Технологические схемы сушки зерна

В предыдущих разделах курса рассмотрены разнообразные технологические приемы ведения процессов сушки зерна, которые можно подразделить на две большие группы: прямоточную и рециркуляционную схемы сушки.

Прямоточная сушка зерна

По этой схеме за один пропуск зерна через сушильный аппарат достигают снижения влажности до 6 - 8 %. Больший съем влаги невозможен, так как это удлиняет экспозицию сушки, а следовательно, и термическое воздействие на зерно, что чревато возможным ухудшением качества его. Поэтому при необходимости применяют многократный пропуск зерна через сушилку. Естественно, это нарушает ритм поточной обработки зерна, снижается коэффициент использования зерносушилки, излишне травмирует зерно.

Можно снижать влажность зерна за один пропуск через сушилку и более 8 %, при этом придется снизить температуру агента сушки до предельно допустимой температуры нагрева зерна, однако это значительно удлиняет процесс сушки, а производительность резко падает.

При прямоточной сушке необходимо формирование зерна по влажности, причем разность по этому показателю между отдельными партиями не должна превышать 2 - 3 %.

Рециркуляционная сушка зерна

В зерносушильном хозяйстве страны получили широкое распространение более прогрессивные - рециркуляционные сушилки, с внедрением которых решена очень важная народнохозяйственная проблема: обеспечение поточной обработки зерна при любой начальной влажности в отдельных партиях.

В отличие от прямоточных сушилок рециркуляционные не требуют формирования партий зерна по влажности, так как конструкцией этих установок предусмотрен контактный влагообмен между отдельными зернами и многократная циркуляция его по замкнутому контуру, что приводит к выравниванию влажности просушиваемого продукта.

Принцип работы рециркуляционных зерносушилок основан на смешивании большого количества сухого зерна (рециркулирующего) с небольшим количеством сырого. Причем количества добавляемого сырого зерна и выводимого из сушилки сухого зерна должны быть равны. Сушильный процесс протекает при чередовании кратковременного (3 - 6 с) нагрева смеси зерна в восходящем потоке агента сушки, последующей ее отлежке в те-71 чение 10-15 мин, охлаждении и рециркуляции большей части просушенного зерна. При температуре агента сушки порядка 360 °C и столь кратковременном тепловом воздействии зерно нагревается не свыше 60 °C по смоченному термометру, и это длится до тех пор, пока на поверхности зерна имеется влага.

Характерной особенностью динамики и кинетики сушки является то, что влага внутри зерна движется, в основном, в виде жидкости, в которой растворены минеральные вещества, микроэлементы, необходимые для жизнедеятельности зародыша. А так как капилляры в зерне направлены главным образом к зародышу, то все питательные вещества остаются в нем, через которые, как известно, происходит испарение влаги в виде пара.

Практикой установлено, что при соблюдении принятых режимов и параметров сушки, например, продовольственной пшеницы белковый комплекс зерна не только не ухудшается, а напротив, наблюдается увеличение количества клейковины на 1 - 2 % в связи с возрастанием натуры его после сушки.

Другая особенность рециркуляционной сушки заключается в том, что при этом одновременно происходит очистка зерна от сорной примеси, отличающейся от зерна по аэродинамическим свойствам. Эффективность очистки достигает 50 %, а полученные сухие отходы пригодны для длительного хранения.

Основным параметром работы рециркуляционных зерносушилок является коэффициент циркуляции зерна, определяемый при установившемся режиме работы сушильного аппарата, когда в результате непрерывного смешивания сырого зерна с сухим рециркулирующим в определенной пропорции устанавливается заданная средняя влажность (и’ср) смеси зерна.

Как видно (рисунок), в рециркуляционную норию поступает сырое зерно массой (Gi) с влажностью (wi) и сухое рециркулирующее зерно массой (Gp) с влажностью (wp). В зависимости от высоты нории и скорости ленты масса смеси зерна находится в ней 8 - 10 с, затем поступает в камеру нагрева и в течение 2 - 3 с нагревается и частично подсушивается, то есть удаляется избыток влаги.

В тепловлагообменнике влага практически не удаляется, основное назначение - перераспределение влаги и выравнивание 72

температуры между отдельными зернами. После отлежки под действием гравитационных сил масса зерна двумя неравными потоками направляется в шахты охлаждения, причем в промежуточную шахту поступает больше зерна и движется оно быстрее, чем в шахте окончательного охлаждения. Таким образом, из шахты промежуточного охлаждения зерно выходит массой (Gp) и влажностью (wp), а из шахты окончательного охлаждения - массой (G?) и влажностью (иъ).

Циклограмма работы рециркуляционной зерносушилки

Рисунок. Циклограмма работы рециркуляционной зерносушилки

Так как на охлаждение зерновая масса поступает с одинаковой влажностью и температурой, а в шахтах движется с разной скоростью, то отсюда следует, что снижение влажности за один проход в шахте промежуточного охлаждения меньше, то есть Awp2 и составляет 0,1 - 0,3 %. Очевидно, что для эффективности сушильного процесса желательно повышение значения Awp, что может быть достигнуто двумя путями: увеличением вместимости шахты промежуточного охлаждения или подведением дополнительного количества теплоты. В практике зерносу-шения распространение получил второй путь внедрением рецир-куляцинно-изотермических зерносушилок.

В рециркуляционных сушилках за один цикл - нагрев, от-лежка, охлаждение - удаляется лишь около 1 % влаги. Поэтому при установившемся процессе сухому (рециркулирующему) зерну добавляется столько сырого, чтобы влажность смеси до сушки (wCM, %) была больше влажности просушенного зерна (wp) на величину съема за один пропуск (Ди/), то есть

wCM=wp + Aw .

Таким образом, перед последним циклом сушки влажность смеси сырого и сухого зерна должна быть в пределах 15,0... 15,5 %.

Соотношение между количеством сырого и рециркулирующего зерна выражается следующим уравнением:

GcmWcm = G1W1+GpFFp . (11)

Подставив значение (wCM), из формулы (11) получаем:

Так как Gp = GCM - Gi, то после преобразований уравнение (12) примет вид

G Щ - Ж

1йм=_!---р . (13)

G, Аи-

Уравнение (13) показывает величину расхода сырого зерна (

и есть коэффициент циркуляции зерна.

В связи с малой величиной (Aw) необходимо знать, какое количество зерна циркулирует с начала сушильного процесса, то есть представляет интерес определение коэффициента рециркуляции зерна (п)

Расчеты показывают, что в зависимости от (и) в сушилке остается следующее количество зерна (таблица).

Таблица

Количество (%) рециркулирующего зерна

Число циклов сушки

Коэффициент рециркуляции

п-1

п-2

п-3

п-4

п-5

п-6

1

50,0

66,6

75,0

80,0

83,3

85,7

2

25,0

44,5

56,2

64,0

69,4

73,4

3

12,5

29,6

42,2

51,2

57,9

62,9

4

6,2

19,8

31,6

40,9

48,2

54,0

5

3,1

13,6

20,8

32,8

40,2

46,3

6

1,6

9,2

17,8

26,2

33,5

39,7

7

0,8

6,3

13,3

21,0

27,9

34,0

8

4,4

10,0

16.7

23.2

29.2

9

-

7,5

13,4

19,4

24,9

10

-

5,6

10,7

16,1

21.4

11

-

-

8,6

13,4

18,3

12

-

-

-

11,2

15,7

Данные (см. таблицу) свидетельствуют, что в процессе сушки количество исходного рециркулирующего зерна естественно снижается, однако возрастает с увеличением коэффициента рециркуляции. Последнее обстоятельство ведет к травмированию зерна, поэтому необходимо стремиться к снижению («), что возможно при увеличении Aw.

С точки зрения эффективности работы зерносушилки величина (Aw) должна быть, как можно больше, так как производительность установки прямо зависит от этого показателя. Однако особенности сушки отдельных зерновых культур, например, 75

крупяных не позволяют повысить (Aw) более 2 - 3 % во избежание образования трещин. Величина (Aw) зависит от строения, структуры, химического состава зерна, начальной влажности и температуры его нагрева. Так при сушке пшеницы начальной влажностью 20 % съем влаги за пропуск при температуре нагрева 45 °C составляет 0,82 % при 60 °C - 1,2 %.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >