74

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Федеральное государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Пермская государственная сельскохозяйственная академия

имени академика Д.Н. Прянишникова»

Кафедра «Сельскохозяйственных машин»

Машины и оборудование для сушки и активного вентилирования зерна

Пермь, 2008

Учебное пособие подготовлено профессором Галкиным В.Д. и старшим преподавателем Хандриковым В.А. кафедры «Сельскохозяйственные машины» в соответствии с программой «Сельскохозяйственные и мелиоративные машины» для инженерных и агрономических специальностей и предназначено для изучения конструкции сушильных агрегатов студентами инженерных и технологических факультетов.

Для каждой машины пособие составлено, в основном, по схеме: назначение машины, ее техническая характеристика, общее устройство и устройство рабочих органов, технологический процесс и регулировки.

Учебное пособие рассмотрено на заседании кафедры . .2008 г. (протокол № ) и рекомендовано методической комиссией инженерного факультета 2008 года (протокол № ) к изданию.

Содержание

стр.

1. СПОСОБЫ СУШКИ И АГРОТЕХНИЧЕСКИЕ ТРЕБОВАНИЯ	4
2. БАРАБАННЫЕ ЗЕРНОСУШИЛКИ	7
2.1. Сушилка зерновая передвижная барабанная С3ПБ-2,5	7
2.2. Сушилка барабанная стационарная СЗСБ-8А	9
3. ШАХТНЫЕ ЗЕРНОСУШИЛКИ	11
3.1. Шахтная стационарная зерносушилка СЗШ-16А	13
3.2. Зерносушилка М-819	16
3.3. Стационарные шахтные сушилки серии С	21
4. РОМБИЧЕСКИЕ СУШИЛКИ	26
5. СОТОВЫЕ СУШИЛКИ СЕРИИ СоСС	29
6. СУШИЛКА БУНКЕРНАЯ ВЫСОКОВЛАЖНЫХ СЕМЯН СБВС-5	33
7. КОЛОНКОВЫЕ СУШИЛКИ	38
8. КОНВЕЙЕРНЫЕ УНИВЕРСАЛЬНЫЕ СУШИЛЬНЫЕ АГРЕГАТЫ СЕРИИ УСК	41
9. КАРУСЕЛЬНЫЕ СУШИЛКИ СЕРИИ СКУ	43
10. НАСТРОЙКА ЗЕРНОСУШИЛОК НА ЗАДАННЫЙ РЕЖИМ. КОНТРОЛЬ КАЧЕСТВА ИХ РАБОТЫ	51
11. ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛИ И ТОПОЧНЫЕ АГРЕГАТЫ	53
12. ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ АКТИВНОГО ВЕНТИЛИРОВАНИЯ	60
12.1. Приемные бункеры с аэрожелобами	62
12.2. Бункер активного вентилирования БВ-40А	68

1. Способы сушки и агротехнические требования

Согласно агротехническим требованиям на длительное хранение следует засыпать зерно влажностью до 14%. С увеличением влажности возрастает интенсивность дыхания зерна, увеличивается выделение теплоты и происходит самосогревание массы. Поэтому усиливаются процессы брожения, развиваются бактерии и плесень, качество зерна снижается.

Влажность свежеубранного зерна нередко составляет 20...35%. Такое зерно необходимо в короткий срок высушить, доведя его влажность до кондиционной. Снизить влажность зерна можно естественной сушкой на открытой площадке, вентилированием атмосферным или подогретым воздухом и искусственной сушкой в зерносушилках. Для естественной сушки зерно рассыпают на току слоем 10...15 см и периодически перелопачивают или перебрасывают с места на место зернопультом, зернометателем, зернопогрузчиком. Естественную сушку применяют, если влажность зерновой смеси меньше 20 %.

Для активного вентилирования зерно помещают в напольные или бункерные установки и пропускают через неподвижный слой зерна атмосферный воздух. Вентилированием предотвращают самосогревание зерна и удаляют испарившуюся влагу. Активное вентилирование применяют для временной консервации семян охлаждением, медленной сушки и аэрации их при хранении. Что - бы повысить эффективность этих процессов, воздух в первом случае охлаждают, во втором — нагревают на 2...6°С, в третьем — снижают его влажность.

Для искусственной сушки зерно помещают в сушилку и нагревают до установленной температуры. При нагреве влага из внутренних слоев зерна перемещается на поверхность и испаряется, а затем в виде пара удаляется в окружающую среду. Интенсивность испарения влаги зависит от температуры нагрева зерна и скорости движения газов через зерновой слой. Чем больше показатели этих процессов, тем выше скорость испарения влаги. Температура нагрева зерна при сушке не должна превышать предельного значения, при котором сохраняются семенные и хлебопекарные его качества. Допустимая температура нагрева зерна зависит от культуры, сорта, влажное и продолжительности его пребывания в нагретом состоянии. Температура нагрева продовольственного зерна – до 55°С, семенного - до 45°С. Неравномерность нагрева зерна в процессе сушки должна быть не более 3…4°С. Неравномерность влажности высушенного (до 15%) зерна допускается ±1%. Влажность зерна за один пропуск через зерносушилку можно снизить с 25 до 17% - для барабанных, и с 25 до 19% - для шахтных сушилок.

Зерно после сушки необходимо охладить до температуры, превышающей температуру атмосферного воздуха не более чем на 10…15°С. закладывать на хранение нагретое зерно запрещается, так как оно может утратить посевные или товарные качества.

При повышенной исходной влажности зерна за один пропуск через сушилку не удается довести влажность его до кондиционной. Недосушенное зерно выводят из сушилок и охлаждают. В процессе отлежки зерна влага из его внутренних зон перемещается к поверхности. При последующей сушке скорость съема влаги повышается. Однако при многократных пропусках зерна через сушилку увеличиваются его повреждения транспортирующими устройствами и затраты на выгрузку и погрузку.

Зерно крупяных и бобовых культур более чувствительно к температурному режиму, чем зерно злаковых. Поэтому температура нагрева зерна крупяных культур должна быть на 4…9°С, а бобовых – на 8…10°С ниже допустимых значений. Семена масличных культур не рекомендуется нагревать свыше 30°С. Для семенного зерна температуру нагрева снижают на 5…8°С по сравнению с предельным значением. В зависимости от исходной влажности выбирают одно-, двух- или трехступенчатые режимы сушки.

При сушке зерна в неподвижном слое допустимую температуру нагрева принимают на 10°С меньше, чем в подвижном.

При высокой влажности наружного воздуха (более 50%) подачу воздуха на охлаждение уменьшают для предотвращения увлажнения зерна.

Способы нагрева и сушки зерна. Сушка материалов базируется на двух основных принципах: удаление влаги из материала в виде жидкости и превращение жидкости в пар. Первый принцип обезвоживания характерен для механического (фильтрации, прессования, центрифугирования) и сорбционного (смешивание с влагопоглощающими веществами) способов сушки. Второй принцип обезвоживания (тепловая сушка) заключается в подводе теплоты к материалу для испарения влаги. В зависимости от способа подачи теплоты различают следующие способы тепловой сушки: конвективный, кондуктивный (контактный), излучение, электрический (токами высокой частоты) и молекулярный (сублимация).

Механический способ. Обезвоживание применяют в том случае, когда в веществе есть свободная влага. Ее удаляют прессованием (при выделении соков из плодов и ягод) и центрифугированием (при сушке древесины и зерна, намоченного дождем, после влажного обеззераживания или сортирования по плотности в жидкости).

Сорбционный способ заключается в смешивании влажного зерна с влагопоглотителем (силикагелем, хлоридом калия, опилками и др.), который впитывает в себя выделенную из зерна влагу. Затем сорбент отделяют от зерна, высушивают и вновь используют. Сорбцирнный способ применяют для сушки семян с низкой термостойкостью (горох, бобы и др.).

Конвективный способ. Теплота, необходимая для нагрева зерна, передается ему конвекцией от движущегося газообразного теплоносителя (нагретого воздуха или его смеси с продуктами горения), называемого агентом сушки. Взаимодействуя с зерновой масс агент сушки обеспечивает тепло- и массообмен: зерно нагревается, влага испаряется, поглощается газами и уносится в окружающую среду.

Кондуктивный (контактный) способ. Теплота передается зерну при соприкосновении его с нагретой поверхностью путем кондукции (теплопроводности). Для этого способа характерен неравномерный нагрев зерна в слое. Семена, контактирующие с горячей поверхностью, нагреваются сильнее, чем удаленные.

Излучение. Теплота передается зерну лучистой энергией нагретого тела, не имеющего непосредственного контакта с зерном (солнечными или инфракрасными лучами).

Сублимация. Молекулярную сушку проводят в условиях глубокого вакуума. Процесс протекает так, что вначале теплота, необходимая для испарения влаги, отнимается от высушиваемого материала. В результате его температура значительно снижается, а оставшаяся влага самозамораживается и выходит на поверхность в виде кристалликов льда. В дальнейшем при подводе теплоты извне лед, минуя жидкую фазу, превращается в водяные пары. молекулярная структура материала полностью сохраняется. Таким образом сушат фрукты и овощи.

Электрический способ. Зерно помещают в поле токов высокой частоты (ТВЧ) между двумя пластинами конденсатора. Молекулы зерна поляризуются и приводятся в колебательное движение. Колебания сопровождаются трением частиц и нагревом материала. Этот способ обеспечивает быстрый и равномерный нагрев зерновой массы, сопровождающийся интенсивным испарением влаги, но требует больших затрат энергии.

Классификация сушилок. Большую часть влажного зерна сушат конвективно-контактным способом в зерносушилках периодического или непрерывного действия в неподвижном, подвижном и псевдоожиженном слое зерновой массы. Зерносушилки бывают стационарные и передвижные, открытого исполнения и с установкой в здании. По конструкции сушильных и охладительных камер различают сушилки барабанные, шахтные, колонковые, карусельные, конвейерные, бункерные и др. По виду используемого топлива зерносушилки делятся на работающие, на газообразном, жидком и твердом топливе.

Промышленность выпускает сушилки малой (до 2,5 т/ч), средней (до 15 т/ч) и высокой (до 40 т/ч) производительности. Сушилки малой и средней производительности выпускают в виде передвижных и стационарных, открытого и закрытого исполнения. Сушилки высокой производительности в основном стационарные и, как правило, открытого исполнения.

Общее устройство зерносушилок. Основные сборочные единицы сушилок: рама, топка, сушильные и охладительные камеры, загрузочные и разгрузочные устройства, механизмы привода и контроля.

В барабанной зерносушилке зерно движется вдоль вращающегося барабана в потоке теплоносителя.

В шахтной зерносушилке зерно перемещается вниз под действием силы тяжести, а теплоноситель движется навстречу зерну.

В ромбической зерносушилке зерно движется сверху вниз между стенками, продувается теплоносителем, нагревается и высыхает.

В карусельной зерносушилке зерновой ворох вращается вместе с решетчатой платформой вокруг вертикальной оси и обрабатывается теплоносителем.

Регулировки. Температура нагрева зерна зависит от двух факторов: температуры теплоносителя и времени пребывания зерна в сушильной камере (экспозиции сушки). Температуру теплоносителя регулирует и поддерживает автоматика топочного блока, а экспозицию сушки устанавливают с помощью выгрузного устройства.