Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ СУШКИ ЗЕРНА

Изобретение относится к способам сушки зерна и семян различных культур и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, в системе хлебопродуктов и хранения зерна и смежных отраслях промышленности.

Известен способ сушки пищевых продуктов, заключающийся в одновременном воздействии на продукт электростатического поля напряженностью 0,3-20,0 кВ/см и потока воздуха, насыщенного отрицательно заряженными аэроионами с концентрацией 0,3·10⁷-50·10⁷ ион/см³ [Патент №2115321 РФ, МПК⁶ A23B 4/03, опубликовано 20.07.1998]. Поток воздуха, насыщенного аэроионами, может быть нагрет до безопасных для продукта температур.

Недостатками данного способа сушки являются необходимость создания электростатического поля, что усложняет оборудование, низкая интенсивность влагосъема и большая продолжительность процесса сушки.

Известен способ сушки зерновых культур, выбранный в качестве прототипа, включающий пропускание сквозь зерновой слой атмосферного или подогретого воздуха, обогащенного аэроионами, причем обогащение аэроионами сушильного агента, осуществляется весь период сушки [Тихенький, В.И. Методы и средства повышения эффективности процесса сушки семян при электроразрядном воздействии на поток воздуха: автореф. дисс. … канд. техн. наук: 05.20.01 / В.И. Тихенький. - СПб. - Пушкин: НПО «Нечерноземагромаш», 1993. - 16 с.].

Недостатком данного способа сушки является то, что не полностью реализуется биологический потенциал материала, это сказывается на продолжительности сушки и энергозатратах.

Задачей изобретения является повышение интенсивности сушки, снижение удельных энергозатрат на процесс сушки.

В результате использования предлагаемого изобретения появляется возможность снизить энергетические затраты на сушку за счет обогащения агента сушки аэроионами осуществляют периодически, при этом периоды обогащения аэроионами, зависят от культуры зерна.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе сушки зерна, заключающемся в пропускании сквозь зерновой слой атмосферного или подогретого воздуха, обогащенного аэроионами, обогащение аэроионами осуществляют периодически, при этом периоды обогащения аэроионами зависят от культуры зерна и конструктивных особенностей установки для сушки зерна и изменяются в пределах от 5 до 60 минут.

Способ поясняется чертежом фиг.1, на котором приведена структурная схема. Установка для осуществления способа содержит сушильную установку 1, вентилятор 2, нагревательные элементы 3, ионизатор 4, программное устройство 5, систему управления температурой воздуха 6.

Способ осуществляют следующим образом: сырое зерно загружают в сушильную установку 1, атмосферный воздух подают вентилятором 2 через нагревательные элементы 3 калориферной установки, через ионизатор 4 в сушильную установку 1. Атмосферный воздух можно подогревать для снижения его относительной влажности и для увеличения скорости сушки. Для этих целей используют нагревательные элементы 3 калориферной установки. Температуру воздуха специальной системой 6 устанавливают такой, чтобы его относительная влажность не превышала 65%. Ионизатор работает в циклическом режиме - включено/выключено в течение всего времени сушки. Время работы ионизатора во включенном состоянии равно времени его работы в выключенном состоянии, но величина этого времени зависит от культуры семян, особенностей системы воздухораспределения в зерновом слое, толщины зернового слоя, т.е. зависит от конструктивных особенностей установки. Так, например, при сушке неподвижного слоя зерна пшеницы толщиной 20 см время включения/выключения ионизатора составляло 5 мин. Для других культур зерна это время должно быть определено экспериментально, поскольку оно зависит от особенностей биологических реакций зерновки конкретной культуры на внешнее воздействие и конструктивных особенностей установки для сушки зерна. Перед началом процесса сушки оператор должен знать культуру семян, которая будет сушиться и задает требуемое время включения/выключения ионизатора.

В основу способа положен механизм реакций биологических объектов на внешние воздействия. В данном случае биологическим объектом является зерновка, а внешних воздействия два - агент сушки и отрицательные аэроионы в агенте сушки. Процесс сушки начинают классическим режимом - атмосферный или подогретый воздух продувают через зерновой слой. Начинается влагосъем с поверхности зерна, что является возмущающим воздействием для зерновки. Она начинает «сопротивляться» происходящим изменениям, пытаясь компенсировать потерю влажности из поверхностных слоев, перемещая ее из центра. Такую реакцию любого биологического объекта называют реакцией превентивного торможения. Так зерновка «работает» на достижение цели технологического процесса - уменьшение влажности зерна. Но это продолжается недолго. Реакция зерновки меняет свое направление, и она уже не «облегчает» влагосъем. В это время включают в работу ионизатор, с помощью которого насыщают агент сушки отрицательными аэроионами. Такое действие зерновка воспринимает как смену внешнего воздействия, к которому она не «привыкла». Опять начинает работать реакция превентивного торможения. Потом зерновка опять «успокаивается» и насыщение воздуха аэроионами прекращают.

Циклическое повторение таких реакций в течение всего процесса сушки приводит к тому, что при одних и тех же параметрах агента сушки время сушки зерна при циклическом воздействии меньше, чем при режиме постоянного насыщения аэроионами агента сушки. В этом случае используется энергетический потенциал биологического объекта - зерновки, что приводит к уменьшению и энергозатрат. Снижение энергозатрат зависит от культуры и исходных параметров агента сушки и материала и достигает 40%. Требуемое время цикла заранее определяют экспериментально для различных культур зерна.

Пример сушки зерна пшеницы начальной влажностью 24%. Время сушки устанавливают равным 5 часов, агент сушки нагревают до температуры 34°C и включают ионизатор в режиме работы 5 минут включено / 5 выключено, концентрация аэроионов при этом 3,5·10⁶ ион/см³. Это приводит к сокращению времени сушки при аналогичной температуре агента сушки и проведению процесса классическим способом на 28%.