Результат интеллектуальной деятельности: Способ сушки зернового материала

Изобретение относится к способам сушки зернового материала и может быть использовано в сельском хозяйстве, а именно, в элеваторах, зерноочистительно-сушильных комплексах и семяочистительных агрегатах.

Известен способ сушки семян зерновых культур, включающий пропускание сквозь их слой сушильного агента температурой 20…24°С, представляющего собой озоновоздушную смесь с концентрацией озона в пределах 2…10 мг/м³ (описание патент SU 1095899 МПК A01F 25/08 опубл. 07.06.1984).

Недостатками данного способа являются повышенный расход озона, высокие энергозатраты, опасность операции для здоровья человека.

Задача изобретения - сокращение времени сушки зернового материала при послеуборочной обработке.

Техническим результатом изобретения является интенсификация процесса сушки зернового материала при послеуборочной обработке.

Технический результат достигается тем, что в способе сушки зернового материала, предусматривающем озонирование и нагрев, операции осуществляют раздельно за несколько циклов, при этом озонирование проводят в буферном металлическом коническом силосном зернохранилище, подавая озоновоздушную смесь снизу силоса с концентрацией озона в диапазоне 5…20 мг/м³ в течение часа с момента появления газа в верхних слоях зернового материала, а нагрев осуществляют воздухом с температурой 45…60°С до уменьшения исходной влажности зернового материала на величину W_р, определяемую из условия W_р=W_исх-W_конд-k,

где W_р - расчетная влажность зернового материала, которую можно снять за один цикл сушки, %;

W_исх - исходная влажность зернового материала, W_исх=14…35%;

W_конд - кондиционная влажность зернового материала, W_конд=13%;

причем количество циклов N озонирования и нагрева определяют из условия ,

где

Сущность технического решения заключается в том, что озон, проникая внутрь зерновки при временном содержании влажного зернового материала в буферном металлическом силосе, способствует снижению энергетического уровня химических связей молекул воды с органическими компонентами и изменению их некоторых физических свойств, одновременно расширяя межклеточные мембраны и увеличивая коэффициент диффузии влаги из внутренних слоев зерна, что в дальнейшем обеспечивает интенсификацию последующего процесса сушки на серийных зерносушилках. Это позволяет ускорить влагоотдачу при сушке влажного зернового материала.

На фиг. 1 изображена схема оборудования, реализующая предложенный способ сушки зернового материала;

на фиг. 2 - динамика снижения влажности зерна озимой пшеницы в зависимости от способа подготовки влажного зернового вороха к сушке;

на фиг. 3 - динамика снижения влажности семян соевых бобов в зависимости от способа подготовки влажного вороха к сушке;

на фиг. 4 - динамика снижения влажности зерна кукурузы в зависимости от способа подготовки влажного зернового вороха к сушке.

Оборудование, реализующее предложенный способ сушки зерна и семян, состоит из буферного металлического конусного силосного зернохранилища 1 (фиг. 1) с датчиками озона 2 и воздуховодами 3, которые позволяют равномерно распределять озоновоздушную смесь, создаваемую озонаторной установкой 4 и подаваемую за счет воздушного компрессора 5 по системе озонирования 6, внутри влажного зернового вороха, а также тихоходной нории 7, поднимающей проозонированое зерно, осуществляя загрузку зерносушилки 8.

Способ сушки зерна и семян осуществляется следующим образом. Влажный зерновой материал загружается в буферное металлическое коническое силосное зернохранилище 1 (фиг. 1), в котором происходит его накопление и отволаживание. Одновременно внутрь зернохранилища снизу по системе озонирования 6 подается озоновоздушная смесь, которая по воздуховодам 3 равномерно распределяется в ворохе. При этом озонаторная установка 4 обеспечивает концентрацию озона внутри силоса в диапазоне 5…20 мг/м³. Продвижение озоновоздушной смеси по системе озонирования 6 производится благодаря воздушному потоку, создаваемому компрессором 5. Подача озона вниз зернохранилища обеспечивает вытеснение более легкого воздуха через крышные вентиляторы силоса 1. Как только газ дойдет до верхних слоев зернового материала, его обнаружат датчики 2. С данного момента озонирование необходимо проводить в течение часа. Сразу после прекращения озонной обработки производится самотечная разгрузка конического силоса 1, заполняя загрузочную горловину тихоходной нории 7. Проозонированный влажный ворох поднимается вертикальным конвейером и по системе зернопроводов поступает в серийную зерносушилку 8. Сушку производят подогретым воздухом согласно рекомендациям завода изготовителя. Режимы работы зерносушилки 8 варьируют в зависимости от конечного назначения просушиваемого зернового материала и особенностей культуры. При этом температура сушильного агента не должна превышать 45…60°С, чтобы не вызвать трещиноватость зерна и снижение его качества. Сушку проводят до момента снижения влажности зернового материала до 6%. Причем данное значение необходимо уменьшать по мере увеличения содержания влаги в исходном ворохе. Влажность зернового материала W_р, которую максимально можно снять за один цикл сушки, находится по формуле

W_р=W_исх-W_конд-k,

где W_исх - исходная влажность зернового материала, W_исх=14…35%;

W_конд - кондиционная влажность зернового материала, W_конд=13%;

k - коэффициент, округляемый до целого числа и определяемый по зависимости

При этом количество циклов N озонирования и сушки определяют, округлив значение до целого числа, из условия

где α - коэффициент,

В случае превышения содержания влаги в просушенном зерновом материале кондиционного состояния, ворох тихоходной норией 7 отправляется на повторную озонную обработку. После чего весь технологический процесс повторяется. Если конечное состояние зернового материала после зерносушилки 8 удовлетворяет желаемым требованиям, то его тихоходной норией 7 направляют на дальнейшую обработку или хранение.

Практически установлено, что в зависимости от культуры, исходного состояния просушиваемого вороха, периода сушки интенсивность влагоотдачи проозонированных зерен 2 (фиг. 2, 3, 4) в 1,33…3,4 раза выше, чем у необработанного озоном зернового материала 1.

Пример: В зависимости от исходного состояния зернового материала на сушку накладываются разные ограничения. Предположим, влажность зерна составляет 24%, тогда используя зависимость W_р=W_исх-W_конд-k можно рассчитать, что за один пропуск через зерносушилку можно снять не более 5% влаги. Следовательно, для доведения зернового материала до кондиционного состояния потребуется не менее двух циклов . На основе предложенного способа сушки зерна и семян рассчитаны прочие возможные варианты, которые представлены в таблице.