×
10.11.2013
216.012.7ef8

СПОСОБ БЕЗОПАСНОЙ СУШКИ СЕМЯН

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к сушке семян и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ безопасной сушки семян заключается в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают. Новое в изобретение то, что скорость агента сушки ограничивают величиной коэффициента теплоотдачи α, который определяют следующим образом: де λ, - коэффициент теплопроводности зерновки, Вт/м °С; ΔU - снижение влагосодержания зерновки, кг вл/кг мат; r - теплота парообразования, кДж/кг, σ - толщина сферы зерновки с зародышем, м; с - теплоемкость зерновки, кДж/кг °С; t - температура агента сушки, °С; θ - температура семян, °С; Ко - число Коссовича. Изобретение должно обеспечить возможность использования на сушке элитных и ценных сортов семян высокопроизводительных сушилок. 2 ил.
Основные результаты: Способ безопасной сушки семян, заключающийся в том, что семена загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают, отличающийся тем, что скорость агента сушки ограничивают величиной коэффициента теплоотдачи α где λ - коэффициент теплопроводности зерновки, Вт/м °С; ΔU - снижение влагосодержания зерновки, кг вл/кг мат; r - теплота парообразования, кДж/кг, σ - толщина сферы зерновки с зародышем, м; с - теплоемкость зерновки, кДж/кг °С; t - температура агента сушки, °С; θ - температура семян, °С; Ко - число Коссовича.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к сушке семян, преимущественно повышенной влажности, а также элитных ценных сортов и может быть применено в сельском хозяйстве.

Известен способ сушки семян, при котором влажный материал загружают, вентилируют агентом сушки со съемом 3-4% влажности за пропуск, количество пропусков устанавливают в зависимости от начальной и конечной влажности. Между пропусками применяют отлежку (В.А. Шаршунов, Л.В. Рукшан, Сушка и хранение зерна, Минск, Мисата, 2010, с 106-107).

Этот способ способствует перераспределению влаги в зерновке и снижению градиента влагосодержания, тем самым обеспечивает безопасную сушку при температуре нагрева ниже допустимой.

Однако он достаточно длителен и требует развитой инфраструктуры, включая бункера отлежки, транспортные средства и т.д., поэтому его применяют достаточно редко.

Известен способ, заключающийся в том, что семена предварительно подогревают, загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают (А.С. Гинзбург, В.П. Дубровский, Казаков, Г.С. Окунь, В.А. Резчиков. Влага в зерне, М. «Колос», 1969, с 169-1712).

Предварительный подогрев семян способствует снижению градиента влагосодержания и тем самым повышает безопасность процесса сушки.

Этот способ сушки по своей технической сущности наиболее близок к заявленному и принят за прототип.

Недостатком известного способа является то, что он экономически не выгоден для крупнотоннажного производства семян, так как организация предварительного подогрева требует сложных технологических и технических мероприятий, а также при подогреве необходимо решить вопрос с возможной неравномерностью нагрева и сушки отдельных зерновок.

Технической задачей изобретения является повышение безопасности сушки семян путем ограничения коэффициента теплоотдачи семян, т.е. снижения градиента влагосодержания в зерновках.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе сушки семян, заключающийся в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают, согласно изобретению, скорость агента сушки ограничивают величиной коэффициента теплоотдачи α.

где λ - коэффициент теплопроводности зерновки, Вт/м °C; ΔU - снижение влагосодержания зерновки, кг вл/кг мат; σ - теплота парообразования, кДж/кг, σ - толщина сферы зерновки с зародышем, м; c - теплоемкость зерновки, кДж/кг °C; ta.c. - температура агента сушки, °C; θ - температура семян, °C; Ко - число Коссовича.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг.1 представлена принципиальная схема сушилки; на фиг.2 - схема зерновки с зародышем.

Устройство представляет собой серийно выпускаемую ГНУ ВИМ Россельхозакадемии лотковую селекционную сушилку ЛСБ-0,3×2 и содержит калорифер 1, вентилятор 2, задвижки 3, диффузор 4, решетку 5, секции 6 сушильных камер 7, пульт управления 8, термодатчики 9, регистратор температуры 10, анемометр с раструбом 11.

Устройство работают следующим образом.

Влажные семена загружают в секции 6 одной или двух сушильных камер 7, высотой слоя от 0,1 до 0,5 м, выравнивают и последовательно включают вентилятор 2, калорифер 1. Задвижками 3 устанавливают скорость агента сушки, соответствующую величине α.

Включением того или иного количества секций калорифера 1 устанавливают температуру агента сушки не более чем на 5°C выше допустимой температуры нагрева θп.q при условии регулировки перемешивания материала или на 2…3°C - без перемешивания.

Температуру θп.q определяют, например, по формуле С.Д. Птицына (С.Д. Птицын Зерносушилки, М, Машгиз 1962, с 52). Начальную влажность семян со, определяют влагомером или высушиванием навесок в сушильном шкафу. Длительность сушки определяют расчетом по известной температуре агента сушки, исходной (начальной) и конечной влажности (ω1, ω2), массе семян и скорости агента сушки (предварительно задаются).

Вычислить объем зерновки V, приняв ее форму шарообразной, при известном диаметре и объем сферы (оболочки) V1 при известной глубине нахождения зародыша в зерновке не представляет труда. Величину а определяют по справочникам (например для пшеницы зародыш находится за наружной оболочками на расстоянии σ=0,3-0,5 мм от поверхности (С.Д. Птицын, Зерносушилки, М, Машгиз, 1962, с 35).

Способ осуществляют следующим образом.

По известной начальной и конечной влажности зерна, объемах зерновки и ее сферы с зародышем, температуре агента сушки рассчитывают параметры зерновки и процесса и расчетом определяют а и скорость агента сушки. Рассчитанную скорость устанавливают, контролируя ее анемометром с раструбом 11.

Сушка зерна состоит из трех основных этапов: испарение влаги, внешней перенос пара, внутренний перенос влаги. Причем при сушке зерно быстро нагревается до допустимой температуры θпq и не успевает высохнуть до необходимой влажности. Таким образом, процесс сушки лимитируется внутренним переносом влаги. Несоответствие интенсивностей процесса переноса влаги вызывает существенный градиент влагосодержания по радиусу зерновки и отрицательно сказывается на качественных показателей семян (в первую очередь снижается энергия прорастания).

Рациональным решением проблемы будет применение таких способов сушки, при которых зона испарения располагалась бы возможно ближе к наружной поверхности зерновки, но за зародышем, например регулируемое снижение интенсивности внешнего массопереноса, которое зависит от величины α.

В свою очередь величина а зависит от скорости агента сушки в известной зависимости, например

Nu=0,106Re(20<Re<200),

где Nu, Re - число Рейнольдса и Нуссельта

; ,

d - эквивалентный диаметр зерновки, м, υ - кинематическая вязкость агента сушки, м2/с.(В.В.Портнов, В.В.Майоров, Промышленные конвективные установки, Сборник задач, Воронеж, Воронежский Гос. Тех. Уни-вер., 2003, с 37).

Для расчета безопасных влагосъемов рассмотрим тепломассоперенос в зерновке.

Физическая модель. В общем случае сушка зерна происходит в два периода. Как только температура поверхности зерновки с радиусом R достигнет температуры адиабатического насыщения воздуха (температуры мокрого термометра), начинается первый период сушки, в котором агент сушки у поверхности зерновки насыщен водяными парами, а скорость процесса лимитируется скоростью их отвода от поверхности испарения в ядро потока сушильного агента. В этом периоде влага преимущественно из периферийных оболочек зерновки перемещается к ее поверхности, испаряется, а пары отводятся агентом сушки. Движение границы испарения в этом периоде не происходит, но происходит во втором периоде.

Математическая модель. Уравнение, согласно которому можно определить скорость сушки запишем в виде

где V - объем зерновки, м3; ρ - плотность вещества зерновки, кг/м3;

r - теплота парообразования, кДж/кг влаги; U(τ) - влагосодержание кг влаги/кг сухого материала; α - коэффициент теплоотдачи Вт/м2 °C; F - поверхность зерновки, м2; ta.c. - температура агента сушки, °C; θ - температура материала °C, в первом периоде θ=θм.т (мокрого термометра), во - втором θ=θп.q/2 (где θп.q - допустимая температура нагрева, °C); η - часть теплоты, поступающая на испарение влаги.

Величину η можно определить из числа Коссовича (Ко), например в (В.Р. Сорочинский, Повышение эффективности конвективной сушки и охлаждение зерна на основе интенсификации теплообменных процессов, диссерт. На соиск. учен. степ. докт. техн. наук, М. 2002, с 162.

При θ и ta.c.=const имеем искомое решение (1) имеет вид

или

где ΔU влагосъем с поверхности зерновки, кг/кг.

По мере снижения влагосодержания оболочек к ней подводится влага из ядра зерновки, а фронт испарения углубляется.

Уравнение перемещения фронта испарения в зерновке шароообразной формы на величину σ может быть записана в виде

где λ - коэффициент теплопроводности зерновки Вт/м °C;

σ - толщина сферы зерновки с зародышем, м;

V1, - объем сферы зерновки с толщиной σ, °C;

Δθ1 - перепад температуры на границах сферы с толщиной σ, °C.

После решения (5) аналогично выражению (1) получим

Так как условие безопасной сушки есть равенство правых частей (4) и (6), то их приравняем и получим после упрощений

Для решения (6) необходимо знать выражение перепада температуры по радиусу зерновки, который можно определить из числа Коссовича.

, где ΔU1 - изменение влагосодержания сферы зерновки с объемом V1 в процессе сушки, кг/кг, с - теплоемкость материала зерновки, кДж/кг °C.

Переходя к влагосодержанию в зерновке ΔU с объемом V окончательно получим

Значения Ko можно определить для различных режимов сушки из экспериментальных данных. (В.Р. Сорочинский. Повышение эффективности конвективной сушки и охлаждение зерна на основе интенсификации теплообменных процессов, диссерт. на соиск. учен. степ. докт. техн. наук, М., 2003, с 162).

Пример. Определим коэффициент теплоотдачи и скорость агента сушки при высушивании семян пшеницы с исходной влажностью 21% (U1≈0,27) до конечной влажности 14% (U2≈0,16 кг/кг); при ta.c=45°C в плотном неподвижном слое высотой 0,2 м с перемешиванием. Принятая величина ta.с позволяет высушить семена без превышения допустимой температуры нагрева θn.q=41,0°C. Параметры зерновки, взятые из литературы следующие λ=0,023 Вт/м °C; с=1,68 кДж/кг°C; r=2640 кДж/кг; dэ=4 мм; σ≈0,5 мм (С.Д. Птицын, Зерносушилки, М., Машгиз, 1962, с 35) Ко=6. Параметры агента сушки и процесса сушки

υ=20·10-6 м2/с; ΔU=0,11 кг/кг

; ; где Re, Nu - числа Рейнольдса и Нуссельта соответственно, причем для рассматриваемого гидродинамического режима сушки Nu=0,106 Re (при 20<Re<200)

Так как процесс сушки проходит практически во втором периоде, то (ta.c-θ)=(ta.c-41/2)≈25°C

; ;

Предложенный скоростной режим сушки позволит использовать на сушке элитных и ценных сортов семян высокопроизводительные сушилки, производительность которых па порядок выше зачастую используемых установок с естественной конвекцией.

Способ безопасной сушки семян, заключающийся в том, что семена загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают, отличающийся тем, что скорость агента сушки ограничивают величиной коэффициента теплоотдачи α где λ - коэффициент теплопроводности зерновки, Вт/м °С; ΔU - снижение влагосодержания зерновки, кг вл/кг мат; r - теплота парообразования, кДж/кг, σ - толщина сферы зерновки с зародышем, м; с - теплоемкость зерновки, кДж/кг °С; t - температура агента сушки, °С; θ - температура семян, °С; Ко - число Коссовича.
СПОСОБ БЕЗОПАСНОЙ СУШКИ СЕМЯН
СПОСОБ БЕЗОПАСНОЙ СУШКИ СЕМЯН
СПОСОБ БЕЗОПАСНОЙ СУШКИ СЕМЯН
СПОСОБ БЕЗОПАСНОЙ СУШКИ СЕМЯН
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 43.
10.01.2013
№216.012.19c0

Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способам сушки семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Устройство для сушки семян и зерна содержит надсушильный 2 и подсушильный 11 бункеры, сушильную 4 и охладительную 8 камеры, с вертикальными наружными и внутренними...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472084
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19c1

Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ сушки семян и зерна, согласно которому материал загружают, перемещают сверху вниз, вентилируют агентом сушки, инверсируют, охлаждают и разгружают. Новым является то, что агент сушки реверсируют,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472085
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.04.2013
№216.012.37af

Способ инфракрасной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ инфракрасной сушки материалов, преимущественно семян и зерна, заключается в том, что материал горизонтально перемещают, воздействуют агентом сушки, ИК-излучением, отлеживают и возвращают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479808
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.05.2013
№216.012.3e5e

Способ сушки семян в переменном режиме

Изобретение относится к способам сушки семян зерновых культур в переменном режиме и может найти применение в сельском хозяйстве. Способ заключается в том, что слой продувают попеременно подогретым агентом сушки при скорости 0,4 м/с и не подогретым агентом сушки. Новым является то, что слой...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481533
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.08.2013
№216.012.5de3

Способ сушки семян в неподвижном слое

Изобретение относится к сушке семян, преимущественно селекционных, и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ сушки семян в неподвижном слое заключается в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, высушенный материал охлаждают и разгружают. Новым в способе является то,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489656
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.09.2013
№216.012.6cd4

Способ сушки семян в плотном слое

Способ сушки может быть использован в сельском хозяйстве, преимущественно для селекционных семян. Способ сушки семян заключается в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, нагревают до предельно допустимой температуры, зависящей от длительности процесса, сушат, охлаждают и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493511
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.11.2013
№216.012.8374

Светотранзистор белого света

Изобретение относится к полупроводниковым приборам. Светотрназистор белого света представляет собой полупроводниковое устройство, предназначенное для светового излучения на основе транзисторной структуры с чередующимся типом проводимости, образующей активную область, генерирующую синее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499328
Дата охранного документа: 20.11.2013
10.01.2014
№216.012.953f

Способ и устройство сушки семян и зерна

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, по которому их загружают, гравитационно перемещают через сушильные и охладительные зоны, подают агент сушки в сушильную зону, циклически высушивают,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503901
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.02.2014
№216.012.a72d

Способ и устройство для сушки семян и зерна

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, при котором их загружают, гравитационно перемещают сверху вниз через верхнюю, нижнюю сушильные и охладительную зоны сушки, вентилируют агентом сушки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508512
Дата охранного документа: 27.02.2014
20.05.2014
№216.012.c525

Светодиодная лампа

Изобретение относится к области светотехники, в частности к осветительным приборам и предназначена для использования в бытовых и производственных светильниках широкого назначения. Техническим результатом является упрощение конструкции и снижение себестоимости изготовления светотодиодной лампы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002516228
Дата охранного документа: 20.05.2014
Показаны записи 1-10 из 11.
10.01.2013
№216.012.16d5

Способ возделывания топинамбура

Изобретение относится к области сельского хозяйства. В способе возделывают топинамбур как монокультуру, проводят обработку почвы, вносят минеральные удобрения, высаживают клубни, проводят междурядные обработки, уборку зеленой массы и клубней. В первый год проводят посадку клубней в нарезанные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471337
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19c0

Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления

Изобретение относится к способам сушки семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Устройство для сушки семян и зерна содержит надсушильный 2 и подсушильный 11 бункеры, сушильную 4 и охладительную 8 камеры, с вертикальными наружными и внутренними...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472084
Дата охранного документа: 10.01.2013
10.01.2013
№216.012.19c1

Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ сушки семян и зерна, согласно которому материал загружают, перемещают сверху вниз, вентилируют агентом сушки, инверсируют, охлаждают и разгружают. Новым является то, что агент сушки реверсируют,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472085
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.04.2013
№216.012.37af

Способ инфракрасной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ инфракрасной сушки материалов, преимущественно семян и зерна, заключается в том, что материал горизонтально перемещают, воздействуют агентом сушки, ИК-излучением, отлеживают и возвращают в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479808
Дата охранного документа: 20.04.2013
10.07.2013
№216.012.53be

Транспортное средство со сменным кузовом для перевозки легковесных сельскохозяйственных грузов

Изобретение относится к транспорту, а именно к транспортным средствам, оборудованным механизмом с крюковой рамой для замены сменных кузовов, приспособленных для перевозки легковесных сельскохозяйственных грузов, с устройством для уплотнения в процессе загрузки. Изобретение включает шасси (1),...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487041
Дата охранного документа: 10.07.2013
10.08.2013
№216.012.5de3

Способ сушки семян в неподвижном слое

Изобретение относится к сушке семян, преимущественно селекционных, и может быть использовано в сельском хозяйстве. Способ сушки семян в неподвижном слое заключается в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, высушенный материал охлаждают и разгружают. Новым в способе является то,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489656
Дата охранного документа: 10.08.2013
20.09.2013
№216.012.6cd4

Способ сушки семян в плотном слое

Способ сушки может быть использован в сельском хозяйстве, преимущественно для селекционных семян. Способ сушки семян заключается в том, что материал загружают, вентилируют агентом сушки, нагревают до предельно допустимой температуры, зависящей от длительности процесса, сушат, охлаждают и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493511
Дата охранного документа: 20.09.2013
27.10.2013
№216.012.78cb

Штанговый опрыскиватель

Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для внесения пестицидов. Штанговый опрыскиватель содержит шасси, бак для рабочей жидкости, бак для промывочной воды, штангу, дозатор-распределитель, холодильный модуль и систему подачи CO. Система подачи СО состоит из...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496585
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.01.2014
№216.012.953f

Способ и устройство сушки семян и зерна

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, по которому их загружают, гравитационно перемещают через сушильные и охладительные зоны, подают агент сушки в сушильную зону, циклически высушивают,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503901
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.02.2014
№216.012.a72d

Способ и устройство для сушки семян и зерна

Изобретение относится к сушке семян и зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ сушки семян и зерна, при котором их загружают, гравитационно перемещают сверху вниз через верхнюю, нижнюю сушильные и охладительную зоны сушки, вентилируют агентом сушки и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002508512
Дата охранного документа: 27.02.2014
+ добавить свой РИД