Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ И УСТРОЙСТВО СУШКИ СЕМЯН И ЗЕРНА

Изобретение относится к сушке семян и зерна, преимущественно повышенной влажности и может быть использовано в сельском хозяйстве и системе заготовок.

Известен способ сушки семян и зерна, при котором влажный материал загружают, вентилируют агентом сушки, охлаждают и разгружают. Известно также устройство для сушки семян и зерна периодического действия, содержащее сушильную камеру, вентилятор и теплогенератор (Методические рекомендации по выбору и эффективному использованию зерно-сушильного оборудования, Г.С. Окунь, А.Г. Чижиков, Е.Л. Ревякин, ФГНУ «Росинформагротех», 2006, с.87-89). Эти способ и устройство широко используются в сельском хозяйстве на сушке семян и зерна, преимущественно повышенной влажности. Однако он затратен и мало производителен.

Известен способ сушки семян и зерна, заключающийся в том, что зерно загружают, гравитационно перемещают сверху вниз через сушильные и охладительные зоны, в сушильной зоне - вентилируют агентом сушки, в охладительной - наружным воздухом, циклически высушивают, охлаждают и разгружают. (В.Ф. Самочетов, Г.А. Джогорян, Зерносушение., М. «Колос», с 177-178).

Известно устройство для сушки семян и зерна, включающее загрузочный и разгрузочный бункеры, сушильные и охладительные камеры, вентиляторы сушильной и охладительной камер, топку, средства загрузки и разгрузки.

(Методические рекомендации по выбору и эффективному использованию зерносушильного оборудования, Г.С. Окунь, А.Г. Чижиков, Е.Л. Ревякин, ФГНУ «Росинформагротех», 2006, с 40).

Эти способ и устройство близки по своей технической сущности к заявленному и приняты за прототип.

По этому способу высушивают первую партию зерна перед переводом сушилки на поток, а так же циклически сушат семена и зерно повышенной влажности (более 21%), которые не целесообразно сушить в потоке. Этот способ предполагает пониженную температуру агента сушки, работу вентилятора охладительной зоны и характеризуется низкой интенсивностью, а устройство не позволяет интенсифицировать процесс.

Технической задачей изобретения является повышение производительности устройства при циклической работе, а также при высушивании первой партии зерна.

Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе сушки семян и зерна, заключающимся в том, что семена и зерно загружают, гравитационно перемещают сверху вниз через сушильные и охладительные зоны, подают агент сушки в сушильную зону, семена и зерно циклически высушивают, охлаждают и разгружают, согласно изобретению, часть агента сушки отбирают из зоны сушки и реверсируют в охладительную.

Поставленная задача достигается также тем, что в устройстве, содержащем загрузочный и разгрузочный бункеры, сушильные и охладительные камеры, вентиляторы, топку, средства загрузки и разгрузки, разделительную перегородку между сушильными и охладительными камерами, согласно изобретения, охладительные камеры снабжены кожухом с клапанами и реверсивным вентилятором, а разделительная перегородка - клапанами с возможностью осуществления реверса агента сушки из сушильных в охладительные камеры.

Способ может быть реализован только в предложенном устройстве.

Изобретение поясняется чертежом.

На фиг.1 представлена схема устройства для сушки семян и зерна.

Устройство для сушки семян и зерна содержит загрузочный бункер 1, сушильные камеры 2, охладительные камеры 3, кожух 4 охладительных камер 3, реверсивный вентилятор 5 охладительных камер 3, питатели 6, разгрузочное средство 7, коллектор 8, вентилятор 9 сушильных камер 2, топку 10, норию 11, разгрузочный бункер 12, разделительную перегородку между камерами 13, воздушные клапаны 14 и 15, датчики уровня 16, зерновой клапан 17. В схему входят влажное зерно 18, сухое зерно 19, циркулирующее зерно 20.

Устройство функционирует следующим образом.

Клапан 17 выставляют на циркуляцию. Влажным зерном 18 первым потоком нории 11 последовательно заполняют охладительные 3, сушильные 2 камеры и загрузочный бункер 1 до срабатывания датчиков уровня 16, после чего нория 11 автоматически отключается. Питатели 6 и разгрузочное средство 7 не включают, клапан 14 на кожухе закрыт, а клапаны 15 на резделительной перегородке 13 открыты. Затем включают вентилятор 9 и вентилятор 5 на отсос, разжигают топку 10 и прогревают семена и зерно в устройстве на 10…15°С, после вновь включают норию 11, разгрузочное средство 7, питатели 6 и осуществляют циклическую сушку материала с реверсом части агента сушки через клапаны 15 в охладительную камеру. Высушенное и охлажденное зерно разгружается, а затем в устройство подают влажное зерно и цикл повторяют. В случае поточной сушки по достижении зерном кондиционной влажности клапаны 15 закрывают, клапан 14 открывают, а вентилятор 5 переводят на нагнетание. Клапан 17 ставят в положение «поток». Высушенное и охлажденное зерно из охладительной камеры 3 через питатели 6, разгрузочное средство 7, норию 11 выводят из сушилки.

Способ осуществляют следующим образом материал загружают, циклически перемещают через сушильные и охладительные камеры, вентилируют агентом сушки, причем часть агента сушки отбирают из сушильной зоны и направляют в охладительную зону, высушенный семена и зерно разгружают с охлаждением или переводом сушилки на поток.

Перед запуском зерносушилки на поток необходимо высушить первую партию зерна, которую сушат при пониженной температуре агента сушке и подаче наружного воздуха в охладительные камеры. При циркуляции (работа сушилки «сама на себя») расход зерна сопоставим с пропускной способностью нории, что повышает порозность слоя и эффективность сушки. Фактически при этом имеем осциллирующий режим сушки, в любом случае эффективность сушки первой партии зерна, а также циклической сушки менее высокая, чем при отключенном вентиляторе наружного воздуха из-за частичного охлаждения материала.

В случае реверса части агента сушки через охладительные камеры 3 имеем реверсивную сушку. Дать сравнительную характеристику эффективности сушки этих режимов при одинаковой тепловой нагрузке топки затруднительно. Однако в случае реверса теплообменная поверхность в сушилке возрастает за счет охладительных камер 3, последнее приводит к снижению скорости агента сушки в слое и снижению этой составляющей потерь напора. Поэтому возможен повышенный расход агента сушки и соответственно большее количество теплоты может быть передано зерну, учитывая, что в этом режиме (циклическом или при сушке первой партии) топка работает не на полную мощность.

Пример 1. Примем, что теплообменная поверхность сушилки за счет охладительных камер 3 возрастает на одну треть при осуществлении реверсивной сушки.

При этом скорость в слое зерна снижается со стандартных 0,4 м/с до ~0,31 м/с. Для вентилятора типа Ц4-76, №12,5 или его аналога (сушилка СЗТ-16) номинальной производительностью 60 тыс.м³/ч это снижение скорости агента сушки позволяет снизить потери напора в слое зерна со 1,2 кПа до 0,8 кПа, а суммарное сопротивление со 1,8 до 1,4 кПа с повышением расхода до 76 тыс.м³/ч (Методические рекомендации по сушке и охлаждению зерна активным вентилированием, составители В.И. Анискин, В.М. Лурье, В.А. Рыбарук, М., ВИМ, 1974, с.20, 42). Повышение расхода агента сушки ведет к повышению производительности, как при высушивании первой партии, так и при циклической работе. Повышение производительности сушилки в зависимости от влажности зерна на стадии циклической работы и высушивания первой партии зерна составит 0,6…0,8 от повышения расхода, т.е. на 18…21%.

Покажем возможность эффективной сушки при поточной работе сушилки.

Пример 2. Сушка семян пшеницы с влажностью 20…21% в СЗТ - 16 осуществляют при максимальной температуре агента сушки не более 55°С, до температуры нагрева семян и зерна не более 45°, причем допустимая температура охлаждения семян и зерна не выше +10°С по отношению к наружной температуре воздуха.

При этих условиях при отчуждении от охладительных камер 1/3 их теплообменной поверхности по отношению к наружной температуре, например 20°С, средневзвешанная температура охладительного агента составит ~31°С, что обеспечит процесс охлаждения.

При сушке зерна максимальная температура агента сушки возрастает до 80…90°С и снижение теплообменной поверхности охладительных камер составит не менее 0,2…0,25% при нормативном охлаждении.