Повышение эффективности технологий и технических средств активного вентилирования и сушки при послеуборочной обработке зерна, страница 17

Следующий этап развития характеризуется массовым примене­нием воздухоподогревательных устройств. Возможность подогрева на­ружного воздуха превратила вентилирование в эффективное средство сушки, не зависящее от погодных условий.

Мировая практика активного вентилирования зерна характери­зуется следующими направлениями его применения:

-вентилирование влажного (временная консервация) и высушен­ного в зерносушилках зерна для охлаждения наружным или искус­ственно охлажденным воздухом;

-сушка зерна наружным или искусственно подогретым воздухом;

-аэрация сухого зерна при хранении и аэрация зерна средней
сухости в целях сушки наружным воздухом.

Вопросы сушки активным вентилированием зерновых и зернобобо­вых культур воздухом с относительной влажностью не выше 65% дос­таточно изучены отечественными и зарубежными учеными [1, 4, 24, 26, 40, 43, 66, 70, 71, 74, 93, 95, 96, 108, 113, 116, 119, 123 и др.]. Установлена зависимость длительности сушки вентилированием от толщины зернового слоя и удельной подачи воздуха, определены значения равновесной влажности для различных культур. Установле­но также, что длительность сушки пропорциональна толщине зерново­го слоя и имеет от него линейную зависимость [4]. Длительность сушки пропорционально уменьшается с увеличением удельной подачи воздуха до 700 м³/ч на 1 т зерна[10].Дальнейшее повышение /дельной подачи воздуха вызывает замедленный рост скорости сушки. С учетом энергозатрат оптимальной удельной подачей воздуха счи­тается 500...600 м^э/(ч. т)[10].Оптимальная толщина зернового слоя, поданным Кеммердинга [118], при сушке активным вентилированием составляет около 1 м.

Указанные оптимальные параметры сушки вентилированием наш­ли свое воплощение в конструкции цилиндрических закромов с ра­диальным воздухораспределением. Их техническая характеристика приведена в таблице 1.П (Приложение 1).

Главным недостатком вентилирования, с целью сушки воздухом с естественными параметрами или слегка подогретым для снижения его относительной влажности до 65%, является длительность процесса, снижающая производительность установок. В связи с этим заслужи­вает внимания вентилирование зерновых культур воздухом, нагретым до предельно допустимой температуры нагрева семян. Сушка зерна в толстом неподвижном слое таким воздухом не только увеличивает производительность вентилируемых установок, но и значительно ус­коряет процесс послеуборочного дозревания зерна, повышает жизнес­пособность и продуктивность семян, исключает их порчу.

Несмотря на неравномерность сушки неподвижного слоя зерна подогретым воздухом в установках периодического действия, все же такой прием обработки свежеубранного зерна находит все большее применение. При выборе вентиляционного оборудования необходимо учитывать аэродинамическое сопротивление слоя материала. Оно мо­жет изменяться в широких пределах в зависимости от порозности, на которую влияют влажность зерна, высота слоя, способ загрузки ма­териала.

1.5.2. Современное состояние технологии сушки зерна

          Значительная часть урожая зерновых культур во время уборки имеет влажность выше кондиционной.   Влажное зерно под влиянием жизнедеятельности микроорганизмов и дыхания самосогревается.

           Изучением влияния длительности безопасного хранения зерна, в зависимости от  температуры зерна и его влажности занимался ряд исследователей [27.47.103.124.125].

        При температуре наружного воздуха 15-25º С  и влажности зерна 20-25% уже через 5-10 дней происходит потеря посевных и питательных качеств зерна.

        Следовательно, поступающее с поля зерно необходимо привести в стойкое состояние, предупреждающее его порчу.

         Получившие в последнее время распространение способы консервации влажного зерна охлаждением, химическим консервированием, герметическим хранением  и в среде инертных газов,- применяются в основном для фуражного зерна, т.к. не позволяют сохранить посевные качества семян.

        Наиболее распространенным способом обеспечения сохранности зерна является его высушивание. Сушка зерна активным вентилированием является разновидностью конвективного способа сушки. Основной отличительной особенностью является наличие неподвижного толстого слоя зерна. В дальнейшем описании рабочего процесса и его режимных параметров будем придерживаться общепринятой технологии, называя неподвижный слой зерна в установках активного вентилирования – толстым слоем.

           Во многих работах [15,114,122,128] рассматривается процесс сушки зерна активным вентилированием не подогретым или слегка подогретым воздухом при его относительной влажности 65%.

Процесс сушки при этом протекает следующим образом. В начальный период со стороны подачи сушильного возникает зона сушки (рис.1.5.) [108]. Через некоторое время в этой части слоя устанавливается динамическое равновесие между влажностью поступающего агента сушки и зерна (зона 1). При влажности сушильного агента равной 65% равновесная влажность зерна соответствует кондиционной ω=14%. Проходя через эту зону, сушильный агент не насыщается водяными парами и, имея соответствующий градиент влажности, высушивает последующую часть слоя (зона 2). Дальнейшее перемещение сушильного агента приводит к его насыщению и потере влагопоглотительной способности. В результате в остальной части слоя сушка не происходит (зона 3). Зона 2 является зоной сушки. В процессе сушки границы зон непрерывно изменяют свое расположение. Зона сушки постепенно перемещается вверх (рис 1.5.). Кода зона сушки достигает верхней границы зернового слоя, начинается ее сокращение (рис.1.5б.). С этого момента наступает второй период сушки, когда сушильный агент покидает зерновой слой и не насыщается полностью. При установлении равновесного состояния между воздухом и зерном в верхней части слоя будет просушен весь слой. При этом сушильный агент будет проходить через весь слой зерна не насыщаясь влагой (рис.1.5в).

         Процесс сушки активным вентилированием лимитируется в основном внешним тепломассопереносом. Интенсивность сушки равна интенсивности массообмена [56].

                                              (1.6)

где - плотность потока массы вещества, кг/(кв.м*ч);

 - разность парциальных давлений пара у поверхности тела  и в окружающей среде, Па;