Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СУШКИ СЕМЯН В ПЕРЕМЕННОМ РЕЖИМЕ

Изобретение относится к сушке семян зерновых культур и может быть использовано в сельском хозяйстве.

Известен способ сушки семенного материала различных сельскохозяйственных культур в переменном режиме (А.Е.Иванов, Н.М.Митрофанов, Ф.Н.Эрк. Механизация производства семян многолетних трав. Л.: «Колос», 1981, с.96-97), заключающийся в продувке неподвижного слоя семенного материала подогретым воздухом с последующей продувкой его наружным воздухом, после чего цикл повторяют по достижении семенным материалом заданной влажности. Продолжительность вентилирования нагретым воздухом 40…50 мин, наружным воздухом - 18…20 мин, скорость теплоносителя 0,2…0,3 м/с, максимальная температура теплоносителя (за цикл) 60…65°С. Этот способ позволяет получить качественные семена, однако он достаточно длителен и малопроизводителен.

Известен способ сушки в переменном режиме семян зерновых культур в неподвижном слое, заключающийся в том, что слой продувают попеременно подогретым агентом сушки при скорости 0,4 м/с и не подогретым агентом сушки его кратковременно продувают теплоносителем с температурой 60…65°C с последующим вентилированием не подогретым воздухом с интервалом 10 мин на каждую операцию при нагрузке слоя семян 300 кг/м², скорости теплоносителя на входе в слой семян 0,4 м/с, а скорости не подогретого воздуха - 0,8 от скорости теплоносителя (Пат. Ru №2369812, МПК F26В 3/06, Би №28, 10.10.2009).

Известный способ более производителен, так как принята более высокая скорость агента сушки и меньшие интервалы, и обеспечивает качественную сушку, однако он реализуется преимущественно на напольных сушилках, как и в аналоге, предусматривает ручной труд по обслуживанию сушилки и мало пригоден для товарного производства семян.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности сушки семян в переменном режиме.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе сушки семян в переменном температурном режиме, заключающемся в том, что слой продувают попеременно подогретым агентом сушки при скорости 0,4 м/с и не подогретым агентом сушки, согласно изобретению, слой семян гравитационно перемещают сверху вниз, скорости агентов сушки равны, а температуру подогретого агента сушки поддерживают в пределах 75…90°С.

Изобретение поясняется чертежом.

На чертеже изображена схема устройства, в котором осуществляют способ.

Устройство содержит загрузочный бункер 1, сушильные камеры 2, охладительные камеры 3, питатель 4, разгрузочное средство (транспортер) 5, вентилятор охладительных камер 6, вентилятор сушильных камер 7, топку 8, двухпоточную норию 9, клапан 10, датчики уровня 11. В схеме указаны влажные семена 12, циркулирующие семена 13, сухие семена 14.

Работу устройства осуществляют следующим образом.

Влажные семена 12 норией 9 подают в загрузочный бункер 1, далее заполняют охладительные 3 и сушильные 2 камеры. Питатель 4 отключен, по заполнении камер 2 и 3 и загрузочного бункера 1 срабатывают датчики 11 и загрузка прекращается. Включают вентиляторы 6, 7, разжигают топку 8, последовательно включают норию 9, транспортер 5 и питатели 6, клапан 10 ставят в положение «циркуляция» и высушивают первую партию зерна. По достижении кондиционной влажности клапан 10 переводят на «поток» и из сушилки выходят высушенные семена 14.

Способ осуществляют следующим образом.

Семена загружают, гравитационно перемещают сверху - вниз, продувают агентом сушки с переменным температурным режимом, высушивают, охлаждают и разгружают.

Для зерна величина числа Лыкова очень мала (Lu<<1), т.е. инерция поля влажности в сотни раз превышает инерцию поля температур. Это обстоятельство ограничивает возможность интенсификации сушки семян и зерна в режиме непрерывного нагрева. При этом быстрое нарастание температуры не позволяет удалить необходимое количество влаги без превышения предельно допустимой температуры.

Применение осциллирующего режима (попеременного нагрева и охлаждения материала через определенные промежутки времени) позволяет использовать высокотемпературный теплоноситель при полном сохранении качества материала и оптимальных технико-экономических показателях процесса.

Процесс сушки состоит из ряда циклов, в каждом из которых нагретый до оптимальной температуры материал охлаждается за счет самоиспарения влаги, при котором используется тепло, полученное в зоне нагрева.

В стадии промежуточного охлаждения направление теплового потока в зерне совпадает с движением влаги и явление теплопроводности способствует сушке. В результате происходит выравнивание влажности по сечению зерновок и зерно поступает в следующую фазу нагрева не только с несколько сниженной средней температурой, но и еще более пониженной температурой поверхностного слоя частиц.

Таким образом, применение осциллирующего режима способствует уменьшению перегрева, пересыхания частиц, что позволяет повысить температуру теплоносителя и производительности технических средств.

Проверку способа проводили в фермерском хозяйстве Карачаевского района, деревня Башино, Брянская область на колонковой зерносушилке СЗТ-16.

Методика проведения работ была следующей.

Высушивали семена пшеницы влажностью ~18% до ~14%. В контрольном опыте температуру агента сушки поддерживали равной 65±2°С, как следует из действующей инструкции (М.А.Теленгатор, B.C.Уколов, В.М.Цециновский. Обработка семян зерновых культур. М.: «Колос», 1972, с.75).

Из сушильных камер 7 семена выходили с температурой нагрева 42±2°С.

В основных опытах с переменным (осциллирующим) режимом осуществляли периодическое отключение и включение топки зерносушилки с суммарным циклом ~40 мин: ~20 мин нагрев и 20 мин охлаждение наружным воздухом с температурой 22°С.

Максимальная температура агента сушки (в конце периода нагрева) составляла t₁=75±2°C и t₁=90±2°C, а температура нагрева зерна на выходе из сушильных камер составила Q=39±2°C и 41±2°С соответственно, т.е. на 3…1°С ниже, чем в контрольном опыте. Плановая производительность сушилки в контрольном опыте составила 8,8 т/ч, а в опыте с осциллирующим режимом при t₁=90°С - 8 т/ч, т.е. ~0,9 от номинальной, но при этом расход топлива на сушку снизился в 1,35 раза.

Эффективность сушки переменным температурным режимом также обеспечивается равенством скорости агента сушки в циклах нагрева и охлаждения, которая составила 0,4 м/с.

Для определения эффективности осциллирующего режима сушки использовали коэффициент эффективности, представляющий собой отношение плановых производительностей и часовых расходов топлива в сравниваемых режимах.

где Т, T_oс - затраты топлива на сушку в режиме с постоянной и переменной температурами агента сушки, кг/ч; П, П_ос - плановая производительность сушилки при постоянной и переменной температурах агента сушки, т/ч.

Таким образом, осциллирующий (переменный) режим сушки с превышением максимальной температуры агента сушки на 25°С по сравнению с допустимой температурой агента сушки при постоянном температурном режиме позволяет повысить эффективность сушки.