Повышение эффективности технологий и технических средств активного вентилирования и сушки при послеуборочной обработке зерна, страница 21

Проведенными во ВЗИППе исследованиями установлено; что повыше­ние влагосодержания агента сушки (в результате возврата отработавшего агента) оказывает различное влияние на характер протекания в условиях прямоточной и рециркуля­ционной сушки зерна. Так, в условиях прямоточ­ной сушки увеличение влагосодержания снижает эффективность испарения влаги и одновременно повышает температуру зерна.

Анализ полученных результатов свидетельствует о том, что при исполь­зовании отработавшего агента сушки и неизменном количестве сжигаемого топлива появ­ляется возможность получения агента сушки с более высокой температурой и бо­лее интенсивного испарения влаги. А это сокращает удельные затраты на сушку.

Для большинства французских сушилок характерно повторное ис­пользова­ние слабо насыщенного парами отработавшего агента, выхо­дящего из нижней части зон сушки с температурой 5О...6О°С, путем воз­врата в верхнюю часть су­шилки или топку на смешивание с атмосфер­ным воздухом и топочными газами.

Этот способ сушки позволяет снизить расход топлива на 25% и довести расход плоты до 3352...3562 кДж/кг вл. Слабо насыщенный отработавший агент сушки из нижней части зоны сушки с температурой 60-70°С направ­ляют в топку или смешивают его на выходе из топки нагретым до 110°С агентом. Экономия топли­ва при этом составляет 20%.Согласно исследований французских ученых (фирма Sesima) включение в схемы двухступенчатых сушилок дополнительных узлов эконо­мии, способных почти полностью возвращать отработавший агент сушки, удельный рас­ход теплоты можно дове­сти до 2807...2891 кДж на кг выпари­ваемой влаги.

Принцип дейст­вия узла экономии заключается в следующем: в сушилке, ра­ботающей по принци­пу полного возврата агента сушки, в противоточном утилизаторе тепла обрабаты­вается небольшая, равная 15% всей массы ре­циркулирующего воздуха, часть от­работавшего воздуха с температурой 73°С и с очень высоким содержанием влаги (250-270 г/кг св.). Поступающая из радиатора в утилизатор вода нагрева­ется до 60°С и опять направляется в радиатор со стороны входа наружного воз­духа, нагревая его до 50°С. В ВИМе исследователи вместо генератора горячего воз­духа в узле экономии используют принцип теплового насоса, его принцип действия основан на работе холодильного агрегата, т.е. высушиваемый воз­дух возвращается в замкнутом цикле: (конденсатор, где воздух нагревается), зерно - (в котором воздух охлаждается и насыщается влагой), испаритель - (где обезвоживается отработавший воздух, отдавая тепло холодной жидко­сти).

Результаты исследований Б.И. Гришина и др. под руководством ака­демика З.И. Анискина /31/, по энергосберегающей технологии сушки зерна с использова­нием теплонасосных установок показали, что утилизация низко­температурного тепла отработавшего теплоносителя позволяет в 1,5...3 раза снизить затраты ус­ловного топлива на подогрев воздуха по сравнению с традиционными электро­воздухоподогревающими установками.

В США в последние годы все большее применение получают шахт­ные сушилки с рециркуляцией отработавшего агента сушки и охлаждаю­щего воздуха, прошедшего через охладительную камеру. По данным фирм, выпускающих такие сушилки, в них обеспечивается экономия топлива на 50% в сравнении с обычны­ми сушильными установками.

1.6.2  Использование теплоты нагретого зер­на

.

Анализ проведенных исследований показывает, что существенного сниже­ния затрат топлива и электроэнергии на сушку за счет совершенство­вания ее тех­нологии можно добиться на основе комплексного подхода к решению этой про­блемы. В основе должно быть рациональное сочетание рассмотренных технологи­ческих приемов обезвоживания, использование этих приемов с наибольшей тех­нологической эффективностью.

С целью снижения энергозатрат при сушке необходимо особое внима­ние уделять способам подвода агента сушки и охлаждающего воздуха к зерновому слою. Исследования немецких ученых /340/ показали высокую эффективность послой­ного охлаждения, при котором нижние слои, охла­жденные в первую очередь, раньше выпускаются, при этом в бунтах оста­ется только зерно, требующее охлаж­дения.

         Наибольший эконо­мический и качественный эффект снижения затрат топлива и электроэнер­гии на сушку дает совершенствование технологии сушки зерна. Одним из способов, дающим наибольшую экономию топливно-энергетических ресур­сов, является сушка по ме­тоду драйэрации (сушить и вентилировать). Этот способ, разработанный в США, нашел широкое применение в европейских странах. При обычной сушке снижают влажность зерна до 15... 16%, а нако­пленное в зерне тепло удаляется путем интенсивного охлаждения атмо­сферным воздухом в охладительной камере сушилки. При драйэрации охлаждение зерна происходит не в сушилке, а в камерах, осна­щенных сис­темой вентиляции.

Процесс сушки происходит в четыре этапа.

1. Ускоренное обезвоживание зерна в сушилке до влажности 18... 19% при t_a.c. = 110 - 120°С и температуре нагрева зерна 50...60°С. Охладительная зона сушилки упразднена и выполняет роль зоны сушки.

2. Зерно с температурой 50-60°C направляется в камеры драйэрации, где его остав­ляют на 8... 12 часов, включая время загрузки, для отлежки и последую­щего обезвожива­ния с тем, чтобы внутренняя влага перешла в более сухую периферийную зону (релаксация влажности).

3. Медленное охлаждение зерна атмосферным воздухом в течение 12-15 часов с удельным расходом воздуха 40...60 м на 1 м объема. В это время достигается не только охлаждение зерна перед размещением его на хране­ние, но и использование остаточной теплоты в качестве энергии испаре­ния, что позволяет удалить в виде пара до 3...4 кг влаги на 100 кг зерна или снизить влажность на 1,5...3,0 %.

Весь цикл драйэрации рассчитан на 32 часа. Метод драйэрации по­зволяет увеличить производительность сушилки на 40%. Если при обыч­ном способе суш­ки на 1 кг выпариваемой влаги затрачивается 5028...5238 кДж, то при драйэрации расход теплоты снижается до 3352...3771 кДж.