего и
рециркулирующего зерна в состоянии падающего слоя и последующей сушкойсмеси в шахте атмосферным воздухом (рис 51).
При реконструкции сушилки ДСП-24сн ее надшахтный бункер
наращен по высоте с увеличением вместимости до 30 т. Бункер выполняет
функции тепловлагообменника. Над ним установлена железобетонная камера
нагрева зерна (рис. 52). В камере нагрева в качестве тормозящих элементов
установлено 20 рядов труб диаметром 100 мм по 7-8 штук в ряду. Шаг труб по
горизонтали 400 мм, по вертикали - 200 мм. Трубы каждого последующего
шага сдвинуты на 100 мм относительно предыдущего ряда. Такое размещение
труб создает условия для лучшего перемешивания зерна и более равномерного
распределения его по объему камеры. В нижней боковой части камеры
установлен диффузор для подвода агента сушки. Во избежание попадания
зерна в диффузор его входное сечение перекрыто жалюзийной решеткой, а
нижняя плоскость наклонена в сторону камеры нагрева. Отработавший агент
сушки отводится в верхней части камеры через диффузор, соединенный с
отсасывающим вентилятором. Сверху на камеру нагрева установлен приемный
металлический бункер, в нижней части которого расположен выпускной
механизм непрерывного действия, с помощью которого зерно равномерно
загружается в камеру нагрева. Для предотвращения переполнения бункера
установлен сливной самотек. Излишек зерна направляется в оперативную
емкость.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 88 из 156
н
Рис.51. Технологическая схема зерносушилки Целинная-50: 1оперативный бункер; 2,22,24,25-датчики уровня зерна; 3,6,30-задвижки;
4,5,31-за движки с электроприводом; 7,29-бесприводпые выпускные
устройства; 8-шахта промежуточного охлаждения зерна; 9-топка; 10сливной зернопровод; 11,12,18-датчики температуры; 13-тормозящис элементы камеры нагрева зерна; 14-рсциркуляционная нория; 15-пория
просушенного зерна; 16-бункер над камерой нагрева зерна; 17бесприподнос загрузочное устройство; 19-шибер; 20,27,28-вснтиляторм; 21камера нагрева зерна; 23-тсплов-лагообменник; 26-шахта окончательного
охлаждения зерна
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 89 из 156
Рис.52.3 Зерносушилка Целинная-50 (общий вид):
1-приемный бункер; 2-камера нагрева зерна;
3-тепловлагообменник; 4-шахты
В тепловлагообменнике также установлены сливной самотек, датчики
уровня зерна и датчик температуры зерна. Датчики уровня зерна размещены в
верхней части тепловлагообменника, расстояние между ними по высоте равно
0,5 м. Нижний датчик сблокирован с выпускным устройством охладительной
шахты таким образом, что в случае понижения уровня зерна в
тепловлагообменнике ниже допустимого предела прекращается выпуск зерна
из сушилки. Верхний датчик уровня предупреждает от переполнения зерном
тепловлагообменника.
Шахты сушилки ДСП-24сн оставлены без каких-либо конструктивных
изменений. Обе они переведены полностью на продувание зерна наружным
воздухом. Для этого вентиляторы, ранее подававшие агент сушки, отключены
от толки и переведены на подачу
наружного воздуха. Продувание шахт параллельное. Одна из шахт сушилки
переведена на рециркуляционный режим работы, т.е. все зерно, выпускаемое из
нее, смешивается со свежим зерном и вновь направляется в приемный бункер, а
из него в камеру нагрева. Другая шахта 'работает в обычном прямоточном
режиме. Выпускаемое из нее просушенное охлажденное зерно направляется в
хранилище. Для подъема смеси сырого и рециркулирующего зерна установлена
нория.
Аналогичная технологическая схема сушки принята в основу работы
рециркуляционных зерносушилок заводского изготовления марок РД-2х25-70,
"Целинная-30", "Целинная-60".
Зерносушилка
марки
РД-2х25-70
представляет
собой
два
цельнометаллических совмещенных сушильных аппарата РД-25, которые
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 90 из 156
можно использовать для одновременной сушки двух различных по качеству
партий зерна или для параллельной работы на однородном зерне.
Сушилку устанавливают вне здания в привязке к силосному корпусу элеватора,
либо в разрыве между рабочим зданием и силосным корпусом элеватора. В
комплекте с зерносушилкой устанавливают топка. Все узлы сушилки
изготавливают в заводских условиях и доставляют на строительную площадку
в виде отдельных секций.
Каждый из сушильных аппаратов РД-25 состоит из приемного бункера 3 с
бесприводным загрузочным устройством, камеры нагрева зерна 5 с
примыкающей к ней осадочной камерой, тепловлагообменника 6, двух шахт с
воздухораспределительными коробами и бесприводными выпускными
устройствами 8, рециркуляционной нории, вентиляторов и воздухопроводов
(рис. 53).
Рис. 53. Зерносушилка РД-2х25-70 (общий вид):
1-гонка; 2-воздухопровод агента сушки; 3,9-бункцра;
4-вентилятор камеры нагрева зерна; 5-камера нагрева
зерна; 6-тепловлагообмснник; 7-шахта охлаждения зерна; 8-вынускные
устройства; 10-вснт. шахт охлаждения
Приемный бункер 3 предназначен для накопления смеси свежего и
рециркулирующего зерна и равномерной загрузки зерна в камеру нагрева 5.
При переполнении приемного бункера излишек зерна ссыпается через сливную
трубу непосредственно в камеру нагрева.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 91 из 156
В нижней части приемного бункера расположено бесприводное загрузочное
устройство, через которое зерно самотеком равномерно поступает в камеру
нагрева. Количество поступающего зерна регулируют с помощью задвижек.
Камера нагрева зерна представляет собой шахту прямоугольного сечения,
внутри которой установлено 19 рядов металлических стержней диаметром 27
мм по 6-7 в ряду. Стержни расположены в шахматном порядке с шагом по
горизонтали 400 мм и по вертикали -200 мм. Стержни выполняют функции
тормозящих элементов и обеспечивают равномерное распределение зерна по
сечению камеры. В качестве тормозящих элементов применяют также
гирлянды из свободно висящих пустотелых шаров.
Агент сушки подводится в камеру нагрева снизу через диффузор.
Отработавший агент сушки выводится в атмосферу через осадочную камеру,
предназначенную для выделения из отработавшего сушильного агента легких
примесей. С этой целью внутри камеры в верхней ее части установлен
отражательный шит. Отработавший агент сушки отсасывается из осадочной
камеры вентилятором и направляется на очистку в два циклона.
Тепловлагообменник имеег объем 60 м3. Во избежание переполнения зерном в
верхней его части установлены сливные самотечные трубы, а для контроля за
уровнем зерна смонтированы два мембранных датчика МДУ-3.
Каждая из шахт зерносушилки по высоте состоит из трех секций. Внутри шахт
расположено по 24 ряда воздухораспределительных коробов переменного по
длине поперечного сечения. Короба установлены в шахматном порядке
кассетами но два короба в каждой. Зерно выпускается из шахт через
бесприводные устройства.
В зерносушилке РД-2х25 применена схема последовательного продувания шахт
охлаждающим воздухом. Напорно- распределительная камера расположена со
стороны охладительной шахты. Воздух из отводящих коробов охладительной
шахты поступает в подводящие короба рециркуляционной шахты.
Зерносушилка марки "Целинная-ЗО" состоит из приемного бункера с
бесприводным
загрузочным
устройством,
камеры
нагрева
зерна,
тешювлагообменника, двух шахт с воздухораспределительными коробами и
бесприводными выпускными устройствами, операциями подачи сырого и
уборки сухого зерна и вентиляторов.
Обе шахты - окончательного охлаждения просушенного зерна и
промежуточного охлаждения рециркулирующего зерна - состыкованы между
собой так, что отводящие короба шахты окончательного охлаждения проходят
через шахту промежуточного охлаждения и являются в ней подводящими
коробами. Напорная камера расположена со стороны шахты окончательного
охлаждения, что позволяет осуществлять последовательную продувку шахт:
вначале - шахты окончательного охлаждения зерна, а затем рециркулирующего зерна.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 92 из 156
В качестве тормозящих элементов в камере нагрева зерна применены
металлические решетки, изготовленные из стержней диаметром 16 мм.
Зерносушилка марки «Целинная-60» производительностью
60 пл. т /ч создана по проекту Казахского филиала ВНИИЗ. Особенность ее
конструкции состоит в том, что она имеет три шахты, из которых две служат
для окончательного охлаждения зерна и одна - для промежуточного
охлаждения рециркулирующего зерна. Все три шахты продуваются
последовательно. Напорная камера расположена со стороны шахт
окончательного охлаждения.
Обе шахты окончательного охлаждения зерна состыкованы между собой
подобно шахтам зерносушилки «Целинная-30» так, что отводящие короба
первой шахты являются подводящими коробами второй. Между шахтами
окончательного
и
промежуточного
охлаждения
зерна
имеется
распределительная камера.
Основные узлы зерносушилки «Целинная-60» отличаются от узлов ранее
рассмотренных рециркуляционных зерносушилок лишь
большими габаритами.
Зерносушилка марки "Цединная-36" создана на базе сушилки ДСП-24сн. В
основу работы ее принята вторая технологическая схема сушки с
кратковременным нагревом смеси свежего и рециркулирующего зерна в
падающем слое и последующей сушкой смеси нагретым воздухом. Камера
нагрева зерна с приемным бункером устанавливается вне здания СОБ.
Технологическая схема реконструированной зерносушилки показана на рис. 54.
При реконструкции сушилки ДСП-24сн в распределительной
камере вместо двух горизонтальных перегородок по всей .ее высоте
установлена одна диагональная теплоизолированная перегородка. В
рециркуляционную шахту подается агент сушки, в охладительную шахту атмосферный воздух.
В ряде зерносушилок "Целинная-36" применены камеры нагрева, в которых
осуществляется предварительный нагрев свежего зерна. Такая камера нагрева
(рис. 54) состоит из раздельных приемных бункеров сырого 2 и
рециркулирующего 1 зерна с бесприводными загрузочными устройствами 3,
камеры предварительного нагрева 5 сырого зерна и основной камеры 7, где
происходит нагрев смеси сырого и рециркулирующего зерна. Агент сушки
поступает в подводящий диффузор основной камеры нагрева, проходит ее,
далее входит в камеру предварительного нагрева и после прохождения
удаляется через циклоны в атмосферу. Агент сушки отсасывается вентилятором
6. Смешивание сырого предварительно нагретого зерна с рециркулирующим
происходит в основной камере нагрева.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 93 из 156
Рис. 54 Технологическая схема зерносушилки Целинная - 36:
I-бункер рециркулирующего зерна; 2-бункер сырого зерна; 3-выпускное
устройство; 4-отводнщий диффузор; 5-камера предварительного нагрева
сырого зерна; 6-вентилнтор отработавшего агента сушки; 7-основная
камера нагрева зерна; 8-тормозящие элементы; 9-топка; 10-выпускиые
устройства; II-рециркуляционная шахта; 12-циклон; 13-охладительная
шахта; 14-тепловлагообменник; 15-накопительный бункер сырого зерна;
16-бункер просушенного зерна; 17-весы
Зерносушилка марки "Целииная-4(Г. В основу ее работы принята та же
технологическая схема сушки, что и для зерносушилки "Целинная-36". При
реконструкции сушилки ДСП-32от шахты ее снижены но высоте на 3300 мм.
Над шахтами установлен бункер вместимостью 40 м3, выполняющий роль
тепловлагообменника. На тешювлагообмешшк установлена металлическая
камера нагрева зерна с тормозящими элементами в виде решеток с ячейками
80x80 мм. Агент сушки подводится в камеру через диффузор, расположенный в
нижней ее части. Отработавший агент сушки выходит через диффузор,
расположенный в верхней части камеры с противоположной стороны и
направляется в циклон на очистку. После очистки он повторно используется
для сушки зерна в шахте.
В другой рециркуляционной зерносушилке, созданной на базе сушилки
ДСП-32от, для нагрева смеси свежего и рециркулирующего зерна используется
камера с каскадно движущимся слоем. Камера представляет собой
металлическую шахту сечением 1600x1600 мм, внутри которой установлены
решетчатые наклонные полки (рис. 55). Нагретая смесь свежего и
рециркулирующего зерна из камеры нагрева поступает в надсушильный
бункер, откуда основная масса зерна поступает в обе сушильно-охладительные
шахты, а часть зерна сливом поступает в камеру нагрева, где смешивается со
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 94 из 156
свежим зерном. В верхней части камеры нагрева смонтирован питательраспределитель лопастного типа, предназначенный для равномерного
распределения зерна по камере нагрева и перемешивания свежего и
рециркулирующего зерна. Каскадно движущийся по решетчатым наклонным
полкам слой зерна продувается восходящим потоком агента сушки.
Рис. 55. Технологическая схема реконструированной зерносушилки ДСП32от с нагревом зерна в каскадио-движущемся слое:
I-конвейер; 2,4,9-нории; 3-сепаратор; 5-порохоочиститсл1,; 6- бункер
отходов; 7,15-задвижки; 8,10,12-вентиляторм;
II-шахты, 13-сливпой бункер; 14-надсушильный бункер;
16-самотечный зернопровод; 17-бункер над камерой
нагрева зерна; 18-нитатель зерна; 19-решетчатые полки;
20-камера нагрева зерна; 21-тонка
Имеются рециркуляционные зерносушилки, в которых смесь свежего и
рециркулирующего зерна нагревается в распределительной камере сушилки в
состоянии падающего слоя (рис. 56). При реконструкции сушилки ДСП-32от
горизонтальные перегородки между зонами сушки в распределительной камере
снимают, а перегородку между второй зоной сушки и охладительной зоной
заменяют на сборник зерна типа бункера с самотеком. Свежее зерно подается в
надсушильный бункер, откуда через бесприводное выпускное устройство
поступает в камеру нагрева. Нагретое зерно из бункера-сборника по
самотечной трубе направляется на рециркуляцию в надсушильный бункер, где
оно смешивается со свежим зерном и перераспределяется на две части, одна из
которых поступает а шахты на сушку и охлаждение, а вторая - в камеру нагрева
и на рециркуляцию.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 95 из 156
Рис. 56. Технологическая схема реконструированной зерносушилки ДСП32от с нагревом зерна в распределительной камере:
I-выпускные устройства; 2,3-шахты; ^"разбрызгиватель" зерна; 5,8,17самотечные зернопроводы; 6-надсушильный бункер; 7,20,21-конвейеры;
9,10-нории; 11-средний надсушильный бункер; 12-псрегородка; 13распрсделитслытс устройство; 14,15,18-вснтиляторы; 16-тормозящис
элементы; 19-топка
Агент сушки, поступающий в распределительную камеру, передает часть
теплоты потоку падающего зерна, а затем поступает в шахты.
Зерносушилка «Целинная-100» проектной производительностью 100 пл. т/ч,
действующая по второй технологической схеме, отличается принципиально
новой конструкцией сушильной камеры, реализующей достоинства метода
комбинированной сушки зерна в псевдоожиженном и плотном фавитациошюдвижущемся слое. Зерносушилка создана Казахским филиалом ВНИИЗ
совместно с головным ВНИИЗ и не имеет мирового аналога.
Камера нагрева зерна (рис. 57) состоит из двух секций, совмещенных
таким образом, что агент сушки проходит через них последовательно снизу
вверх. В верхнюю секцию поступает только свежее зерно, где оно
предварительно нагревается отработавшим агентом, прошедшим нижнюю
секцию. В нижней секции нагревается смесь свежего предварительно нагретого
и рециркулирующего зерна.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 96 из 156
Рис. 57. Камера нагрева зерна зерносушилки "Целинная-ИМ)"
В качестве тормозящих элементов в камере нагрева зерна применены
гирлянды металлических конусов диаметром 220 и 290 мм по 4-6 штук в
каждой гирлянде.
Нагретое зерно поступает в один из отсеков бункера тепловла-гообменника,
расположенного над сушильной камерой, заполняет его и через «переливные»
окна в вертикальной перегородке пересыпается во второй отсек,
расположенный под охладительной камерой.
Внутри сушильной и охладительной камер размещена, подобно
воздухораспределительным коробам, система аэрогравитационных желобов
оригинальной конструкции (рис.58).
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 97 из 156
Рис. 58. Секция сушильной камеры зерносушилки "Цслинная-100":
1-перфорированная решетка; 2-кпроб; 3-деталь крепления короба; 4торцокая стенка воздухоподводящего канала; 5-люк лазовый; бвоздухотводящий канал
Каждый желоб представляет собой канал с перфорированной решеткой
шириной 130 мм. По ширине решетки имеется три ряда жалюзийных щелей
длиной по 40 мм. Площадь сечения воздухораспределительного канала под
решеткой переменна. Со стороны входа воздуха высота канала 400 мм, на
противоположном заглушенном конце- 120 мм.
Над аэрожелобом по всей его длине установлен короб пятигранной формы с
открытой нижней гранью. Короб разгружает решетку аэрожелоба от давления
слоя зерна, находящегося над аэрожелобом. Одновременно он служит каналом
для отвода отработавшего агента сушки или охлаждающего воздуха.
Зерно поступает на решетку аэрожелоба через продольные щели, образованные
стенками короба и транспортного канала. Толщина слоя зерна на решетке - 5060 мм. Нагнегаемый под решетку воздух, выходя через ее жалюзийные щели,
приводит слой зерна в псевдоожиженное состояние и перемещает зерно по
решетке. Агент сушки или охлаждающий воздух подается пол решетку с одной
из сторон аэрожелоба. Противоположным концом он выведен в приемник
зерна. Туда же по коробу отводится большая часть отработавшего агента сушки
или охлаждающего воздуха. Другая - меньшая часть отработавшего агента
сушки - проходит через продольные щели аэрожелоба и далее, пронизывая
плотный слой зерна, находящегося между аэрожелобами, выводится из камеры
через отводящие короба, имеющиеся в нижней части тешювлагообменника.
Аэрожелоба выполняют в данном случае функции воздухораспределительных
коробов и выпускных устройств. У части аэрожелобов боковые стенки
опущены ниже днища воздухораспределительного канала, благодаря чему
образованы дополнительные короба прямоугольного сечения с нижней
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 98 из 156
открытой гранью. Нагнетаемый через эти короба агент сушки пронизывает
плотный слой зерна, находящийся между коробами и выходит в приемник
зерна. В отличие от шахтных зерносушилок с воздухораспределительными
коробами, у которых поперечные размеры шахт ограничены условиями
равномерного распределения воздуха по длине короба, в сушилке с
аэрожелобами поперечные размеры сушильной камеры практически не
ограничены, что дает возможность существенно снизить высоту и общие
размеры сушилки.
В данном случае сушильная камера имеет высоту всего лишь 3 600 мм и
состоит из трех секций. В верхней и средней секциях имеется по пять, в нижней
- семь аэрожелобов (рис.58). Боковые стенки воздухораспределительных
каналов нижнего ряда аэрожелобов - общие. Каждая из секций обслуживается
индивидуальным вентилятором.
Зерносушилка "Целинная 100" выгодно отличается от зерносушилок других
конструкций существенно меньшими величинами удельной металлоемкости и
удельного расхода топлива на сушку. В зерносушилке обеспечивается
эффективное охлаждение и очистка от сорной примеси просушиваемого зерна.
В рециркуляционных зерносушилках, действующих по третьей
технологической схеме и созданных на базе шахтных прямоточных сушилок
ДСП, распределительная камера разделена диагональной теплоизолированной
перегородкой на две части так, что в одну из шахт подается только сушильный
агент, а во вторую шахту в верхнюю ее часть - сушильный агент, а в нижнюю атмосферный
воздух.
Сушильная шахта реконструированной сушилки работает в рециркуляционном
режиме, т.е. выпускаемое из нее зерно возвращается в рециркуляционную
норию, где смешивается со свежим зерном, поступающим на сушку.
Сушильно-охладительная камера работает в обычном прямоточном режиме все выпускаемое из нее просушенное и охлажденное зерно направляется в
хранилище.
В реконструированной зерносушилке 2хДСП-32от охладительная камера
первого сушильного аппарата переведена на работу в качестве сушильной
зоны. Для этого вентилятор, ранее подававший атмосферный воздух,
присоединен к топке. В норию свежего зерна направлено рециркулирующее
зерно из одной из шахт первого су-нории подается во второй сушильный
аппарат, который работает в обычном прямоточном режиме.
Зерносушилка марки «Целишшя-50к» создана по проекту Казахского
филиала ВНИИЗ применительно к сушке зерна кукурузы. Особенность
конструкции сушилки состоит в том, что она имеет по две состыкованные
шахты - сушильной И и сушильно-охладительной 9, подобно шахтам
окончательного охлаждения зерносушилок «Целинная-30» и «Целинная-60»
(рис. 59 а).
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 99 из 156
Обе шахты по высоте разделены на три зоны. В первую зону обеих шахт
подается агент сушки. Напорная камера 4 этой зоны размещена между шахтами
(рис. 596). Напорные камеры второй и третьей зон сушки 2 и зон охлаждения
зерна 10 примыкают к торцовым стенкам шахт. Отработавший в первой зоне
сушильный агент выходит в отводящие камеры 1 и 6, стенки которых
выполнены в
виде жалюзи. Огработавший во второй и третьей зонах сушки сушильный агент
выходит в камеру 8, а отработавший охлаждающий воздух в камеру 9. Камеры
8 и 9 разделены вертикальной перегородкой.
Рис. 59 а. Технологическая схема
зерносушилки "Целинная-50к": 1-рециркуляционная нория; 2-бункср; 3камсра нагрева зерна; 4,7,8,12-вентиляторы; 5-тенловлагообменник; 6оператинный бункер; 9-сушильно-охладительная шахта; 10-топка; Нсушильная шахта
В зерносушилке марки А1-УЗМ заводского изготовления, действующей по
третьей технологической схеме рециркуляционной сушки, с целью
интенсификации процесса дополнительно предусмотрен кратковременный
нагрев рециркулирующего зерна (рис. 60 а,б). Устройство для нагрева зерна
представляет собой набор кас-кадно расположенных наклонных полок, по
которым свободно скользит зерно, продуваемое потоком агента сушки. Пройдя
слой
нагреваемого зерна, агент сушки поступает в подводящие короба
195сушильных шахт. Надсушильный бункер разделен двумя внутренними
вертикальными перегородками на три части. Бункер над камерой нагрева зерна
имеет выпускное устройство для равномерной загрузки зерна.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 100 из 156
Рис. 59 б. Шахты зерносушилки "Целишшя-50к": 1,6-отводящис камеры
отработавшего сушильного агента в первой зоне сушки; 2-напорпая
камера второй и третьей зон сушки; 3-сушильная шахта; 4-напорная
камера первой зоны сушки; 5-сушилыю-охладителышя шахта; 7-перегородка; 8-отводящая камера отработавшего сушильного агента сторой и
трепли зон сушки; 9-отводящая камера отработавшего охлаждающего
воздуха; 10-напорная камера зон охлаждения зерна
Свежее зерно, поступающее из оперативного бункера 1, смешивается с
нагретым рециркулирующим и подается норией №1 в надсушильный бункер 4
и далее в сушильную шахту 5. Пройдя шахту и тепловлагообменник, зерно
подается норией №2 в надсушильный бункер 6, откуда одна часть зерна сливом
поступает в устройство для нагрева зерна, а другая - в сушильноохладительную шахту 10. Просушенное и охлажденное зерно направляется в
хранилище.
Рис. 60 а. Технологическая схема зерносушилки А1-УЗVI:
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 101 из 156
1-онсративный бункер 2-тенловлагообменник; > 3-выпускное устройство;
4-надсушильный бункер первой шахты; 5-периая сушильная шахта; 6-1
надсушильный бункер второй шахты; 7-перегородка; 8-средний
надсушильный бункер; 9-устройство для нагрева зерна; 10-сушильная
шахта; 11,12-вентиляторы; 13-осадочные камеры с инерционными
пылеотделителями; 14-охладительная шахта; 15-осадочная камера; 16выпускное устройство; 17-топка
Зерносушилка марки А1-ДСП-50 заводского изготовления, действующая по
третьей технологической схеме (рис. 61 а, б), состоит из двух шахт 10 и 19с
самостоятельными сушильными бункерами 12 и 18, тепловлагообменника 6,
оперативного бункера 9, вентиляторов 20 и 21. Сушильные шахты 10 и 19
работают на нагнетание, охладительная шахта 24 - на всасывание.
Рециркулирующее зерно на смешивание со свежим отбирают из шахты 19
после второй зоны сушки. При установившемся режиме работы сушилки
свежее зерно из оперативного бункера 9 поступает в норию 4, где смешивается
с рециркулирующим зерном, отбираемым из второй сушильной шахты. Смесь
зерна направляют в надсушильный бункер 12, где происходит контактный
тепло- и влагообмен. Далее зерно проходит первую сушильную шахту 10 и
тепловлагообменник 6 с регулируемым охлаждением зерна. По выходе из
тепловлагообменника зерно поступает в надсушильный бункер 18 второй
сушильной шахты 19, проходит ее и поступает в охладительную зону 24. Часть
зерна после второй сушильной шахты отбирается на рециркуляцию. Агент
сушки из топки и отработавший воздух из охладительной шахты засасываются
вентиляторами 20 и 21 и подаются в распределительную камеру сушилки. В
сушилке установлены короба переменного по длине поперечного сечения.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 102 из 156
Рис. 60 б. Зерносушилка А1-УЗМ (общий вид): 1-надсушильный бункер; 2диффузор; 3-вентилятор; 4-тонка; 5-пульт управления; 6-выпускное
устройство; 7-распределительная камера; 8-сушильные шахты; 9-система
очистки отработавшего агента сушки; 10-тепловлагообмениик; 11-охладительная зона; 12-выпускное устройство; 13-нория
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 103 из 156
Рис. 61 Технологическая схема зерносушилки А1-ДСП-50: 1-топка; 2,3,4нории; 5-выпускной механизм; 6-тепловлагооб-менник; 7,13,14,15,17самотечные зернопроводы; 8,22,25-осадочные камеры; 11-задвижка; 12,13надсушильные бункера; 16,27-перекидные клапаны; 20,21 -вентиляторы;
23-влагомер зерна; 24-охладительная камера; 26-выпускное устройство
Отличительной особенностью зерносушилки А1-ДСП-50 является устройство
отбора зерна на рециркуляцию. Оно расположено в нижней части сушильной
шахты 19. При эксплуатации сушилки необходимо уделять особое внимание
регулировке этого устройства, т.к. от нее зависит эффективность процесса
сушки.
Зерносушилка марки ЗИР-50 создана на базе сушилки ДСП32от (рис. 62).,<В основу ее работы принята четвертая технологиче-
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 104 из 156
Рис. 61 Г Зерносушилка А1-ДСП-50 (общий вид):
1,6-нории; 2-вынускное устройств)»; 3-тенловлагообменник;
4-осадочная камера; 5-надсушильный бункер; 7-диффузор;
8-вентилятор; 9-тонка
екая схема, включающая предварительный нагрев свежего зерна до предельно
допустимой температуры и сушку смеси в квазиизотермических условиях.
Рециркулирующее зерно, направляемое на смешивание со свежим, имеет
предельно допустимую температуру. Для предварительного нагрева свежего
зерна созданы аппараты, работающие по принципу псевдоожижения зернового
слоя.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 105 из 156
Рис.62.Технологическая схема реконструированной
зерносушилки ДСП-32от с предварительным нагревом
зерна в нсевдоожижснном слое: 1-нория свежего зерна;
2,4,23,24,-конвсйсры; 3-бунксры сырого зерна; 5-бункср
отходов; 6-циклопы; 7-вентилятор аппарата предварительного
нагрева свежего зерна; 8-снаренная нория; 9-бункер свежего
зерна; 10-аннарат предварительного нагрева свежего зерна;
11-выпуск нагретого зерна; 12-оперативный бункер; 13-вентилятор первой зоны сутки; 14-вентилятор второй зоны сутки;
15-тонка; 16,18-тенловлагообменники; 17-пория просушенного
зерна; 19-сушильная шахта; 20-сушильно-охладительная шахта;
21-диагональная перегородка; 22-вентилятор зоны охлаждения
При реконструкции зерносушилки ДСП-32от для предварительного нагрева
свежего зерна рядом с сушилкой установлен аппарат роторного типа 10. Он
представляет собой цилиндрическую камеру с днищем в виде плоской
газораспределительной
решетки.
На
крышке
камеры
подвешен
двенадцатилопастной ротор. Поступающий под решетку агент сушки приводит
зерновой слой в псевдо-ожиженнос состояние, а лопасти вращающегося ротора
перемещают зерно по решетке от места загрузки к месту его выпуска из
аппарата. Каждая секторная ячейка, образованная лопастями ротора, представляет собой автономную сушильную камеру, что обеспечивает одинаковое
для всех зерен время пребывания их в аппарате, а
следовательно, и равномерность нагрева. Продолжительность нагрева зерна
регулируют изменением частоты вращения ротора.
При реконструкции зерносушилки ДСП-32от роторный аппарат для
предварительного нагрева свежего зерна устанавливается рядом с сушилкой. В
распределительной камере сушилки вторая горизонтальная перегородка,
разделяющая охладительную зону от сушильной, демонтирована. В этой части
камеры установлена диагональная теплоизолированная перегородка, с
помощью которой одна из шахт превращена полностью в сушильную, а другая
в сушильно-охладителыгую.
Надшахтный
бункер,
выполняющий
роль
тепловлагообменника, перегорожен вертикальной перегородкой на две части.
Излишек зерна из надшахтного бункера ссыпается по сливному самотеку в
оперативный бункер. Выпускной патрубок этого бункера соединен с башмаком
первой ветви сдвоенной нории.
В реконструированной сушилке при необходимости можно проводить сушку
по разным технологическим схемам: обычную прямоточную или прямоточную
с предварительным нагревом свежего зерна; рециркуляционную сушку с
контактным нагревом свежего зерна (третья технологическая схема
рециркуляционной сушки) или с предварительным нагревом свежего зерна
(четвертая схема).
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 106 из 156
При начальной влажности зерна менее 20% оно на выходе из камеры нагрева
подается в обе ветви сдвоенной нории и загружается параллельно в обе шахты.
Агент сушки подается только в первую зону шахт, в две другие зоны атмосферный воздух.
При влажности зерна около 20% оно после нагрева подается в одну из ветвей
сдвоенной нории и далее поступает в одну из половин надшахтного бункера и
проходит через шахту, все три зоны которой работают как сушильные. По
выходе из первой шахты зерно подается во вторую ветвь сдвоенной нории и
направляется в бункер над второй шахтой. В две верхние зоны этой шахты
подается агент сушки, а в третью - атмосферный воздух.
При влажности зерна свыше 20% осуществляется рециркуляционная сушка в
квазиизотермическом режиме с предварительным нагревом свежего зерна.
После камеры нагрева зерно поступает в одну из ветвей сдвоенной нории, куда
возвращается также рецирку-лирующее зерно, прошедшее сушильную шахту.
Смесь свежего нагретого и рециркулирующего зерна подается в одну из
половин надшахтного бункера, полностью заполняет ее и по сливному самотеку поступает в оперативный бункер, также выполняющий роль тепловлагообменника. Из надшахтного бункера зерно поступает в сушильную
шахту и по выходе из нее разделяется на два потока, один из которых подается
в рециркуляционную норию, а второй поток -во вторую ветвь сдвоенной нории,
которая подает зерно в сушильно-охладительную шахту. Просушенное и
охлажденное зерно, выходящее из этой шахты, направляют в хранилище.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 107 из 156
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 13
УСТАНОВКИ ДЛЯ СУШКИ МАЛЫХ ПАРТИЙ ЗЕРНА
Структура лекции:
1. Шахтные зерносушилки.
2. Барабанные зерносушилки
3. Бункерные зерносушилки
Возрастание доли производства зерна фермерскими, крестьянскими и другими
частными хозяйствами обусловливает необходимость сушки все большего
количества малых партий зерна. Эта задача в определенной мере решается с
использованием стационарных и передвижных шахтных и барабанных
зерносушилок сравнительно невысокой производительности, бункерных,
колонковых и других сушилок.
В последнее время изготавливаются новые шахтные зерносушилки малой и
средней производительности, спроектированные различными предприятиями и
организациями, в том числе - оборонного комплекса.
Шахтные зерносушилки
Зерносушилка передвижная марки К4-УСЛ производительностью 10 пл.т /
ч представляет собой усовершенствованную модель передвижной сушилки
ЗСПЖ-8, получившей в свое время широкое распространение на
хлебоприемных предприятиях и в сельских хозяйствах.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 108 из 156
Все оборудование зерносушилки К4-УСА смонтировано на шасси автоприцепа
и включает: две параллельно расположенные шахты с выпускными
механизмами непрерывного действия, топку, вентиляторы, нории, винтовые
конвейеры, пульт управления.
Распределительная камера между шахтами разделена горизонтальными
перегородками на три части, благодаря чему в шахте образуются две зоны
сушки и зона охлаждения зерна. В распределительной камере имеется
устройство, позволяющее подключать в случае необходимости к охладительной
камере сушилки нижний ряд коробов второй зоны сушки.
Для более интенсивного продувания зернового слоя применены коробажалюзи. В каждом ряду размещено по 20 коробов или по 19 коробов и два полу
короба. Подводящие и отводящие короба чередуются через один в каждом
ряду. Вентиляторы, подающие агент сушки, расположены в передней части
прицепа; вентиляторы, подающие охлаждающий воздух, установлены под
рамой прицепа.
Отработавший агент сушки и воздух выходят из отводящих коробов наружу
Для предохранения от попадания в шахту атмосферных осадков выходные
отверстия отводящих коробов защищены дверцами с жалюзи.
Устройство транспортных механизмов позволяет сушить зерно параллельно в
двух шахтах или пропускагь его последовательно через обе шахты. Свежее
зерно подают в приемный бункер, расположенный с задней торцовой стороны
шахт. Из него двумя ленточными ковшовыми конвейерами Г-образной формы
зерно подается на верх шахт. При выходе из приемного бункера лента вначале
движется в кожухе в вертикальном направлении, затем над шахтами она
огибает барабан и переходит в горизонтальное движение, при этом зерно из
ковшей высыпается на лету и перемещается к передней торцовой стенке шахты.
Здесь лента также огибает барабан и зерно с нее ссыпается в шахту.
Опорожнившиеся ковши при обратном движении ленты разравнивают зерно
вдоль шахты. Излишек зерна сгребается ковшами и через патрубки ссыпается в
приемный бункер.
Выпускной механизм непрерывного действия позволяет регулировать
количество выпускаемого зерна на разных участках шахты. Из подсушильных
бункеров зерно поступает в продольные, а затем -в поперечные винтовые
конвейеры, расположенные под рамой прицела.
Зерносушилка передвижная марки К4-УС2-А производительностью 10
пл.т/4 (рис. 63) в отличие от сушилки К4-УСА, оснащена коробами-жалюзи
переменного по длине поперечного сечения. У торцовых стенок шахты
установлены полукороба, имеющие жалюзи на боковых стенках.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 109 из 156
Рис. 63. Зерносушилка К4-УС2-А (общий вид): 1-вентилятор ВВД №5; 2топка; 3-форсупка; 4-электроршжиг, 5-тонливопровод; 6-прибор контроля
пламени; 7-вентилятор второй сушильной зоны; 8-вснтилнтор первой
сушильной зоны; 9-шахта; 10-ковшовый конвейер; 11-выпускное
устройство; 12-бункер; 13-винтовый конвейер; 14-вентиляторы охладительной шахты; 15-дверцы с жалюзи
Выпускное устройство сушилки модернизировано с целью приспособления к
сушке мелкосемянньгх культур, например, рапса. Рассекатели потока зерна,
образующие прямоугольные выпускные отверстия, снабжены коническими
насадками, которые опускаются в крайние нижние положения, предотвращая
выдувание зерна.
Кроме того, при сушке мелкосемянных культур один из вентиляторов
охладительной зоны выключается и отсекается заслонкой.
Зерносушилки стационарные марки ЗСШ-1 и ЗСШ-2 ПРО-изводительностью
1 т/ч и 2 т/ч при снижении влажности зерна с 20 до 14% ( изготовитель - АО
«Луч», г.Белгород) .
Сушилки спроектированы на сушку нагретым воздухом температурой 90- 150°
С.
Потребная мощность ( соответственно) - 60 кВт и 120 кВт. Габаритные
размеры: ЗСШ-1 - 2 500 х 4 000 х 1 400 мм; ЗСШ-2 - 2 500 х 4 000 х 2 000 мм.
Масса : ЗСШ- 1 - 1 800 кг; ЗСШ- 2 - 1 600 кг.
Зерносушилка стационарная
производительностью до
10 т/ч ( изготовитель - завод «Искра», г.Кумертау, Республика Башкортостан)
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 110 из 156
В качестве агента сушки используется чистый нагретый воздух и смесь воздуха
с продуктами сгорания топлива. Сушилка работает на жидком и газообразном
топливе.
Габаритные размеры - 3 500 х 3 000 х 8 000 мм; масса сушилки -10 000 кг.
Зерносушилка стационарно-мобильная марки Р1- СЗЖ
производительностью 10 т/ч при снижении влажности зерна на 4%
(изготовитель - АО «Мельинвест», Нижний Новгород).
Сушилка оснащена передвижной платформой, гидравлическим подъемником и
телескопическими
боковыми
опорами.
Работает
в
комплекте
с
теплогенератором на дизельном топливе. Расход воздуха - 38 000 м'/ч; расход
топлива - 52 л/ч.
Габаритные размеры (в рабочем положении) - 21 160 х 2 950 х
11 175 мм; масса - 5 500 кг.
2. Барабанные зерносушилки
Сушка в барабанных сушилках построена по принципу контакта
пересыпающегося (разрыхленного) слоя зерна с сушильным агентом с
одновременным транспортированием зерна внутри вращающегося барабана.
Стационарная барабанная зерносушилка марки СЗСБ-8
Зерносушилка СЗСБ-8 производительностью 8 т/ч (рис. 64) состоит из
сушильного барабана и отдельно стоящей охладительной колонки. Диаметр
барабана - 1800 мм, длина 8000 мм. Свежее зерно и агент сушки поступают в
барабан через загрузочную камеру 3.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 111 из 156
Рис. 64. Барабанная зерносушилка СЗСБ-8:
а-общий вид; б-технологичсская схема: 1-топка; 2-загрузочная труба; 3загрузочная камера; 4,7-бандажи
сушильного барабана; 5-лонасти; 6-сушильный барабан;
8-вснтилятор сушильного барабана; 9-охладитсльная колонка;
10-вентилятор охладительной колонки; 11-измерительные
преобразователи уровня зерна; 12-сливной зернопровод;
13-нория; 14-разгрузочная камера; 15-шлн>зовой затвор;
16,17-опорные ролики; 18-электродвигатель с приводом
сушильного барабана; 19-клаиап-мт алка
Просушенное зерно и отработавший агент сушки выводятся из барабана
через разгрузочную камеру 14. Сушилка работает под разрежением. Барабан с
загрузочной и разгрузочной камерами сочленяется через скользящие
лабиринтовые уплотнения. В передней части барабана имеются винтовые
дорожки для плавного подвода струи зерна к секторам внутреннего устройства.
Такие же дорожки имеются и в концевой части барабана для вывода зерна.
Внутри барабана по окружности укреплены лопасти 5, которые при вращении
барабана захватывают зерно и поднимают его вверх. По мере подъема лопастей
зерно ссыпается с них и распределяется по расположенным внутри барабана
полочкам. Под действием подпора загружаемым зерном и потока газов зерно
перемещается вдоль барабана. В зависимости от устройства и размещения
полочек заполнение объема барабана зерном составляет 20-25%. Разгрузка
зерна производится через шлюзовой затвор 15. Отработавший агент сушки
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 112 из 156
отсасывается из разгрузочной камеры вентилятором 8. Расход агента сушки
регулируется дросселем, установленным в выхлопном патрубке вентилятора.
На барабан надето два бандажа 47, которыми он опирается на приводные
металлические ролики 17. Приводной механизм состоит из электродвигателя
18, редуктора и приводных роликов. Охладительная колонка 9 состоит из двух
вертикальных цилиндров с перфорированными стенками. Воздух отсасывается
вентилятором 10 из внутреннего цилиндра. Зерно из охладительной колонки
выпускается через шлюзовой затвор.
По технико-экономическим показателям барабанные сушилки уступают
шахтным. Они более громоздки и металлоемки, в них зерно подвергается
механическим воздействиям, вследствие чего их нецелесообразно использовать
для сушки семенного зерна, а также зерновых культур, подверженных
растрескиванию. Время пребывания зерна в сушильном барабане ограничено и
составляем 15-20 мин., в связи с чем снижение влажности за один пропуск не
превышает 3-4%. Барабанные сушилки требуют установки отдельно стоящих
охладителей зерна.
Передвижная барабанная зерносушилка марки СЗПБ-2.5.
Сушилка состоит из двух барабанов - сушильного и охладительного.
Сушильный барабан диаметром 1000 мм и длиной 5000 мм опирается на четыре
пары роликов, из которых две пары служат для привода барабана во вращение.
Внутри он разделен на шесть секторов (секций) с лопастями и полками,
предназначенными для лучшего перемешивания зерна. С передней и задней
торцевых сторон барабана имеются подводящие и отводящие камеры.
Охладительный барабан диаметром 550 мм и длиной 2300 мм имеет на
поверхности со стороны поступления зерна из сушильного барабана восемь
ковшей. Поступающее в них нагретое зерно ссыпается внутрь охладительного
барабана.
Сырое зерно подают в сушильный барабан из приемного устройства или из
насыпи винтовым конвейером через самотечный зернопровод на шесть
винтообразных дорожек, подводящих зерно к секторам барабана. Просушенное
зерно в конце барабана поступает на винтообразные дорожки, служащие для
вывода зерна через шнековый конвейер в охладительный барабан.
Охлажденное зерно ссыпается через шлюзовой затвор на передвижной
винтовой конвейер.
В качестве агента сушки используется смесь воздуха с продуктами сгорания
топлива.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 113 из 156
Рис. 65. Вентилируемый бункер ЬВ-25 (общий вид): 1-кольцевая рама; 2цилипдр с перфорированными стенками;
3-регулятор влажности зерна; 4-датчик уровня зерна;
5-кланан; 6-раепределитель зерна; 7-воздухораснредслитсльная труба; 8-вентилятор 1Д4-70 №8; 9-электрокалорифер;
10-стойка; 11-конусообразное дно
3. Бункерные зерносушилки
Сушилка бункерная (на базе вентилируемого бункера БВ25) периодического действия представляет собой вертикальный цилиндр 2
диаметром 3080 мм с перфорированными стенками и конусообразным дном
(рис. 65). Внутри цилиндра по центру размещена
воздухораспределительная труба 7 диаметром 770 мм. На верхнем конце трубы
смонтировано устройство 6 для равномерной загрузки зерна в кольцевое
пространство бункера. Загрузочное устройство состоит из приемной воронки и
конуса-распределителя. Бункер
вмещает около 25т зерна.
В верхней части на стенке бункера установлен датчик уровня,
свидетельствующий о полном заполнении зерном. Засыпают в бункер только
предварительно очищенное зерно. При влажности зерна до 22% бункер
заполняют полностью. При более высокой влажности бункер доверху
заполнять нельзя. В процессе сушки такого зерна один-два раза в сутки зерно
пересыпают снизу наверх или в другой бункер для его перемешивания и более
равномерной сушки.
Воздух нагнетается в центральную трубу 7 снизу вентилятором 8. Удельная
подача воздуха 420 м3/(т.ч). Для его подогрева на 5-6°С служит
электрокалорифер 9 мощностью 24 кВт. Внутри воздухораспределительной
трубы 7 имеется подвижной клапан 5, который можно устанавливать на любой
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 114 из 156
высоте. В процессе сушки уровень зерна в бункере снижается, поэтому
периодически, через 3-4 часа, клапан опускают.
Процесс сушки контролируется автоматически по относительной влажности
отработавшего воздуха. Регулятор влажности 3 установлен на наружной
перфорированной стенке бункера. Регулятор настраивают таким образом,
чтобы он сработал при понижении относительной влажности отработавшего
воздуха до 70%. При этом автоматически отключаются калорифер и
вентилятор.
Два других регулятора влажности устанавливают в специальном кожухе на
наружной стенке здания, в котором смонтирован бункер. Эти регуляторы
автоматически включают или выключают секции электрокалорифера. Один из
них настроен на срабатывание при относительной влажности наружного
воздуха выше 75%, второй -выше 80%. При относительной влажности воздуха
выше 75% автоматически включится одна секция калорифера, при влажности
выше 80% будут включены обе секции.
После снижения влажности зерна до 15% его выгружают из бункера.
Производительность вентилируемого бункера БВ-25 при подогреве
атмосферного воздуха на 6°С и снижении влажности зерна на 6% составляет
0,25 т/ч.
Сушилка бункерная (на базе вентилируемого бункера БВ-40А) с
переменным диаметром внутреннего газораспределителя обслуживается
топочным блоком БТ-0,75. Конструкцией установки предусмотрен
непрерывный или периодический режим работы.
Сушилка бункерная марки СБСВ-5 состоит из двух коаксиальных
металлических перфорированных цилиндров. Во внутренний цилиндр
подводится агент сушки. Плотный слой зерна находится в кольцевом
пространстве между стенками цилиндров. Конструкцией установки
предусмотрен непрерывный или периодический режим.
Внутренний цилиндр - имеет переменное по высоте сечение, так что толщина
продуваемого зернового слоя в верхней части камеру меньше, чем в нижней. В
месте перехода большого диаметра воздухораспределительного цилиндра на
меньший происходит перемешивание слоя зерна, примыкающего к стенке
воздухораспределителя, с менее просушенным зерном, примыкающим к
внешней стенке камеры.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 115 из 156
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 14
КОЛОНКОВЫЕ ЗЕРНОСУШИЛКИ. КОНВЕЙЕРНЫЕ
ЗЕРНОСУШИЛКИ. КАРУСЕЛЬНЫЕ ЗЕРНОСУШИЛКИ.
Структура лекции:
1. Колонковые зерносушилки
2. Конвейерные зерносушилки
3. Карусельные зерносушилки
4. Камерные зерносушилки.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 116 из 156
1. Колонковые зерносушилки.
Сушильная камера представляет собой прямоугольную, либо изогнутую
спаренную (рис. 66) колонку с перфорированными стенками. Пространство
между колонками служит распределительной камерой, в которую подается
агент сушки.
Распределительная камера может быть
разделена
горизонтальными перегородками на две части, что позволяет подавать в
каждую из них либо агент сушки, либо атмосферный воздух. Сушилка может
работать в режиме "сушка-охлаждение" зерна или полностью в режиме "сушка"
с охлаждением просушенного зерна в вентилируемом бункере.
В колонковых сушилках имеется возможность более высокой удельной подачи
воздуха в сравнении с шахтными сушилками с коробами. Однако, при всей
простоте и других достоинствах колонковых сушилок (низкая металлоемкость,
легкость монтажа) им присущ серьезный недостаток - неравномерность нагрева
и сушки зерна по толщине слоя.
В России производятся стационарные сушилки марки СК-5 и передвижные марки СК-02 с колонками прямоугольной формы, работающими в режиме
"сушка-охлаждение" зерна.
Зерносушилка стационарная марки СК-5 (изготовитель — АООТ
«Брянсксельмаш») производительностью 5 т/ч при сушке семенного зерна и 10
т/ч - при сушке продовольственного зерна.
Сушилка представляет собой две параллельно расположенные сушильноохладительные колонки с перфорированными стенками (рис.67). Толщина
продуваемого слоя зерна - 300 мм. пространство между колонками служит
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 117 из 156
воздухораспределительной камерой. В качестве агента сушки используется
Рис. 66. Колонковая, зерносушилка фирмы
"Ферм Фанз" (011 А) (общий вид):
1-загрузочный винтовой конвейер; 2-надсушильный бункер; 3-колонка
сетчатыми стенками; 4-воздухораспределительная камера; 5-датчик
температуры зерна; 6-станина; 7-разгрузочный винтовой конвейер; 8пульт управления; 9- вентиляторы; 10-камера сгорания топлива
нагретый в теплообменнике атмосферный воздух температурой 130-145°С.
Сушильно-охладительные колонки работают под разрежением. Каждая из
колонок обслуживается своим вентилятором. Агент сушки и охлаждающий
воздух, пройдя через слой зерна поступают в общий отводящий диффузор и
далее вентилятором выводятся в атмосферу.
Габаритные размеры сушилки: 11 800 х 5 500 х 11 000 мм. Масса сушилки - до
13 000кг; зерновая вместимость колонок -12,5 м3
Сушилка может быть использована как в составе зерноочистительносушильных комплексов, так и индивидуально.
Зерносушилка стационарная марки СК-20
(изготовитель-АООТ
«Брянсксельмаш») представляет собой спаренную сушилку СК-5.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 118 из 156
Зерносушилка передвижная марки СК-02 (изготовитель -АООТ
«Брянсксельмаш») производительностью 2 т/ч при снижении влажности зерна с
20 до 14%.
Рис. 67. Зерносушилка колонковая стационарная СК-5
В состав сушилки входят тепловентиляционный блок и загрузочный шнековый
конвейер, которые могут использоваться самостоятельно.
Зерносушилка марки ЗСК-2 производительностью 2 т/ч
при снижении влажности зерна с 20 до 14% (изготовитель - Уральский НИИ
композиционных материалов).
Сушилка спроектирована на сушку нагретым воздухом предельной
температурой до 60°С. Рекомендуется для сушки семенного и фуражного зерна.
Сушилка включает две колонки. Масса сушилки 3 200 кг.
Зерносушилка стационарная марки Р1-СЗГ производительностью 15 т/ч при
снижении влажности зерна на 5% (совместное производство О^ЕО (США) - АО
«Мельинвест», г.Нижний Новгород). Работает на газообразном топливе. В
сушилке предусмотрена рециркуляция отработавшего агента сушки.
Габаритные размеры: 2800x2400x12300мм Масса сушилки 6500 кг№
2. Конвейерные зерносушилки
Сушилка конвейерная производительностью 2 т/ч (изготовитель Волгодонский опытно-экспериментальный завод) спроектирована на сушку
нагретым воздухом. Сушилка включает в себя четыре металлические
конвейерные перфорированные ленты, расположенные одна над другой.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 119 из 156
Рекомендуется как для сушки продовольственно-фуражного зерна, так и для
сушки элитных семян
ценных культур.
Сушка происходит в тонком продуваемом слое продукта. В качестве
теплогенераторов могут быть использованы электрокалориферы или
теплогенераторы типыТГ-Ф-1,5А;ГТГ-1,5 и другие тепловой мощностью до 175
кВт. Номинальная мощность тешюгенера-тора -140 кВт. Установленная
мощность электродвигателей-32 кВт.
Габаритные размеры сушилки 7400 х 2250 х 3490 мм, ее масса (без
теплогенератора) 2200 кг.
Разработчики считают, что установка наиболее эффективна для подсушки зерна
и семян повышенной влажности перед их активным вентилированием в
бункерах типа БВ-40, а также для
сушки семян подсолнечника в составе технологических линий прессового
отжима растительного масла производительностью до 10
т сырья в смену.
3. Карусельные зерносушилки
Зерносушилка карусельная марки СКЗ-8
(изготовитель -АООТ
«Брянсксельмаш») производительностью 8 т/ч при сушке семенного зерна и 16
т/ч - при сушке продовольственного зерна.
Сушилка выполнена в виде вращающейся, круглой платформы,
представляющей собой перфорированное днище, на которое поступает
высушиваемое зерно (рис. 68). Сушильный агент, пронизывая слой зерна,
выходит в атмосферу. По мере вращения платформы нижний слой зерна
высушивается и выводится из сушильной камеры разгрузочным винтовым
конвейером, прилегающим к перфорированному днищу. Сверху слой зерна
дополняют свежим зерном. Частоту вращения платформы регулируют таким
образом, чтобы за один ее оборот нижний слой зерна мог просушиться до
требуемой влажности. В идеальном случае слой сухого зерна необходимо удалять со скоростью, равной скорости перемещения зоны сушки через зерновую
массу (см. глава 5, § 2).
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 120 из 156
Рис. 68. Зерносушилка карусельная СКЗ-8
4. Камерные сушилки.
Гибридную и сортовую кукурузу в початках сушат в неподвижном слое в
камерных сушилках. Имеется два типа сушилок: с продольным расположением
сушильных камер (коридорный тип) и с поперечным (секционный тип).
На рисунке 69 показан общий вид камерной сушилки коридорного типа. Она
представляет собой кирпичное здание с параллельно расположенными
сушильными камерами 1, между которыми имеется двухэтажный
распределительный коридор 2. В одной сушилке может быть от 4 до 12 камер.
Камеры имеют прямоугольное сечение. Днище 7 наклонено под углом 30°,
выполнено из досок толщиной 50 мм, уложенных на ребро с промежутками 50
мм. Поверх досок уложено штампованное сито с отверстиями диаметром 5 мм.
Початки загружают через верхние люки 9 размерами 780x780 мм, выгружают
через боковые нижние люки 6 размерами 1235x1000
мм в наружных стенах здания.
Максимальная высота насыпи початков составляет 3,5- 4 м. К торцовым стенам
здания сушилки примыкают топочные помещения 4 с вентиляторами низкого
давления производительностью
по 250 тыс.м3/ч.
Сушилки с шестью камерами имеют одну топку, с десятью-двенадцатью
камерами - две топки.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 121 из 156
Рис. 69. Камерная сушилка (общий вид): 1-сушильная камера; 2двухэтажны и коридор; 3-топка;
4-топочнос помещение; 5-двсри нижнего коридора;
6-разгрузочные люки; 7-днище; 8-скребковый конвейер;
9-за1'рузочные люки; 10-загрузочнмй конвейер;
11-лтки верхнего коридора; 12-всрхнис люки
Сушильный агент подают либо в нижний, либо в верхний коридор. Его можно
одновременно направить через работающие камеры снизу вверх (параллельное
включение) или же вначале направить через несколько камер сверху вниз, а
через другие работающие камеры снизу вверх (последовательное включение).
Для организации движения сушильного агента в нужном направлении в каждой
камере имеются по две двери 5, открывающиеся в нижний коридор и по четыре
люка, открывающиеся в верхний коридор. Отработавший агент сушки выходит
в атмосферу через верхние наружные люки 12.
Для параллельного включения камер агент сушки подают в нижний коридор,
открывают двери и верхние наружные люки. Люки верхнего коридора должны
быть при этом закрыты. Агент сушки пронизывает насыпь початков снизу
вверх во всех работающих камерах и удаляется в атмосферу.
Для организации последовательного движения агента сушки в некоторых
камерах открывают люки верхнего коридора, а в других верхние наружные
люки 12. Двери камер 5 в нижнем коридоре открывают, а все остальные люки
должны быть закрыты. Агент сушки подают в верхний распределительный
коридор, из которого он через одни камеры проходит сверху вниз, собирается в
нижнем коридоре, проходит через остальные камеры снизу вверх и удаляется в
атмосферу через открытые верхние наружные люки.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 122 из 156
Направление движения агента сушки по камерам устанавливают в зависимости
от порядка их загрузки и принятого режима сушки.
После окончания сушки в какой-либо из камер ее отключают, для чего плотно
закрывают внутренние двери и люки. Початки оставляют на некоторое время в
камере для перераспределения влаги между зернами и внутри зерновок, а также
для их охлаждения. По окончании охлаждения открывают разгрузочные люки.
Початки самотеком по наклонному днищу поступают на ленточный конвейер,
установленный вдоль продольных наружных стен сушилки и направляются на
обмолот.
Топочное помещение камерной сушилки установлено на шести колоннах и
имеет длину 8400 мм, ширину 6700 мм и высоту 7600 мм. В топочном
помещении смонтированы форсунка воздушного распыления для сжигания
жидкого топлива; вентилятор высокого давления, подающий воздух к
форсунке; вентилятор низкого давления двухстороннего всасывания,
подающий агент сушки в сушилку; электродвигатель для привода обоих
вентиляторов.
Непосредственно за форсункой находится камера горения, выложенная изнутри
шамотным кирпичом или огнеупорной массой, ограждающий кожух и сквозной
смесительный цилиндр, в котором продукты сгорания топлива частично
смешиваются с атмосферным воздухом. Воздух засасывается в топочное
помещение через решетку в полу топки, а также через жалюзи в боковых
стенках.
Сушилка секционного типа отличается от коридорной тем, что состоит из
отдельных самостоятельных ячеек - секций. В каждую секцию входят две
сушильные камеры и расположенная между ними топка.
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 123 из 156
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
ЛЕКЦИЯ № 15
ТЕПЛОВЕНТИЛЯЦИОННАЯ И ТОПЛИВНАЯ СИСТЕМЫ
ЗЕРНОСУШИЛОК
Структура лекции:
1. Характеристика топлива, применяемого для сушки зерна.
2. Конструкции топок зерносушилок
1. Характеристика топлива, применяемого для сушки зерна
В зерносушилках, работающих на смеси воздуха с продуктами сгорания
топлива, применяют дизельное топливо, соляровое масло, тракторный керосин,
топливо печное бытовое (табл. 5 ) и природный горючий газ (табл. 6).
Таблица 5
Характеристика жидкого топлива
Топливо
Массовая доля в рабочем составе, %
Низшая
удельная
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 124 из 156
Теплота
сгорания, Q
кДж/кг
Ср
Нр
Sр
0Р+NР
WР
Дизельное
86,3
13,3
0,3
0,1
0,0
42620
Соляровое
масло
86,5
12,8
0,3
0,1
0,0
42330
Керосин трак-
86,0
13,7
0,1
0,2
0,0
42960
86,1
13,1
0,5
0,3
0,0
42340
торный
Печное
бытовое
При сгорании 1 кг жидкого топлива образуется от 1,15 до 1,23 кг водяного
пара. В результате этого влагосодержание смеси 1 га-воздуха с продуктами
сгорания топлива при нагреве, например, от 20 до 120°С увеличивается на -15
г/кг.
Природный горючий газ в основном состоит из метана. Объемная доля его в
газе различных месторождений колеблется от 60 до 99%, других углеводородов
- от 0 до 22%, углекислого газа - от 0 до 11,6%, азота - от 0 до 36%,
сероводорода - от 0 до 3,6%.
2. Конструкции топок зерносушилок
Качество просушенного зерна и технико-экономические показатели работы
зерносушилки в значительной мере зависят от степени совершенства топочного
устройства.
Топки зерносушилок конструктивно отличаются от других котельных топок
наличием смесительной камеры, где происходит непосредственное смешивание
нагреваемого воздуха с продуктами сгорания топлива. При этом вся
химическая энергия сгорающего топлива практически полностью используется
в виде тепловой энергии агента сушки, поступающего в сушилку. В топках
зерносушилок поддерживается более низкая температура горения топлива за
счет более высокого коэффициента избытка воздуха. Обычно он поддерживается на уровне 1,8-2,2, тогда как в котельных топках он не превышает 1,21,3. В отличие от котельных топок, где повышение избытка воздуха
увеличивает потери теплоты с уходящими газами, в топках зерносушилок эти
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 125 из 156
потери исключены. В то же время возможность поддержания более низкой
температуры в топочном пространстве позволяет применять менее
жаропрочные легированные материалы.
Основное требование, которое предъявляется к топке зерносушилки - это
обеспечение полноты сгорания топлива.
Конструкции топок разнообразны. В эксплуатации находится большое
количество кирпичных топок, в свое время работавших на твердом топливе, а
впоследствии переведенных на сжигание жидкого или газообразного топлива.
В дальнейшем начали строить кирпично-металлические и изготовлять в
заводских условиях более легкие цельнометаллические топки, изначально
предназначенные для сжигания жидкого или газообразного топлива. Имеются
топки с горизонтальным и вертикальным расположением горящего факела
топлива.
Для сжигания жидкого топлива используют форсунки инжекционного или
игольчатого типа; для сжигания газа - горелки среднего и низкого давления.
На рис. 70 показана широко распространенная кирпично-металлическая
топка с горизонтальным расположением факела горящего топлива. Для
получения устойчивого факела и интенсивного перемешивания нагреваемого
воздуха с продуктами сгорания топлива в топочном пространстве по одной оси
форсунки 10 и камеры сгорания 1 установлены колецеобразно стальные
смесительные экранирующие цилиндры 4,5 через открытые торцы которых
атмосферный воздух поступает к факелу горящего топлива. Длина горящего
факела достигает 2-3 м. Чтобы предотвратить заброс в газоход 8 горящего
факела, перед входным отверстием в газоход установлен стальной
отражательный щит 6.
Для сжигания жидкого топлива в большинстве топок стационарных
зерносушилок применяют инжекционные форсунки типа Ф-1 (рис.71). Топливо
поступает в форсунки от насосной станции по трубопроводу (рис. 72). По пути
в форсунку оно проходит через запорный муфтовый вентиль 1, топливный
фильтр 2, регулятор давления 3, электромагнитный клапан 6. На топливной
линии установлен манометр 4 и предусмотрено место 5 для установки счетчика
расхода (расходомера) топлива. К нижнему патрубку форсунки подводится
сжатый воздух от вентилятора высокого давления.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 126 из 156
Рис. 74. Топка кирпично-металлическая (общий вид):
1-камера сгорания; 2-лист (форкамсры); 3-металличсский кожух
(футерованный); 4,5-смесительаые экранирующие цилиндры;
6-отражательпый щит; 7-перекрытие; 8-газоход; 9-рама;
10-форсунка; 11-вентилятор дутьевой; 12-олектроднигателц
13-воздухопровод; 14-фильтр для очистки воздуха
Поступающее в форсунку топливо входит в приемную камеру 4 (рис. 71) и
далее через внутренний осевой канал поступает в сопло 14, подхватывается
сжатым воздухом и в распыленном состоянии выбрасывается в камеру
сгорания. Воспламенение распыленного топлива осуществляется с помощью
запального приспособления. Расход топлива изменяют поворотом гайки 5
микрометрического винта. Форсунка Ф-1 рассчитана на расход топлива от 80
до 350 кг/ч. Давление топлива - 70-170 кПа. Процесс горения регулируют так,
чтобы в горючей смеси было обеспечено оптимальное соотношение между
топливом и сжатым воздухом. Грубое регулирование давления и расхода
воздуха осуществляют поворотом дроссельной заслонки 18с
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 127 из 156
Рис. 73. Топка с вертикальным расположением форсунки:
1-конфузор; 2-наружная стенка; 3-внутренняя стенка; 4-камера сгорания;
5-металлический лист для крепления форсунки; 6-сгорание
В другой конструкции топки (рис. 74) форкамера смонтирована наклонно под
углом 20° с целью более свободного доступа к форсунке Ф-1. Вертикальный
канал топки круглого сечения выполнен из огнеупорного кирпича с системой
каналов для подсоса атмосферного воздуха.
Рис.
74
Топка
с
наклонным
расположением
форсунки:
1соединительный канал; 2-внут-ренняя
стенка; 3-воздуншый капал (пространство между стенками); 4-наружная
стенка; 5-форкамера; 6-заборный канал;
7-отражательный щит; 8-нросмы для
подачи подогретого воздуха (16 шт)
Цельнометаллическая топка зерносушилки РД-2х25 (рис.75) состоит из
наружного 4 и внутреннего 6 кожухов, форкамеры 7, камеры сгорания,
отражателя 3, дроссельклапанов и патрубков. Атмосферный воздух поступает в
топку через заборные патрубки, смонтированные на передней торцевой стенке.
Для регулирования температуры агента сушки предусмотрен дополнительный
подсос наружного воздуха через дроссель-клапан, установленный на задней
торцевой стенке топки в патрубке 2. Наружный кожух топки тепло-изолирован
стекловатой слоем толщиной 50 мм и обшит листовой сталью. Топка
оборудована форсункой Ф-1.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 128 из 156
Рис. 75. Топка зерносушилки РД-2х25-70 (общий вид):
1-смесительная камера; 2-патрубок для дополнительного
подсоса наружного воздуха; 3-отражателц 4-наружный кожух;
5-отверстия для подсоса воздуха; 6-внутренний кожух; 7-форкамера; 8патрубки для подсоса наружного воздуха
В топках зерносушилок средней и малой производительности с расходом
топлива до 100 кг/ч применяют форсунки игольчатого типа (рис.76). Так же,
как и к форсунке Ф-1, топливо подводится под давлением 150-170 кПа. Оно
входит через отверстие 9 сбоку форсунки и через каналы 7 поступает к
коническому соплу, в которое топки, работающие на жидком топливе,
обязательно оснащают противовзрывными люками или клапанами в стенах
топочного помещения, легко открывающимися наружу. Площадь люков должна быть не менее 0,1 м2 на 1 м3 объема топочного пространства. Эти люки
предохраняют стены топочного помещения от разрушения в случае резкой
вспышки (хлопка) или взрыва паров жидкого топлива. Для предотвращения
вспышек и взрывов топки должны тщательно вентилироваться и работать под
разрежением. После погасания факела или остановки вентилятора повторное
зажигание факела разрешается через несколько минут после этого и пуска
вентиляторов, когда будет полная уверенность, что пары топлива в топке и
трубопроводах отсутствуют.
Топки для сжигания газообразного топлива
Горелки для сжигания природного газа различаются давлением и расходом
газа. В топках зерносушилок большой производительности устанавливают
горелки среднего давления (от 5 до 199 кПа) с максимальным расходом газа до
100 м3/ч. В зерносушилках средней производительности применяют горелки
низкого давления (до 5 кПа) с максимальным расходом газа до 30 м3/ч.
Горелка среднего давления (рис. 78) состоит из корпуса 3 с фланцем 6 и
газовым патрубком 2, воздушного патрубка 4, в устье которого имеется
большое количество мелких щелевидных отверстий 7 для выхода газа,
воздушной заслонки 1 и регистра 8.
Через патрубок 2 газ поступает в кольцевой зазор между корпусом и
воздушным патрубком и через щели 7 истекает внутрь патрубка, где
подхватывается потоком первичного воздуха. Смесь выносится из устья
горелки и загорается. Вторичный воздух благодаря
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 129 из 156
Рис. 78. Газовая горелка среднего давления: 1-заслонка; 2-газомый
патрубок; 3-корпус; 4-воздушный патрубок; 5-руконтка; 6-флансц; 7отвсрстие; 8-региегр
разрежению в топке подсасывается через отверстия в регистре 8. Расход
первичного воздуха регулируют заслонкой 1, а вторичного - с помощью
рукоятки 5, управляющей регистром 8.
Регулированием расходов воздуха добиваются бездымного сгорания топлива, о
чем судят по цвету пламени, с коэффициентом
Горелка низкого давления (рис. 79) на максимальный расход газа 30 м3/ч имеет
газовое сопло 2 диаметром 4,5 мм, входную головку 3, смесительную камеру 4,
диффузор 5, головку горелки 6 и регулирующую шайбу 1. По длине головки 6
расположены в два ряда отверстия диаметром 4,5 мм для выхода горючей смеси
в топку. Газ из газопровода поступает через сопло 2 в смесительную камеру 4
горелки, в нее же засасывается первичный воздух через входную головку 2,
расход его регулируют поворотной шайбой 1. Смесь газа с воздухом через
диффузор 5 поступает в головку 6, истекает через отверстия наружу и
загорается.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 130 из 156
А-А
А
Рис. 79. Газовая горелка низкого давления:
1-шайба; 2-сопло; 3-входпая головка; 4-смесительная камера; 5-диффузор;
6-головка
При сжигании газа воздух, необходимый для горения, подводят в два
этапа: первичный воздух смешивается с газом перед факелом, а вторичный
воздух подводят непосредственно к горящему факелу. Этим обеспечивается
более полное сгорание топлива и устойчивый процесс горения.
Природный горючий газ имеет значительные преимущества перед жидким
топливом: сгорает более равномерно, не образует дыма и копоти, не дает искр и
твердых остатков, не загрязняет помещения, не нуждается в сложном
топливном хозяйстве. Топка на газе может иметь меньшие размеры, чем на
жидком топливе. Однако, при работе с газообразным топливом предъявляются
более жесткие противопожарные требования и по технике безопасности,
которые должны безусловно выполняться. Газообразное топливо содержит
сильнодействующие ядовитые соединения и образует с воздухом
взрывоопасную смесь. Поэтому в газовой сети должны быть установлены
гидравлические затворы (предохраняющие сеть от проскока в нее пламени),
автоматические устройства отключения газа при погасании факела. Топка при
работе сушилки должна постоянно находиться под разрежением (не менее 30
Па) и хорошо вентилироваться. В стенах топки устанавливают
противовзрывные люки и клапаны, такие же как при сжигании жидкого
топлива.
Газ должен гореть устойчиво, при любом его расходе, определяемом работой
сушилки, и сгорать полностью. В связи с этим предъявляются жесткие
требования к скорости истечения газа из горелки. Она должна превышать
скорость распространения пламени, чтобы пламя не проскочило в
смесительную часть горелки, что нарушает устойчивость горения.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 131 из 156
Список рекомендуемой литературы:
Основная литература:
1. Резчиков В.А., Налееев О.Н., Савченко С.В. Технология зерносушения –
Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.
2. Вобликова Е.М. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.
3. Вобликова Е.М. Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г
. - 240 с.
4. Вобликова Е.М. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.
5. Хосни К. Зерно и зернопродукты – М. - 2003 г.
6. Филин В.М. Оценка качества зерна крупяных культур на малых
предприятиях, 2003 г.
7. Проценко Г.И. Вентиляционные и пневмотранспортные установки
зерноперерабатывающих предприятий, 2000 - 95 с.
8. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна, 2004 г-239 с.
9. Демский А.Б. Комплектные зерноперерабатывающие установки малой
мощности, 2004 – 263 с.
Дополнительная литература:
1. Егоров Г.А. Технология переработки зерна. Учеб.пособие для вузов. М.: Колос, 1977 – 376 с.
2. Баум А.Е., Резчиков В.А. Сушка зерна. - М.: Колос, 1983. – 223 с.
3. Ким Л.В., Пащенко Л.П. Зерносушение и зерносушилки: Учеб. Пособие.
- Воронеж, 1999. – 152 с.
4. Трисвятский Л.А., Мельник Б.Е. Технология приема, обработки,
хранения зерна и зерновых продуктов его переработки.– М.: Колос, 1983. – 351
с.
5. Карпов Б.А. Технология послеуборочной обработки и хранения зерна.–
М.: ВО «Агропромиздат», 1987. – 288 с.
6 Мясникова А.В., Ралль Ю.С., Трисвятский Л.А., Шатилов И.С.
Товароведение зерна и продуктов его переработки. М, 1992г.-431 стр.
7. Жидко. В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и
зерносушилки: учеб. пособие для ВУЗов. М, КОЛОС, 1982. - 239 стр.
8. Воронцов О.С. Элеваторная промышленность, зерносушение и
зерноочистке. - Учебное пособие, 1974 – 432с.
9. Малин Н.И. Справочник по сушке зерна – М.: 1986-159с.
3 ЛАБОРАТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 1.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ ВЛАЖНОГО ВОЗДУХА НА I-D–
ДИАГРАММЕ.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 132 из 156
Цель занятия: Определение параметров влажного воздуха на I-d–диаграмме.
Методические рекомендации по проведению работы и обработке
экспериментальных данных:
Для определения параметров влажного воздуха t, φ, І, d, pп, pв, tр, tм на I-d
– диаграмме должны быть заданы два из них, по которым легко могут быть
найдены все остальные, как это было показано на примере.
Пример. Заданы температура t=320С и относительная влажность воздуха
=50%. Требуется определить остальные параметры воздуха, если
барометрическое давление В=0,9932·105Па (745 мм.рт.ст.).
Решение. На диаграмме (рис.1) по заданным параметрам находим точку
/
А , опускаем из нее перпендикуляр на линию масштаба влагосодержаний,
получаем точку В/ и определяем соответствующее влагосодержание d=15 г/кг
сухого воздуха.
Отрезок В/ С/ определяет парциальное давление водяных паров pп=2,4
кПа.
Точка D/ пересечения проведенного перпендикуляра с линией φ=100%
соответствует температуре точки росы pр= 200С. Если из точки А/ провести
линию А/ Е/, параллельную линиям энтальпий, и мысленно продолжить ее до
вертикальной линии масштаба энтальпии, то на ней можно будет прочитать
величину энтальпии влажного воздуха, для рассматриваемого примера она
равна І = 70 кДж/кг сухого воздуха.
Точка Е/ пересечения линии А/ Е/ с линией φ=100% определяет
адиабатную температуру мокрого термометра tм=23,50С.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 133 из 156
Согласно закону Дальтона, парциальное давление воздуха pв=Вpп=99,324-2,4=96,924 кПа.
Пересушивание зерна способствует перерасходу топлива на сушку
Пример 1. На сушку поступило 100 т зерна пшеницы продовольственного
назначения с начальной влажностью w0=20%. Необходимо установить, какой
расход топлива будет получен при сушке зерна до влажности w3=14,0; 13,5;
13,0; 12,5 и 12,0%.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 134 из 156
Для указанных значений начальной и конечной влажности значения
коэффициентов перевода просушенного зерна в плановые единицы будут
равны соответственно: Кв=1,0; 1,08; 1,15;1,27; и 1,37 (таблица 1). Объем сушки
составит соответственно G=100; 108; 115; 127 и 137 пл.т.
Перерасход топлива на сушку зерна до влажности ниже 14,0% будет
соответственно 8; 15; 27 и 37 %. Иначе говоря, на данную партию
просушенного зерна при нормативном расходе условного топлива 12,2 кг/пл.т
будет перерасходовано соответственно 98, 183, 329, 541 кг топлива.
Пример 2. В зерносушилку производительностью 32 пл.т/ч поступило
зерно пшеницы продовольственного назначения с начальной влажностью
w0=20%. Необходимо установить, какой расход топлива будет получен при
сушке зерна до влажности w3=14,0; 13,5; 13,0; 12,5 и 12,0%.
Коэффициенты Кв будут соответственно равны 1,0; 1,08; 1,15; 1,27 и 1,37.
Производительность зерносушилки в плановых единицах (пл.т/ч)
G= G0КвКк(н)
где G0 - производительность зерносушилки по сырому зерну (для зерна
пшеницы продовольственного назначения с начальной влажностью w0=20%
[Кк(н)=1] и конечной влажностью w2=14% [Кв=1] G0 = G)
Производительность зерносушилки по сырому зерну составит
соответственно (т/ч): G=32,0/1,0=32,0; 32,0/1,08=29,6; 32,0/1,15=27,8;
32,0/1,27=25,2; 32,0/1,37=23,4
Результаты расчета показывают, что уменьшение производительности
зерносушилки по сырому зерну в результате его пересушивания до влажности
13,5…12,0 % влечет за собой показанный выше перерасход топлива в размере
8….37%.
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1. Что представляет собой воздух?
2. Масса влажного зерна - это…
3. Дайте определение относительной влажности
Таблица 1
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 135 из 156
Лабораторная работа 2 Определение сравнительной эффективности
сушки зерна различных культур.
Цель занятия: Установить особенности процесса сушки зерна различных
культур при одинаковых режимах, объяснить причину этих различий.
Методические рекомендации по проведению работы и обработке
экспериментальных данных:
Интенсивность испарения влаги зависит от размеров, плотности, особенностей
структуры оболочек зерна. Известно, что влагу при сушке сравнительно легко
испаряют семена гречихи подсолнечника, овса, значительно труднее, чем
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 136 из 156
пшеница, испаряют влагу зерна семена гороха, сои, кукурузы. Различия во
влагоотдающей способности зерна различных культур сказываются на
производительности сушилок и вынуждают применять специальный
коэффициент Кк.
Экспериментальная
установка.
Для
определения
сравнительной
эффективности сушки различных культур можно использовать установку,
состоящую из сушильного шкафа и технических весов, одна чашка которых с
помощью проволочного удлинителя помещена внутрь шкафа (см. предыдущие
работы). Для сравнительной оценки различных культур, как объектов сушки,
скорость нагретого воздуха не имеет существенного значения.
Методика проведения работы. Методика подготовки образцов та же. Для
удобства сравнения проводят опыты на двух культурах: пшенице мягкой и
горохе, пшенице мягкой и кукурузе, пшенице мягкой и подсолнечнике и др.
Сушат две культуры последовательно в одном сушильном шкафу, не изменяя
режима его работы, или в двух одновременно работающих шкафах. В
последнем случае целесообразно провести опыт в двух повторениях с взаимной
переменой сушильных шкафов под культуру. Обобщения и анализ проводить
по средним результатам из двух повторений.
Для одновременного высушивания двух навесок зерна в одном сушильном
шкафу необходимо установить на подставку технические весы, что значительно
упростит проведение опыта.
Зерно для опытов должно иметь исходную влажность в пределах 20...25 %.
Необходимо добиться, чтобы конечная влажность зерна после сушки также
была одинаковой в пределах 14...15 %. Для этого заранее рассчитывают, какую
массу будет иметь навеска зерна при снижении влажности до указанных
пределов, и сколько граммов воды необходимо удалить при сушке.
Например, в опыте используют зерно пшеницы и гороха с исходной
влажностью 25 %, масса навесок сырого зерна 50,0 г, влажность после сушки
14 %. При высушивании данной навески зерна с 25 до 14 % ее масса уменьшится на 6,4 г, а высушенного зерна составит 43,6 г.
Размер убыли массы зерна при сушке находят по той же формуле, что и в
предыдущих работах. В данной работе она будет
Р2 = 50(100-25)/100-14=43,6 г
Чтобы не пропустить момент окончания опыта, необходимо последовательно
снимать с чашки весов гири по 1...2 г и записывать время достижения равенства
на весах. Это даст возможность проанализировать не только итоговый
результат сушки, но и сравнить ее динамику на начальном и завершающем
этапе.
Обработка результатов. Конечный результат измерений в опыте —
установление продолжительности сушки зерна разных культур до заданной
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 137 из 156
влажности при удалении одинакового количества воды. Для оценки результатов по упрощенной методике можно принять за единицу время, затраченное
на сушку пшеницы, тогда коэффициент сравнительной эффективности сушки
гороха будет равен частному от деления времени сушки пшеницы на время
сушки гороха. Результат данной работы не в полной мере соответствует
величине коэффициента Кк, который отражает не только особенности
влагоотдающей способности зерна данной культуры, но и необходимое
изменение режима ее сушки, в том числе снижение температуры агента сушки
при сушке гороха.
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1. Факторы, влияющие на сохранность зерновой массы.
2. Приемка и формирование партий зерна. Принципы организации.
3. Самосортирование. Проявление его при загрузке, разгрузке зернохранилища
и при хранении зерновой массы.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НАЧАЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ЗЕРНА НА
ИНТЕНСИВНОСТЬ СУШКИ.
Цель занятия: Установить наличие различий в характере процесса сушки
высоковлажной зерновой массы и зерна, имеющего влажность, близкую к
критическому уровню, обосновать правомерность различной величины
коэффициента Кв при съёме одного и того же количества влаги у зерна разной
исходной влажности, проверить теоретическое положение о меньшей
трудности испарения первых порций влаги по сравнению с последними.
Методические рекомендации по проведению работы и обработке
экспериментальных данных:
Начальная влажность зерна оказывает заметное влияние на интенсивность
сушки.
Экспериментальная установка. Для опыта можно использовать установку,
состоящую из сушильного шкафа и технических весов, приспособленных для
взвешивания навески зерна внутри сушильной камеры.
Методика проведения работы. Опыт выполняют с пробами зерна пшеницы
из одной исходной партии, увлажненных до 25 и 20 %. Методика увлажнения
образцах та же, что в предыдущих работах, сушку проводят так, чтобы из
каждого образца удалить по 6 % воды и достигнуть конечной влажности 19 и
14 % соответственно. Согласно нормативным данным, коэффициент Кв для этих
проб будет 0,83 и 1,0 соответственно и в пересчете на 1 т зерна выработка
составит 0,83 и 1,0 план, т, т, е. в первом случае влага из зерна должна быть
удалена быстрее, чем во втором.
Чтобы убедиться, так это или нет, одновременно или последовательно сушат
навески зерна этих проб массой по 50,0 г при температуре 105°С. Хотя
основная цель опыта заключается в том, чтобы определить время сушки проб
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 138 из 156
до заданной влажности 19 и 14%, необходимо проследить также динамику
сушки и построить кривые сушки, чтобы объяснить природу возможных
различий. Навеску сырого зерна массой 50,0 г ссыпают ровным слоем на чашку
весов внутри сушильного шкафа и одновременно вторую чашку весов
уравновешивают гирями, имея в их составе десять пластинчатых гирь по 500
мг. Как только будет достигнуто равновесие весов, включают секундомер и
одновременно снимают одну гирю на 500 мг. В последующем наблюдают за
весами и отмечают время наступления равновесия на весах и сразу же снимают
вторую гирю. Так продолжают сушку пробы до тех пор, пока его масса не
достигнет заданной, заранее рассчитанной величины. Этот расчет проводят по
формуле (см. формулу в предыдущих работах)
для первой пробы
50 (100 — 25)
Р2=—————=46,4г,
100—19
для второй пробы
Р2 = 50(100-20) =46,5 г
100 — 14
Таким образом, первую пробу высушивают с 50 до 46,4 г, вторую — с 50 до
46,5 г.
Обработка результатов опыта. Чтобы иметь представление о
коэффициенте Кв применительно к условиям данного опыта, можно с
определенным упрощением расчетов сопоставить время, потребовавшееся на
сушку в том и другом вариантах опыта. Так как во втором варианте сушка
пшеницы проводилась с 20 до 14 %, затраченное на эту работу время можно
принять за, единицу путем деления времени сушки пробы зерна пер
вого
варианта
на
время
сушки
второго
образца
получим
искомую величину Кв.
На основании данных о изменении массы зерна в процессе сушки построить
на графике кривые сушки и путем их анализа выяснить, на каких этапах
процесса происходил ускоренный съем влаги из более сырой пробы. При
анализе обратить внимание на то, что более влажное зерно имеет большую
удельную теплоемкость и, следовательно, на его первоначальный прогрев
требуется больше тепла и, очевидно, больше времени.
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1. Дайте определение абсолютной влажности
2. Что понимают под влагосодержанием?
3. Гигроскопичность – это…
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 4
РАСЧЕТ РАСХОДА ВОЗДУХА НА АСПИРАЦИЮ ДЛЯ
СОЗДАНИЯ УСЛОВИЙ ВЗРЫВОБЕЗОПАСНОСТИ
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 139 из 156
Цель занятия: Рассчитать расход воздуха на аспирацию для создания
условий взрывобезопасности.
Методические рекомендации по проведению работы и обработке
экспериментальных данных:
Для оборудования, основное назначение аспирации которого состоит в
удалении пыли и создании условий взрывобезопасности, расход при аспирации
рассчитывают (в м3/ч) по формуле:
Q=
Кв А
 min
где Кв- коэффициент взрывобезопасности; Кв=2;
А-количество пыли, которое образуется в машине и находится в
аэрозольном состоянии, г/ч;
αmin – минимальный нижний предел взрывоопасной концентрации пыли,
3
г/м (принимают по таблице 2).
Величину А в формуле можно определить из баланса зольности:
А=
1000 1   2 
п
G
где δ1 и δ2 – зольность зерна до и после обработки, %;
δп – зольность пыли, %
G – производительность машины, кг/ч.
Иногда величину А определяют по опытным данным. Так, например, для
обоечных машин с абразивным цилиндром количество пыли составит
приблизительно от 0,4 до 0,8 %; для сепараторов – 0,6 % от
производительности машин.
Пример. Рассчитать расход воздуха при аспирации обоечной машины
ЗНМ-5, работающей на пшенице.
Количество пыли, образуемое в обоечной машине и подлежащей
удалению при аспирации, находят из баланса зольности по формуле:
А=
10001,98  1,92
5000=19500 г/ч
15,28
Из данных технологического баланса зольность зерна при поступлении в
машину δ1 = 1,98 %, при выходе из машины после обработки δ 2 = 1,92%, а
зольность пыли, уловленной из воздуха обоечной машины δп=15,28%.
Из таблицы 2 принимают нижний предел взрывоопасности концентрации
для αmin =15,1г/м3. Коэффициент взрывоопасности принимают Кв=2.
Подставляя все значения в формулу, подсчитывают расход воздуха для
аспирации обоечной машины ЗНМ-5 из условий взрывоопасности:
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Q=
Страница 140 из 156
2  19500
=2600 м3/ч
15,1
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1. Сорбцией называют…
2. Теплофизические свойства зерновой массы. Их проявления при работе с
зерном.
3. Что такое равновесная влажность?
Таблица 2
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 141 из 156
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 5
РАСЧЕТ РАСХОДОВ ВОЗДУХА НА АСПИРАЦИЮ ДЛЯ
УДАЛЕНИЯ ТЕПЛА
Цель занятия: Рассчитать расход воздуха на аспирацию для удаления тепла
Методические рекомендации по проведению работы и обработке
экспериментальных данных:
Расход воздуха при аспирации оборудования для удаления тепла для
охлаждения рабочих органов и перерабатываемых продуктов рассчитывают по
формуле:
Q=
а I_____
ρ (i -i )
2
1
где а - коэффициент, показывающий, какая часть общего количества тепла
должна удаляться воздухам при аспирации (находят из теплового баланса);
ρ - плотность воздуха, кг/м3;
i1 и i2 – первоначальное и конечное теплосодержание воздуха при входе и
выходе из машины, кДж/кг (находят по I-d–диаграмме, рис.1, по температуре и
влажности).
Для вальцовых станков принимают а=0,31 (от 0,29 до 0,34).
Температуру конечного продукта меньше допустимой из условий
перегрева и порчи перерабатываемых продуктов. Например, на вальцовых
станках температуру принимают меньше +400С из условий сохранения качества
клейковины. Конечная относительная влажность воздуха может быть равна
первоначальной
или
изменяться
в
зависимости
от
влажности
перерабатываемого продукта.
Тепло, удаляемое при аспирации оборудования, может быть
использовано для отопления рабочих помещений. Для этого проектируют
вентиляционные установки с рециркуляцией.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 142 из 156
Количество тепла, которое может быть использовано при рециркуляции
для отопления, І0 (кДж/ч), рассчитывают по формуле:
І0=3600а0N0,
где а - коэффициент, показывающий, какая часть количества тепла
используется на отопление в сетях с рециркуляцией воздуха; так, например,
при рециркуляции всего воздуха машин размольного отделения мукомольных
заводов а0 = 0,73;
N0 – общая мощность (кВт), потребная для машин, воздух которых
используется в сетях с рециркуляцией.
Пример. Рассчитать расход воздуха для аспирации вальцевого станка ЗМ
с вальцами 1000х250 мм, установленного на ІІІ драной системе, и условий
удаления тепла.
Определяем количество тепла, выделяемое при работе одной пары
вальцов:
І=3600 N=3600х20,7=74520 кДж/ч,
где N – мощность, потребляемая для пары вальцов ІІІ драной системе
(N=20,7 кВт).
Первоначальное теплосодержание воздуха при входе в станок находим по
рис.1, принимая температуру воздуха помещения t1=+200С, относительную
влажность φ1=80%, i1=50,23 кДж/кг. Конечное теплосодержание при выходе из
станка определяем при t2=+300С, φ2=80%, i1=85,84 кДж/кг.
Так как теплосодержание определено на 1 кг сухого воздуха, то
плотность вычисляют по формуле:
ρ=P/RT= 98100/287·303=1,127кг/м3
Подставляя полученные значения в формулу при максимальном
коэффициенте а=0,34, получаем:
Q=0,34·74520/1,127·(85,84-50,23)=631 м3/ч
При минимальном коэффициенте а=0,29 расход воздуха на аспирацию
пары вальцов ІІІ драной системы будет Q=538 м3/ч.
По нормам ЦНИИ промзернопроект расход воздуха на аспирацию пары
вальцов ІІІ драной составляет 480 м3/ч.
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1. Десорбция – это…
2. Скважистость. Влияние ее на состояние зерновой массы при хранении.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 143 из 156
3. От чего зависит равновесная влажность?
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 6.
РАСХОД ВОЗДУХА НА АСПИРАЦИЮ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЗЕРНА ОТ
ПРИМЕСЕЙ И ОБОГАЩЕНИЯ ПРОДУКТОВ РАЗМОЛА И
ШЕЛУШЕНИЯ ЗЕРНА
Цель занятия: Рассчитать расход воздуха на аспирацию для очистки зерна
от примесей и обогащения продуктов размола и шелушения зерна.
Методические рекомендации по проведению работы и обработке
экспериментальных данных:
Расход воздуха при аспирации оборудования для очистки зерна от
примесей и продуктов шелушения от лузги, отличающихся аэродинамическими
свойствами, рассчитывают (в м3/ч) по формуле:
Q=3600·Sк·υк ,
где Sк-площадь поперечного сечения пневмосепарирующего канала в том
месте, где воздух пересекает слой зерна, м2
υк-скорость воздуха в пневмосепарирующем канале (в м/с); принимают
меньше минимальной скорости витания очищаемого зерна υ вз и больше
склрости витания удаляемых примесей υвп , т.е. υвз> υк> υвп.
При очистке зерна пшеницы принимают υк ≤ 6,0 м/с, на прдукты
шелушения υк=4-5 м/с.
Для определения величины Sк можно использовать формулу:
Sк=а В
где а – глубина канала, м (при удельной нагрузке 20...30, 40...50 и 50...100
кг/(ч·см) величина а сответственно равна 80...100,100...130 и 130...200 мм).
Меньшие удельные нагрузки принимают для мукомольных и крупяных
заводов, большие – для элеваторов. При очистке крупы от лузги принимают
удельную нагрузку 10-15 кг/ (ч·см),а величину а=80 мм.
Пример. Рассчитать расход воздуха в пневмосепарирующих каналах
сепаратора ЗСМ-10 при очистке зерна пшеницы от примесей.
Из технической характеристики сепаратора находят ширину
пневмосепарирующих каналов В=1490 мм, глубину а=130 мм и определяют
площадь поперечного сечения пневмосепарирующего канала
Sк=1,49·0,13=0,1937м2
Задав скорость движения воздуха в канале первой продувки υк=6 м/с,
находят расход воздуха:
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 144 из 156
Q=3600·Sк·υк=3600·0,1937·6=4184 м3/ч.
Расход воздуха в канале второй продувки принимают равным или на 5 10% больше, чем в канале первой продувки, т.е.
Q=1,05·4184=4400 м3/ч.
Общий расход воздуха для сепаратора ЗСМ-10 составит:
Q= Q1+ Q2 =4184+4400=8584 м3/ч.
По нормам расход воздуха для сепаратора ЗСМ-10 равен 9000 м3/ч, что
достаточно.
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1.Перечислить виды сепараторов.
2.Очистка зерна. Признаки делимости зерновой массы. Практическое
использование.
3.Организация очистки зерна.
ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАНЯТИЕ 7.
УЧЕТ РАБОТЫ ЗЕРНОСУШИЛОК ПРИ СУШКЕ РАЗНЫХ КУЛЬТУР И
СКОРОСТЬ ВОЗДУХА В ТРУБОПРОВОДАХ ПНЕВМОТРАНСПОРТА
Цель занятия: определить массу просушенного зерна в плановых тоннах и
рассчитать скорость воздуха в трубопроводах пневмотранспорта.
Методические рекомендации по проведению работы и обработке
экспериментальных данных:
Физическая производительность одной и той же зерносушилки различна
в зависимости от начальной и конечной влажности просушиваемого зерна. Она
различна также и при сушке разных культур вследствие различий их свойств и
применяемых режимов сушки.
В связи с этим для учета работы зерносушилок при сушке разных культур
разной начальной и конечной влажности применяют условную единицу
измерения массы просушенного зерна, так называемую плановую тонну.
Одна плановая тонна соответствует 1 т просушенного зерна пшеницы
продовольственного назначения с нормальной клейковиной при снижении
влажности зерна с 20 до 14 %. Для пересчета массы просушенного зерна из
физических в плановые тонны при других значениях начальной и конечной
влажности зерна установлены соответствующие переводные коэффициенты
(таблица 1).
Различие в скорости сушки зерна различного назначения учитываются
другим коэффициентом (таблица 3).
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 145 из 156
С использованием переводных коэффициентов массу просушенного зерна
в плановых тоннах Мт рассчитывают по формуле:
Мт. = МфхКвхКк
где
Мф - масса зерна, поступающего в сушилку, т;
Кв - коэффициент пересчета массы просушенного зерна в плановые
тонны в зависимости от начальной и конечной влажности зерна;
Кк - коэффициент пересчета массы просушенного зерна в пла новые тонны для разных культур различного назначения.
Пример 1. Просушено 1500 т пшеницы продовольственной 2-го класса
со снижением влажности с 19 до 14 %. Определить массу
просушенного зерна в плановых тоннах.
Из таблицы 1 находим коэффициент пересчета Кв на пересечении
горизонтального столбца, соответствующего начальной влажности (19%) и
вертикальной строки, соответствующей конечной влажности (14%) - Кв = 0,92 .
Из таблицы 3 для продовольственной пшеницы 2-го класса Кв =1,0.
По формуле рассчитываем массу просушенного зерна в плановых тоннах:
Пример 2. Просушено 2300 т ячменя пивоваренного со снижением
влажности с 18,5 до 14,5%. Определить массу просушенного зерна в плановых
тоннах.
Из таблиц 1 и 3 находим необходимые коэффициенты пересчета: Кв =
0,78; Кк = 1,67. По формуле рассчитываем массу просушенного зерна в
плановых тоннах:
Паспортная плановая производительность зерносушилок Пт обычно
устанавливается в плановых тоннах в час. Ожидаемая физическая
производительность сушилки Пф при сушке каждой конкретной культуры
и разных значениях начальной и конечной влажности зерна рассчитывается по
формуле:
где Кв и Кк - коэффициенты пересчета массы просушенного зерна в
плановые тонны в зависимости от влажности зерна до и после сушки и от
культуры (таблица 1 и 3).
Скорость воздуха υв в продуктопроводах зависит от скорости витания
продукта υвит.
Скоростью витания частиц называется скорость воздуха в вертикальной
трубе, при которой частицы сыпучего груза поддерживается потоком воздуха и
находятся в состоянии равновесного витания, т.е. не оседают и уносятся.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 146 из 156
Скорость витания продуктов размола и муки колеблется в пределах 7,5...8,1 м/с.
При проектировании ПТУ важно правильно выбрать скорость движения
воздуха в трубопроводах. Слишком высокие скорости ведут к перерасходу
энергии, повреждению продукта, быстрому износу труб, заниженные скорости
при малейшей перегрузке транспорта приведут к завалам.
Таблица 3
Таблица 4 Скорости витания υвит некоторых материалов
Груз
Пшеница, ячмень
Рожь, овес
Горох, вика
Фасоль, кукуруза
Подсолнечник, гречиха
υвит , м/с
9,0...11,5
8,0...10,0
14,0...17,0
12,5...14,0
7,0...8,6
Груз
Мука, опилки
Соя, песок
Солома резаная
Мякина
Полова
υвит , м/с
7,5...8,1
17,0...20,0
3,5...4,25
1,7...4,5
0,67...3,1
Скорость движения воздуха для всасывающих и нагнетательных
установок низкого и среднего давления можно определить по формуле:
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 147 из 156
υв= φ υвит
где φ – коэффициент, зависящий от сложности трассы, концентрации
смеси и физико-химических свойств траспортируемого груза (для зерна и муки
φ=1,25...2,5).
Чтобы избежать завалов трубопроводов, при большой массовой
концентрации и повышенной влажности траспортируемого груза φ придают
большие значения.
Движения частиц во взвешенном состоянии в горизонтальном
трубопроводе происходит под действием восходящих струй, возникающих при
турбулентном движении потока. Скорость частиц груза υг в потоке меньше
скорости воздуха υв и составляет примерно υг=0,85· υв
Правильный выбор скорости воздуха имеет большое практическое
значение, так как от этого, помимо прочего, зависит потребная
производительность воздуходувной машины и, следовательно, расход энергии
на пневмотранспортирование. Кроме того, завышение скорости воздуха в
трубопроводе вызывает увеличение сопротивления сети и необходимость
повышать напор вентилятора, что снижает эффективность ПТУ.
Определить необходимую величину скорости воздуха в трубопроводе
теоретическим путем крайне сложно из-за большого числа влияющих факторов
(размеры и плотность продукта, длина пути транспортирования, концентрация
материала в трубопроводе). Поэтому при практических расчетах пользуются
опытными данными. В табл. приведены ориентировочные пределы параметров
для различных групп транспортируемых сыпучих материалов.
Таблица 5
Группа
I
II
III
IV
Материалы
Мелкоштучные
Зернистые
Порошковые и пылевидные
Волокнистые
Скорость воздуха υв,
м/с
25...35
16...25
16...22
15...18
Концентрация смеси
μ, кг/кг
3...5
3...8
1...4
0,1...0,6
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1. Чему соответствует одна плановая тонна?
2. Гигроскопическая влажность – это…
3. Назначение пневмотранспортных установок. Их преимущества и недостатки.
4. По принципу действия ПУ для сыпучих продуктов делятся....
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 8
РАСЧЕТ НОРМЫ УБЫЛИ ПРИ РАЗНЫХ СРОКАХ ХРАНЕНИЯ
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 148 из 156
Цель занятия: Расчет нормы убыли при разных сроках хранения
Методические рекомендации по проведению работы и обработке
экспериментальных данных:
Очевидно, что убыль зерна зависит также от влажности, зараженности,
засоренности, температуры и других факторов. Нормы естественной убыли
этого
не
учитывают,
так
как
предполагается,
что
работники
хлебозаготовительных предприятий должны в кратчайшие сроки довести зерно
до состояния стойкого в хранении.
Естественную убыль определяют по каждой партии хранящегося зерна.
При определении норм естественной убыли возникают трудности, связанные
с тем, что зерно все время находится в движении: его постоянно принимают и
отгружают.
Как определить, какое количество зерна хранилось и какова продолжительность хранения?
Считают, что расчет естественной убыли надо вести от всего зерна,
поступающего на хранение. Иными словами, весь приход плюс остаток на
начало хранения
А средний срок хранения, Т, сут, рассчитывают по формуле
Т=
Е
,

где ∑Е — сумма ежедневных остатков, центнеро-дни;
Р — приход за весь период плюс остаток на начало хранения, ц.
Средний срок хранения до трех месяцев исчисляют в днях. Свыше трех
месяцев — в месяцах. Продолжительность месяца — 30 дней.
Пример 1. Сумма ежедневных остатков за весь период 328000 центнеродней (по книге количественно-качественного учета, ф. № 36). Общий приход
плюс остаток на начало хранения за этот период — 5200 ц.
328000
Средний срок хранения равняется Т = --= 63,08 дня,
5200
Т = 63 дня.
Норму убыли, Х3, %, рассчитывают по двум формулам:
1) при хранении зерна до трех месяцев:
Х3 = (6-m) 0,11 T+m,
где б— норма убыли до 3 месяцев, %;
т — норма механических потерь, %;
0,011 — коэффициент пересчета нормы убыли на один день хранения (1/90);
Т — средний срок хранения, дни;
2) при хранении свыше 3 месяцев:
дв
Х3=а + —,
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 149 из 156
г
где а — норма убыли за предыдущий срок хранения, %;
д — разница между наивысшей нормой для данного промежуточного срока
хранения и предыдущей нормой убыли, %;
в — разница между средним сроком хранения, и сроком хранения,
установленным для предыдущей нормы, месяцы;
г — число месяцев хранения, к которому относится разница между нормами
убыли.
Убыль зерна в кг рассчитывают от расхода плюс остаток на конец хранения.
Рассмотрим примеры расчета нормы убыли для нескольких сроков хранения.
Пример 2. По акту зачистки зерна пшеницы, хранившейся в складе, в
расходе значится 540000 кг со средним сроком хранения 63 дня.
По таблице 6 находим: норма потерь при хранении пшеницы в складе
насыпью в течение 3 месяцев — 0,07%, норма механических потерь - 0,044%
Пример 3. По акту зачистки партии пшеницы, хранившейся в элеваторе в
течение 135 дней, в расходе значится 540 000 кг зерна.
Средний срок хранения больше 90 дней, поэтому переводим его в месяцы:
135 : 30 = 4,5 мес.
По таблице 6 находим: норма убыли для шести месяцев — 0,055%, для трех
— 0,045%
Пример 4. По акту зачистки партии ячменя, хранившегося в элеваторе, в
расходе значится 600 000 кг со средним сроком хранения 540 дней.
Переводим дни в месяцы 540 : 30 = 18 месяцев.
По таблице 6 находим: норма убыли для ячменя, хранящегося в элеваторе в
течение года, — 0,095%. Норма убыли на каждый последующий год — 0,04%.
600000х0,115/100 = 690 кг
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 150 из 156
Масса зерна, списываемого по нормам естественной убыли, не должна
превышать фактическую недостачу.
Таблица 6
П р и м е ч а н и я:
1. Комбикорма, в складе насыпью, норма естественной убыли до 1 месяца — 0,04%, за каждый последующий —
0,01%.
2. При хранении зерна более года норма убыли для всех культур и способов хранения, за каждый последующий
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 151 из 156
год хранения — 0,04%.
3. Нормы механических потерь:
— для зерна и семян масличных культур при погрузке и разгрузке механизированным способом в складах —
0,044%;
- в элеваторах — 0,03%;
— для продукции в таре и кукурузы в початках — 0,014%.
Вопросы для самопроверки и защиты лабораторной работы:
1.Режимы хранения зерна. Общие сведения.
2.Основные факторы, влияющие на продолжительность хранения зерна.
3.Виды дыхания зерна. Значение дыхания при хранении зерна.
4.Типы зернохранилищ. Краткая характеристика.
4 САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА ОБУЧАЮЩЕГОСЯ
Общая характеристика свойств зерновой массы (состав зерновой массы).
Понятие о сыпучести зерновой массы. Как используется это свойство на
практике?
Самосортирование.
Проявление
его
при
загрузке,
разгрузке
зернохранилища и при хранении зерновой массы.
Скважистость. Влияние ее на состояние зерновой массы при хранении.
Теплофизические свойства зерновой массы. Их проявления при работе с
зерном.
Гигроскопические свойства зерновой массы.
Виды дыхания зерна. Значение дыхания при хранении зерна.
Типы зернохранилищ. Краткая характеристика.
Понятия о технологических и транспортирующих линиях.
Понятия о поточно-технологических линиях.
Основные
функции
предприятий
крупяной
и
мукомольной
промышленности.
Общие понятия о послеуборочной обработке зерна.
Приемка и формирование партий зерна. Принципы организации.
Очистка зерна. Назначение.
Очистка зерна. Признаки делимости зерновой массы. Практическое
использование.
Организация очистки зерна.
Сушка зерна. Общие понятия.
Активное вентилирование зерна. Общие понятия.
Факторы, влияющие на сохранность зерновой массы.
Режимы хранения зерна. Общие сведения.
Основные факторы, влияющие на продолжительность хранения
зерна.
Отгрузка зерна. Общие понятия.
Контроль за количеством и качеством зерна.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 152 из 156
Подготовка семян: требования к посевному материалу.
Принципиальная схема технологического процесса подготовки семян.
Подготовка семян: понятие о классах семян.
Особенности подготовки сортовых и гибридных семян кукурузы.
Общие понятия о принципиальных и рабочих технологических схемах.
Порядок составления принципиальных схем.
Составить принципиальную схему подготовки семян пшеницы.
Изобразить на принципиальной схеме взаимоувязанные основные этапы
подготовки семян кукурузы с калиброванием их на две фракции.
Составить принципиальную схему сушки зерна на предприятии.
Преимущества и недостатки металлических силосов по сравнению с
железобетонными.
Методы возведения металлических силосов.
Формы, размеры металлических емкостей, материалы изготовления.
Особенности хранения зерна в металлических силосах.
Какие мероприятия предусматривают для снижения отрицательного
влияния на сохранность зерна большого перепада суточных и посезонных
температур?
Способы загрузки и выгрузки металлических силосов.
Вентилирование зерна в металлических силосах.
Преимущества и недостатки железобетонных силосов большой
вместимости.
Конструктивные решения железобетонных силосов Ø12 м.
Конструктивные решения силосов большой вместимости из сборного
железобетона.
Классификация зернохранилищ: способы хранения зерна и типы
зернохранилищ.
Требования к зернохранилищам, вместимость зернохранилищ и ее
использование.
Технологические операции с зерном. Схемы технологического процесса
зернохранилищ.
Сыпучие материалы, их состояние и область существования.
Параметры твердой и газовой фазы сыпучего материала: плотность
укладки,
объемная
плотность,
гранулометрическая
характеристика,
скважистость.
Структурно-механические и силовые свойства сыпучего материала.
Механизм передачи усилий в сыпучем материале при Н/В  1.
Механизм передачи усилий в сыпучем материале при Н/В > 1.
Давление сыпучего материала на дно и стены сосуда при Н/В  1.
Графическое определение плоскости обрушения сыпучего материала.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 153 из 156
Аналитическое определение величины давления сыпучего материала на
стену сосуда (общий случай, поверхность сыпучего материала горизонтальна,
поверхность сыпучего материала ограничена наклонной плоскостью).
Давление сыпучего материала на дно и стены сосуда при Н/В > 1.
Управление давлением в потоке сыпучего материала.
Оперативный
расчет
работы
зернохранилищ.
Коэффициенты
использования
оборудования
поточно-производственных
систем
зернохранилищ.
Графическое изображение работы бункеров.
График работы ковшовых весов.
График внутренней работы зернохранилища с ковшовыми весами при nв =
1.
Установки для активного вентилирования и газации зерна на элеваторах.
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 154 из 156
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 155 из 156
УМКД 042-18-7.1.49/01-2014
Ред. № 1 от 11.09.14.
Страница 156 из 156