Спецвозможности
Технологии

Как правильно настроить зерносушилку

05.11.2021
2423
Как правильно настроить зерносушилку фото, иллюстрация

Сушка является сложным технологическим процессом, обеспечивающим не только сохранение качества зерна, но и улучшение некоторых его показателей. Поэтому создание рациональных конструкций сушилок, выбор методов и режимов сушки зависят, прежде всего, от результатов изучения свойств сушащегося продукта.

 

 

 

 

 

 

Основным классификационным признаком, существенно влияющим на конструктивно-технологическую схему сушильных установок, является реализованный в них способ сушки. В Украине наибольшее распространение получили зерносушилки, в которых применен конвективный способ сушки — тепловая сушка смесью топочных газов с атмосферным воздухом или чистым нагретым воздухом, выполняющим функции теплоносителя. Этот способ сушки имеет место в наиболее распространенных в сельском хозяйстве зерносушилках: шахтных, барабанных, сушилках периодического и непрерывно-периодического действия, а также в установках с кипящим слоем. В некоторых из них, кроме процесса конвективной сушки, имеет место незначительный кондуктивный теплообмен (например, от нагретых поверхностей подводящих коробов в шахтных сушилках, от нагретого рециркулирующего зерна к холодному в рециркуляционных сушилках), а также нетепловая — сорбционная сушка.

Шахтна сушарка

Наиболее эффективна конвективная сушка путем принудительного продувания агента сушки через зерновой слой. От конструктивных и режимных параметров процесса сушки, а также от соотношения между параметрами агента сушки и зернового материала будет зависеть состояние слоя целевого объекта, играющего большую роль в процессе конвективной сушки.
 
От него зависит интенсивность тепломассообмена. Поэтому состояние слоя зернового материала является его обобщенной характеристикой, от которой зависят остальные характеристики зернового материала: скважность, активная поверхность, сопротивление слоя, теплопроводность, влагопроводность, теплообмен, влагообмен и т. д.

Сушка в зависимости от скорости движения потока агента сушки и зернового слоя может происходить в разном потоке: плотном неподвижном, плотном подвижном, псевдосжиженном, виброкипящем, восходящем и нисходящем. Наименее эффективна сушка в плотном неподвижном зерновом слое, например сушка в бункерах или металлических емкостях с перфорированным днищем. Такая сушка характеризуется большой неравномерностью нагревания зерна и удаления влаги. Зерновой слой, прилегающий к месту входа агента, перегревается и пересушивается, а зерновые слои, более удаленные от места входа агента сушки, напротив, недогреваются и недосушиваются. Толщину слоя при такой сушке допускают на уровне 600–1500 мм, значительно реже — до 350 мм. При такой сушке используют очень низкую температуру агента, чтобы снизить риск перегрева зерна. Соответственно, использование низких температур значительно продляет процесс сушки и увеличивает расход топлива и электроэнергии.

Наибольшее распространение в зерносушильной технике получил плотный малоподвижный зерновой слой. Под действием сил гравитации такой слой двигается сверху вниз по шахте, камере или колонке сушилки. Толщина зернового слоя, соприкасающегося с агентом сушки, постоянно изменяется от 0 до максимума (150–300 мм), что создает равноценные условия как для нагрева, так и сушки. В этом случае используется агент сушки с температурой, превышающей в несколько раз предельную температуру нагрева зерна (120–160°С). Удельная подача агента сушки равна 3500 м3/час. Продолжительность нагрева зерна составляет 15–20 мин. Принцип сушки зерна в плотном малоподвижном слое широко используется в шахтных зерносушилках с подводящими и отводящими коробами и камерных зерносушилках непрерывного действия.

Характерной особенностью сушки зерна в псевдосжиженном зерновом слое является интенсивный теплообмен между агентом сушки и зерном. С увеличением температуры агента скорость сушки зерна резко возрастает. Так, при увеличении ее от 60 до 140°С скорость сушки возрастает в 2,5 раза, а время прогрева зерна сокращается в четыре раза. Сушка зерна в псевдосжиженном зерновом слое обеспечивает равномерный нагрев зерна и максимальное использование температуры агента сушки. Увеличение экспозиции сушки зерна в псевдосжиженном слое приводит к перегреву зерна. Таким образом, сушка зерна в псевдосжиженном зерновом слое наиболее интенсивна, но его промышленное использование затруднено из-за нехватки надежных рабочих органов, которые бы стабильно обеспечивали создание самой «кипящести» зерновой массы.

Під час сушіння зерна в псевдозрідженому зерновому шарі відбувається інтенсивний теплообмін між агентом сушіння та зерном

Сушка в падающем зерновом слое приобретает все большее применение. Наибольшее распространение получил способ с противоточным падающим зерновым слоем, при котором зерно падает сверху вниз, а агент сушки подается снизу вверх. При кратковременном влиянии агента сушки на зерно не удается испарить много влаги, поэтому установки с падающим зерновым слоем применяют для быстрого нагрева зерна с последующим его охлаждением и сушкой в аппаратах с плотным малоподвижным зерновым слоем.

Таким образом, важной конструктивной особенностью сушильных камер зерносушилок, в которых используется конвективный способ сушки, является разное состояние зернового слоя. Несмотря на то, что для этого вида сушилки тип слоя один и тот же, изменение конструктивных (толщина зернового слоя, форма и расположение коробов, полок, мешалок, инверторов, вибраторов, определяющих направление движения зерна и агента сушки) и режимных (скорость агента сушки, скорость перемещения зерна, температура и влагосодержание агента сушки) параметров позволяет изменить состояние зернового слоя в пределах определенного типа слоев зернового материала - увеличить степень его перемешивания, разрыхления, величину и степень обновляемости активной поверхности, участвующей в тепломассообмене; увеличить (для псевдосжиженных типов) или уменьшить (для плотных типов слоев) время фиксированного зерна в активной зоне при заданной экспозиции.

Из-за отличий в характеристиках разных культур существуют определенные нюансы их сушки. Кратко опишем основные особенности.

 

Особенности сушки кукурузы

Главной особенностью зерна кукурузы в отношении его сушки по сравнению с другими культурами является низкая влагоотдача. Причем интенсивность влагообмена зерна разных сортов кукурузы неодинакова, поскольку зависит от размера зерен, их формы, физического строения, химического состава. К тому же из-за достаточно продолжительного сезона уборки этой культуры на элеватор зерно, как правило, поступает разного качества и влажности. Чтобы сохранить без потерь принятое зерно, его сушат партиями. Это значительно упрощает процесс и помогает избежать пересушивания или наоборот – недосушивания зерна с разной влажностью. Особое внимание уделяют предварительной очистке. Для этого лучше всего подходит сепаратор барабанного типа. Здесь главное – равномерность и бережность сушки. Чем выше начальная влажность зерна, тем более щадящим по температуре теплоносителя и продолжительности по времени должен быть процесс сушки. Так можно обезопасить зерно от повреждения тканей и образования трещин.

 

Особенности сушки семян подсолнечника

Удельная плотность подсолнечника почти вдвое меньше, чем у пшеницы, а сушка происходит быстрее, чем у семян других культур. Особое внимание здесь следует уделить подготовке к сушке. Сильная засоренность – причина низкой устойчивости при хранении и риске возгорания. Культура должна обязательно пройти сепаратор, в идеале – с несколькими типами сит. При сушке подсолнечника нужно обязательно контролировать уровень нагрева семян: температура не должна превышать 55°С.

Кроме того, лучше сосредоточиться на сушке большим объемом воздуха, чем на температуре, при которой это происходит. Идеальный вариант для качественной сушки семян подсолнечника – зерносушилки шахтного типа с возможностью рециркуляции продукта. Продукт сушки проходит через сушилку два-три раза: такой тип сушки обеспечивает постепенное снятие влаги, а значит – бережную сушку. Кроме того, постоянное перемешивание семян во время повторных циклов усиливает тепло- и влагообмен. В процессе сушки подсолнечника обязательно следует уделить усиленное внимание пожарной безопасности.

 

Особенности сушки бобовых

Зерно бобовых по сравнению с зерном других культур содержит больше белка. Оно больше по размеру, сухое, плотное, имеет структурно обособленные оболочки, а потому и меньшую поверхность испарения. А это, в свою очередь, снижает влагоотдачу. Вся теплота тратится, в основном, на нагрев семян, а не на испарение влаги. При сушке поверхность зерна быстро обезвоживается, а центральная часть зерновки остается влажной. Поэтому при применении интенсивных режимов сушки растрескиваются семенные оболочки! Семена фасоли и сои нужно сушить так, чтобы скорость испарения влаги с поверхности зерна не превышала скорости перемещения влаги из центра зерна к его поверхности. Иначе неравномерное высушивание различных частей зерна приведет к их неравномерной усадке, что приведет к растрескиванию зерен. Для сушки зерна бобовых используют только шахтные сушилки. Допускается удаление за один пропуск 3-4%, а для крупносемянных (фасоль) - 2% влаги. Бобовые обязательно сушат с отлежкой зерна. Эффективна также сушка бобовых активным вентилированием (воздух подогревается до 30°С при удельной подаче 400– 600 м3/т).

 

Особенности сушки рапса

Сушка семян рапса является одной из самых трудоемких и ответственных в технологии сушки зерновых. Влажные семена, содержащие большой процент масла и белка, имеют большой риск самовозгорания. Его надо сушить очень осторожно, устанавливая температуру теплоносителя значительно ниже, чем при сушке семян злаковых культур. Поскольку при высокой температуре сворачивается и гибнет белок. Температура агента сушки должна быть не выше 50°С, чтобы семена не потеряли свою жизнеспособность. Чтобы сохранить качество семян, после сушки рапс необходимо охладить до температуры 15–20°С. Система вентиляции зерносушилки должна быть оборудована актуаторами (заслонами) для регулирования степени разрежения воздуха. Иначе семена рапса из-за небольшого веса при мощной вентиляции будут просто выдуваться на улицу.

 

Особенности сушки гречихи

Зерно гречихи хорошо поддается сушке. Однако из-за неравномерности созревания и, как правило, большой засоренности зерновая масса гречки часто согревается. Поэтому после уборки очищать и сушить ее нужно немедленно! Делать это лучше при использовании мягких режимов на шахтных сушилках.

 
 
Сушка ржи
 
Зерно ржи имеет толстую оболочку, что замедляет испарение из него влаги. Высокая термостойкость позволяет нагревать его до 60°С.

 

Сушка овса

Зерно овса, благодаря большой скважности, хорошо сушится, но из-за опасности самовозгорания семенных и плодовых пленок его нельзя нагревать до температуры выше 50°С.

 
 
Сушка проса
 
Зерно проса имеет плотную оболочку и пониженную скважность. Между оболочкой и ядром имеется воздушный зазор, препятствующий теплопередаче. Так что тепло концентрируется на оболочках проса, что приводит к их растрескиванию. Поэтому при сушке зерна проса температура его нагрева должна быть не выше 40°С.

 

Особенности сушки зерна риса

Зерно риса имеет пониженную влагоотдачу из-за наличия под плодовыми пленками воздушного зазора. Кроме того, низкое содержание белков в нем вызывает большую трещиноватость, что требует мягких режимов сушки. Температурный режим должен быть дифференцированным в зависимости от начальной влажности зерна: если влажность составляет 18% — сушат за один пропуск при температуре теплоносителя 65–70°С и нагреве зерна не выше 40°С; при влажности около 20% применяют двухступенчатый режим (при первой ступени температура теплоносителя – 60°С, при второй – 70°С), допуская нагрев зерна соответственно до 35 и 40°С. Производительность сушилок при сушке зерна риса низкая. На практике почти всегда применяют многочасовое (2-3 часа) отлеживание зерна между первым и вторым высушиванием. Продолжительность отлеживания зависит от количества влаги, которое испаряется во время сушки за один раз: 3% - не менее 4 часов, 2% - не менее 3 часов, 1% - до 2 часов. Следует также учесть, что в зерне сухого риса влажность зародыша на 2–3% ниже, а влажного наоборот. Поэтому, чтобы не допустить быстрого самосогревания в результате высокого уровня интенсивности дыхания, зерно риса нужно доводить до сухого состояния.

Распространенными ошибками сушки влажного зерна является то, что его пытаются высушить слишком быстро. Поспешность в этом случае – губительный фактор. Повышение температуры агента сушки приводит к повреждению (трещин) оболочки зерна. В результате получаем некачественный продукт на выходе из зерносушилки. В поврежденном зерне ускоряются неблагоприятные биохимические и микробиологические процессы. Его перемещение к силосу может привести к ухудшению качества зерна в целом, способствовать самосогреванию зерновой массы и в худшем случае — привести к самовозгоранию.
 
Повышенная влажность более эффективно удаляется не увеличением температуры агента сушки, а периодом времени, в течение которого зерно находится в зерносушилке в зоне сушки. Идеальный вариант — обеспечить неоднократное прохождение зерна через зону сушки, благодаря чему достигается плавность вытеснения лишней влаги и недопущение порчи зародыша и эндосперма зерна.
 
С повышенной влажностью зерна действенно справляются только зерносушилки поточного типа или рециркулярного. В таком случае их недостаток – необходимость пропускать продукт через сушилку дважды-трижды – превращается в преимущество. Такая сушка снимает влагу постепенно, то есть обеспечивает осторожную сушку зерна. Кроме того, постоянное перемешивание зерна во время повторных циклов усиливает тепло- и влагообмен. На сегодняшний день при выборе шахтной сушилки следует обращать внимание на:
 
• конструкцию сушильной шахты, обеспечивающую равномерное распределение агента сушки;
 
• мощность турбовентиляторов, если зерносушилка работает под разрежением;

• короба, которые подводят и отводят агент сушки и должны иметь равномерное сечение и быть расположены в шахматном порядке. Именно это способствует лучшему перемешиванию зерна в шахте и его свободному прохождению.

Активное вентилирование также позволяет снять влагу с зерна без термической обработки. Такой способ – сушка влажного зерна с последующим длительным охлаждением с вентилированием – на 20-40% сокращает энергозатраты.
 
Причем нужно готовить к сушке не только зерно, но и воздух. Чтобы уменьшить влажность зерна, воздействуйте не только на объект сушки, но и на воздух, используемый для этого. Большое влияние оказывает также температура и влажность окружающей среды.

Следует использовать подсушенный воздух непосредственно для сушки. Удобным для определения наличия влаги в воздухе такой инструмент, как «i-d диаграмма влажного воздуха». С помощью последней легко определить наличие влаги в воздухе: после внесения показателей температуры и относительной влажности воздуха просто определить, до какого уровня снизить влажность воздуха до подачи в бункер сушки. Диаграмма с возможностью таких расчетов находится в Интернете в свободном доступе.

Снять лишнюю влагу с партии зерна непосредственно перед сушкой можно с помощью оперативных предсушильных бункеров с вентиляцией. Зерно охлаждается, а первичная влага отводится к вентиляции. Далее — подсушенное холодом зерно передается в бункер сушки.
 
Если после сушки зерна сразу предусмотрено его охлаждение, то следует учесть уровень влаги при охлаждении после сушки. Дело в том, что в процессе охлаждения зерна после сушки на нем может выступать конденсат, который затем впитывается и, как следствие, снова повышает уровень влаги.

Никогда не стоит торопиться с забором зерна! Закладывать на длительное хранение можно только зерно или масличные, отвечающие требованиям ГОСТа. Например, если влажность пшеницы должна быть не более 14%, а семена подсолнечника — 7%, то с примерно такими показателями их нужно закладывать на хранение. Иначе можно потерять не только отдельное зерно, но всю партию. Выбирая режим сушки, следует ориентироваться на максимальную влажность партии зерна, которая поступает на сушку.
 
Когда на улице дождь — не надо продувать массу, подвергаемую сушке! Даже если вы загрузили сухое зерно и будете продувать его в «сезон дождей», оно наберет влагу. Поэтому даже не пытайтесь забирать воздух извне, пока он не станет сухим. Тогда вам не нужно будет тратить средства на дополнительную сушку.

Выбирайте автоматизированную зерносушилку. Это поможет избежать нежелательного воздействия человеческого фактора, повысить качество и усилить безопасность сушки благодаря точному контролю температуры зерна и воздуха. А еще, благодаря датчикам, вы точно будете знать влажность семян на входе, зададите точные параметры сушки и по завершении процесса получите продукцию нужного качества и стоимости.

В то же время, следует понимать, что любая модернизация сушилки, способствующая повышению ее производительности, в том числе и интенсификация процесса сушки, в той или иной степени способствует снижению расхода топлива на сушку, о чем свидетельствуют теория и практика сушки. В основе интенсификации процесса сушки должны быть меры, учитывающие закономерности явлений внутреннего влагопереноса и внешнего тепло- и влагообмена. Комплексного влияния на интенсификацию внешнего влагообмена и внутреннего влагопереноса можно добиться путем оптимального сочетания технологических приемов, используемых для обезвоживания зерна в эксплуатируемых и проектируемых зерносушилках.

Процесс внутреннего влагопереноса можно интенсифицировать путем повышения температуры зерна и уменьшения тормозного действия тепловлагопроводности (на основе использования прогрессивных технологий сушки), а процесс внешнего влагообмена – как путем повышения температуры и скорости агента сушки, так и увеличения активной поверхности зерен, участвующих в процессе тепло- и влагообмена с агентом сушки. Главный совет аграриям в этом уборочном сезоне: сушите зерно грамотно!

 

М. Федотова, ассистент

Д. Трушаков, доцент,

Кафедра автоматизации производственных процессов,

Центральноукраинский национальный технический университет

Журнал «Пропозиція», №10, 2020 р.

Интервью
При использовании современных средств защиты растений наибольшей их эффективности удается достичь лишь при строгом выполнении трех основных условий: правильном выборе препарата, оптимальных сроках внесения и четком соблюдении технологии... Подробнее
Президент УАВК Микола Пономаренко
На рынке картофеля сейчас - ажиотаж, которого не случалось почти 10 лет. Потребители обеспокоены неурожаем и закупаются картофелем на сезон - целыми мешками. Производители (прежде всего огородники) жалуются на неурожай. Таким образом,... Подробнее

1
0