§ 2. Технология активного вентилирования зерна

I

Определение возможности активного вентилирования зерна. Актив­ное вентилирование — это технологический процесс обработки зерновой массы воздухом в насыпи без перемещения, проводимый для снижения температуры и влажности зерна, интенсивность которого зависит от свойств и состояния зерна, условий взаимодействия зерна с воздухом. При организации вентилирования следует учитывать такие показатели и свойства зерновой массы, как влажность, плотность, скважистость, сыпучесть и самосортирование, аэродинамическое сопротивление, гигро­скопичность, теплофизические и массообменные характеристики.

Прежде чем начать вентилирование, необходимо убедиться, что оно возможно и целесообразно при данных метеорологических условиях и фактическом состоянии зерна. Вентилирование следует проводить в тех случаях, когда сочетание температур зерна и воздуха обеспечивает охлаждение зерна со снижением или без снижения его влажности. Для определения возможности вентилирования зерна используют специаль­ные номограммы или таблицы. К числу сравнительно простых и удобных для практического применения можно отнести номограмму ВНИИЗ (рис. 87). Номограмма состоит из пяти шкал с делениями: на первой шкале нанесена температура по сухому термометру, на второй — темпе­ратура по смоченному термометру, на третьей — абсолютная влажность воздуха, на четвертой — температура зерна, на пятой — равновесная влажность зерна.

На номограмму накладывают линейку так, чтобы она соединяла показания сухого и смоченного термометров на шкалах 1, 2 и пересекла шкалу 3. В точке пересечения со шкалой 3 находят абсолютную влаж­ность воздуха. Затем соединяют линейкой найденную точку на шкале 3 с точкой, соответствующей температуре зерна на шкале 4. Продолжение прямой, соединяющей эти показания, пересекает шкалу равновесной влажности зерна. Это и есть искомая равновесная влажность. Полученную равновесную влажность зерна сопоставляют с фактической и судят о возможности вентилирования.

Пример. Влажность зерна пшеницы 16 %, температура 20 °С, температура воздуха по сухому термометру 5,5 С, по смоченному 4 С. Определить возмож­ность вентилирования зерновой массы (см. рис. 87).

Для решения задачи используем номог|эамму (см. рис. 87). Линейкой соеди­няем точку 5,5 С на шкале 1 с точкой 4 С на шкале 2. Шкала 3 пересекается линейкой в точке 5,25, что и является абсолютной влажностью воздуха. Затем соединяем точку 5,25 на шкале 4 с температурой зерна +21 С на шкале 4. Про­должаем прямую до пересечения со шкалой 5 и находим величину равновесной влажности зерна. В данном случае эта влажность равна 9,6 %. Поскольку факти­ческая влажность зерна 16 %, то вентилирование возможно: зерно при вентили­ровании будет охлаждено со снижением его влажности.

Возможность проведения вентилирования следует проверять через каждые 6 ч, а при неустойчивой погоде — через каждые 3 ч.

Режимы активного вентилирования зерна. Эффективность актив­ного вентилирования определяется снижением температуры и влажности, исключением возможности развития плесневых грибов и микроорганиз­мов и повышением стойкости зерна при хранении. Эффективность зависит от величины расхода подаваемого в зерновую массу воздуха,

Рис. 87. Номограмма для определения возможности активного вентилирования зерна (при температуре воздуха выше О С)

от его температуры и влажности, свойств и состояния зерна, совокуп­ность которых называется режимами вентилирования.

Средняя удельная подача q^ — это один из основных параметров режима процесса вентилирования

<7ср = VIM,

где V количество (расход) воздуха, м³/ч; М - количество' (масса) вентили­руемого зерна, т.

Зерновая масса охлаждается и подсушивается не сразу по всей вы­соте насыпи, а зонами. Для обеспечения эффективного вентилирова­ния всей насыпи с учетом возможных застойных зон требуется большая средняя удельная подача воздуха, величина которой может быть учтена коэффициентом потребности

n_q = 1 IK_q,

где Кц - коэффициент удельной подачи воздуха для застойной зоны.

Коэффициент потребности II_q показывает, во сколько раз должна быть увеличена средняя удельная подача воздуха в зерновую насыпь, чтобы в заставные зоны можно было направить воздух в достаточном количестве и тем самым достигнуть усиленно-равномерного вентилиро­вания, и зависит от размера промежутка между воздухораспределитель­ными щелями и высотой насыпи (табл. 31).

Высота зерновой насыпи, м

Норма удельной подачи воз; ха, м /ч на 1 т (не менее)

31. Коэффициент потребности в удельной подаче Пд для застойных зон (для плос­копараллельного потока)

Размер глухого промежутка между воздухораспределителями, м

0,3 0,5 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 1,9 2,0 0,5	1,02	1,08	1,15	1,43	1,75	2,06	2,38	2,69	2,98	3,13	3,25
0,75	1,01	1,05	1,10	1,27	1,50	1,73	1,97	2,20	2,38	2,49	2,55
1,0	1,00	1,03	1,07	1Д9	1,37	1,54	1,71	1,87	2,02	2,09	1,15
1,5	1,00	1,02	1,04	1,13	1,24	1,37	1,48	1,59	1,68	1,72	1,75
2,0	1,00	1,01	1,03	1,09	1,19	1,28	1,35	1,43	1,51	1,54	1,57
2,5	1,00	1,00	1,02	1,07	1,15	1,23	1,29	1,34	1,40	1,43	1,45
3,0	1,00	1,00	1,10	1,10	1,12	1,18	1,23	1,28	1,34	1,36	1,38
3,5	1,00	1,00	1,01	1,04	1,10	1,15	1,20	1,24	1,30	1,32	1,33
4,5	1,00	1,00	1,01	1,04	1,08	1,12	1,16	1,19	1,23	1,25	1,26

Нормы удельной подачи воздуха для застойных зон приведены ни­

же.

Начальная влажность Норма удельной подачи возду-

зерна

Для зерна всех культур (кроме риса)

14	18
18	23
18	30
20	43
21	51
22	62
23	72
24	85
25	100
26	115
	Для кукурузы в початках
18	30
20	40
25	45
30	50
35	55
40	60

Чтобы рассчитать количество воздуха, требуемое для вентилирова­ния, надо знать II_q, норму удельной подачи воздуха q_H, необходимую для обеспечения эффективного вентилирования застойных зон в насыпи, и количество вентилируемого зерна. Потребный расход воздуха V (м³/ч) для активного вентилирования определяют по формуле

V = q_Hn_qM.

На практике при наличии конкретного вентиляционного оборудова­ния (типа установки) потребный расход воздуха в зерновую насыпь обеспечивают регулированием высоты насыпи (масса зерна). Тогда количество зерна, которое можно загрузить на установку, находят по формуле

М = VI q_Hn_q.

Существующие установки для активного вентилирования зерна обеспечивают следующие минимальные значения средней удельной подачи атмосферного воздуха при вентилировании зерна различных культур (табл. 32) и кукурузы в початках (табл. 33), при допустимой высоте насыпи, приведенной в табл. 34.

Продолжительность активного вентилирования зерна для снижения температуры (в том числе охлаждения его до температуры 0...10 °С и промораживания) практически не зависит от температурного перепада

^— О • При этом необходимо учитывать отставания процесса охлаж­дения в застойных зонах насыпи. Если процесс активного вентилирова­ния зерна не сопровождается снижением его влажности, то на охлажде­ние всей зерновой насыпи до температуры, близкой к температуре наружного воздуха, требуется около 2000 м³ воздуха на 1 т зерна для каждого участка установки.

Продолжительность охлаждения зерна т на установке для активного вентилирования с учетом задержки охлаждения застойных зон можно определить по формуле

2000 П_а

т = Ч ,

?ср

где </_Ср фактическая средняя удельная подача воздуха на данной установке.

Сроки вентилирования партии зерна и очередность обработки уста­навливают в зависимости от температуры и влажности зерна. Грею­щееся зерно вентилируют непрерывно в любые часы суток независимо от метеорологических условий и влажности воздуха до тех пор, дока оно не будет охлаждено до температуры, близкой к температуре наруж­ного воздуха.

Режим искусственного охлаждения зерна. Искусственное охлажде­ние способствует сохранности исходного качества свежеубранного зерна, 32. Минимальные значения средней удельной подачи воздуха при активном венти­лировании зерна

зерновых й бо­	масличных						«о
бовых культур	культур (под­	m	<N			00	«о С СП
(кроме куку­	солнечника и		Ч? >>	СВУ-2		В
рузы в почат­ках)	клещевины)	« О	га и >»		« и	СО с S	С 5 (-,

Влажность зерна,

Удельная подача воздуха, м³/ (ч ■ т) на уста­новках, не менее

16	8	25	25	35	40	40	30
18	9	30	35	45	50	55	40
20	10	45	55	70	80	90	60
22	И	65	80	110	130	155	95
24	12	90	115	165	210	270	140
26	13	120	160	240			200

33. Средняя удельная подача атмосферного воздуха и максимальная высота насыпи Влажность зерна	Удельная подача воздуха,	Высота насыпи, м,
кукурузы, %	м3/ ■ т), не менее	не более

18	30	3,5
20	40	3,0
25	45	2,5
30	50	2,2
36	55	1,8
40	60	1,5

34. Высота (м) при вентилировании зерна на различных установках Влаж­	СВУ-63 и СВУ-63М		УСВУ-62		СВУ-2		СВУ-1
ность	для пше­	для	для пше­	для	для пше­	для	для пше­	для
зерна,	ницы,	проса,	ницы,	проса,	ницы,	проса,	ницы,	проса,
%	ржи, яч­	гречи­	ржи, яч­	гречи­	ржи, яч­	гречи­	ржи, яч­	гречи­
	меня, ку­	хи,	меня, ов­	хи,	меня, ов­	хи,	меня, ов­	хи,
	курузы,	мас­	са, куку­	мас­	са, куку­	мас­	са, куку­	мас­
	бобовых	лич­	рузы, бо­	лич­	рузы, бо­	лич­	рузы, бо­	лич­
		ных	бовых	ных	бовых	ных	бовых	ных

16	7,0	4,5	7,0	4,2	5,0	3,0	3,5	2,3
18	5,8	4,1	5,6	3,7	4,8	3,8	2,6	1,9
20	4,5	3,4	4,0	3,0	3,8	2,4	1,6
22	3,1	2,7	2,7/2,4	2,5	1,8
24	2,3	2,1	1,9/1,8	1,7
26	1,7	1,7	-	-	-		-

Рис. 88. Принципиальная схема уста­новки для охлаждения зерна в силосе элеваторов:

1 выход теплого отработавшего воздуха; 2 зона неохлажденного зерна; 3 зона охлаждения; 4 зона охлажденного зерна; 5 поступление холодного зерна; 6 охладитель воздуха (испаритель) ; 7 - конденсатор; 8 вентилятор; 9 засасывание атмосферного воздуха; 10 компрессор; 11 сборник; 12 теплый отработавший воздух

снижает интенсивность его дыхания и сокращает потери сухого вещества, тормозит и останавливает развитие микрофлоры и вредителей хлебных запасов. Временная консервация холодом влажного и сырого зерна увеличивает ежегодный период использования зерносушилок, сокра­щает затраты на их эксплуатацию. Применяют охлаждение зерна при помощи холодильных машин непосредственно на хлебоприемных пред­приятиях, особенно для риса, семян подсолнечника и клещевины.

Для охлаждения зерна в силосах элеваторов часто используют схему вертикального продувания искусственно охлажденным воздухом снизу вверх. Принципиальная технологическая схема охлаждения зерна в си­лосах элеватора приведена на рисунке 88. Охлажденный воздух от холо­дильной установки поступает в зерновую массу снизу, а отработавший — удаляется через верхний загрузочный люк силоса. Зерно можно охлаж­дать как ири полной загрузке силоса зерном, так и при частичной. В си­лосах некоторых элеваторов нашли способы горизонтального продува­ния насыпи.

Передвижные холодильные машины ХМВ-1-30, KLA40/2, КХА-5032 и Г-100 применяют для охлаждения зерна в складах.; а машины KZA40/7 и KLA-50/7 — для охлаждения зерна в элеваторах.

При охлаждении риса в складах и силосах элеваторов, а также семян подсолнечника и клещевины в складах рекомендуется при­менять режимы, разработанные ВНИИЗ и его Кубанским филиалом (табл. 35, 36).

	Температура			Темпера­		Примерная		Удельная		Допустимая
Влажность	зерна, С			тура воз­		продолжи­		подача		продолжитель­
зерна, %			духа на		тельность		воздуха,		ность хране­
	до ох­	после	входе в		охлажде­		м3/(ч-т)		ния зерна без
	лажде­	охлаж­	насыпь,		ния, ч				доохлаждения,
	ния	дения	°С						сут

				В складах
До 15,0	20..	..30	10-15	8-10	40-48	20		Более 120
15,0...17,0	20..	..30	5-10	4—8	28-36	30		80-120
17,1...19,0	20..	..30	5...10	4-8	24—30	40		20-80
19,1...21,0	20..	..30	5-10	4...8	20-24	40		8-20
21,1...25,0	20.,	..30	3...5	2...4	12-15	70		3-8
				В силосах
15,0	25.,	..30	15	5...10	72	20		Более 120
15,1...17,0	25.,	..30	10	5-8	36	30		100
17,1-19,0	25.	..30	10	5-8	24	40		40
19,1-21,0	25.	..30	5	3-5	24	50		20
21,1-23,0	25.	..30	5	3—5	15	60		10
36. Режимы	охлаждения семян подсолнечника и клещевины в складах

Влажность семян, %	Минимальная удельная подача воздуха, м / (ч • т)	Продолжитель­ность вентили­рования, ч	Максимальная высота насыпи семян, м
			СВУ-1	СВУ-2
	Подсолнечник
5,0-7,0	15	72	3,0	4,0
7,1-9,0	25	30	2,5	4,0
9,1-11,0	35	24	2,0	3,7
11,1-13,0	45	24	1,5	2,9
		Клещевина
7,0-9,0	15	72	3,0	3,0
9,1-11,0	20	60	2,5	3,0
11,1-13,0	25	48	2,0	2,5
13,1-15,0	35	36	1,5	2,0