§ 2. Методы сушки зерна

Интенсивность тепло- и влагообмена обусловлена в основном пере­падом парциальных давлений водяных паров, определяемым перепадом температур зерна и сушильной среды, а следовательно, получением теплоты извне. Поэтому в основу классификации методов сушки поло­жены способы передачи теплоты просушиваемому зерну.

В современных установках наиболее часто теплота передается зерну от перемещающегося агента сушки (нагретого воздуха или смеси воз­духа с топочными газами), т. е. традиционным конвективным методом. При конвективной сушке зерно может находиться в срстоянии плотного, неподвижного, гравитационного, движущегося, псевдоожиженного, виброкипяшего, падающего или взвешенного слоя.

Теплота может быть передана зерну от нагретых поверхностей, используя ее теплопроводность, кондуктивным методом. В качестве нагретой поверхности используют трубы, обогреваемые паром, горя­чей водой или газом.

При искусственном уменьшении давления воздуха над высушивае­мым зерном влага из него испаряется и при низких температурах. Такой метод называется вакуум-сушкой, при этом используют кондуктивный тепло подвод. С углублением вакуума снижается температура в сушильной шахте, что, в свою очередь, интенсифицирует теплопередачу от поверхности нагрева к зерну.

Теплота может сообщаться зерну посредством тепловых лучей или в результате радиации (солнечная сушка или сушка инфракрасны­ми лучами). Этот метод называют радиационным. При инфракрасном облучении плотность теплового потока на поверхности зерна в 20 100 раз выше, чем при конвективной сушке. Возможны также нагрев и сушка в электрическом поле высокой частоты. Эти методы целесо­образно использовать для предварительного нагрева зерна в сочетании с конвективной сушкой.

Контактная (сорбционная) сушка предназначена для обезвоживания влажного зерна при контакте с гигроскопическими веществами (сорбен­тами) , например при смешивании влажного и сухого зерна. В качестве сорбентов могут служить хлористый кальций и различные отходы сельскохозяйственного и другого производства.

Наиболее перспективны методы комбинированной сушки (конвек­тивно-контактный, конвективно-кондуктивный, конвективно-радиа­ционный) , которые используют в сушилках с рециркуляцией, с предва­рительным нагревом зерна.

§ 3. Режимы сушки зерна

Под режимами сушки понимают совокупность основных параметров процесса, определенное целенаправленноё сочетание которых обуслов­ливает интенсивность тепло- и влагообмена, обеспечивает сохранение и улучшение качества просушенного зерна. К основным параметрам относят температуру, влажность и скорость агента сушки, температуру, влажность, назначение и род культуры зерна, продолжительность сушки.

Температура агента сушки является одним из основных параметров и определяет интенсивность нагрева зерна и испарения из него влаги. Высокая температура и низкая относительная влажность подаваемого в сушилку агента сушки способствуют интенсификации процесса сушки в целом. Однако значение температуры ограничено необходимостью обеспечения сохранности и улучшения качества зерна. Высокая относи­тельная влажность и низкая, приближающаяся к температуре зерна в сушильной шахте температура отработавшего агента сушки являются свидетельством максимального использования его сушильной спо­собности как теплоносителя и влагопоглотителя и служат критерием экономичности процесса.

Влажность зерна оказывает существенное влияние на выбор темпе­ратурных режимов сушки. Термоустойчивость зерна, характеризуе­мая предельно допустимой температурой его нагрева, в большей степени зависит от начальной влажности: чем больше влажность зерна, тем менее оно термоустойчиво, и наоборот. Влажность зерна после сушки вы­бирают из условий хранения и переработки.

Для выбора температурных режимов имеет значение продолжитель­ность процесса нагрева зерна. При обосновании режимов сушки должны приниматься во внимание особенности технологических свойств, опре­деляемые его целевым назначением и родом культуры, способами уборки и разнокачественностью по степени зрелости.

Сушка зерна продовольственного назначения. При сушке такого зерна применяют режимы в соответствии с Инструкцией по сушке продовольственного, кормового зерна, маслосемян и эксплуатации зерносушилок. Пшеницу влажностью более 20 % и пивоваренный яч­мень влажностью более 19 % в прямоточных сушилках сушат за два пропуска, а в рециркуляционных за один. При сушке пшеницы учитывают исходное качество клейковины — крепкой, хорошей, слабой. Сушка пшеницы со слабой клейковиной при повышенной температу­ре приводит к уплотнению клейковины и, следовательно, к улучше­нию ее качества. В шахтных зерносушилках применяют в основном восходящие температурные режимы, сущность которых заключается в повышении температуры агента сушки по мере снижения влажности зерна в сушильной шахте с учетом термоустойчивости. При сушке риса и кукурузы для крахмало-паточной промышленности применяют ис­ходящий температурный режим. Это вызвано необходимостью умень­шить образование трещин в зерне, число которых особенно резко возрастает при пониженной влажности зерна, и предотвратить снижение выхода крупы и качества сырья для крахмало-паточной промышлен­ности.

Режим сушки зависит не только от культуры, исходной влажности и качества зерна, но и от его дальнейшего назначения. Так, кукурузу, предназначенную для пищеконцентратной промышленности, сушат, используя семенные режимы. Кукурузу для крахмало-паточной про­мышленности сушат при более высокой температуре, а при сушке кормовой кукурузы температуру повышают еще более.

Пшеницу сильных, твердых и ценных сортов сушат в шахтных зерносушилках при пониженных температурных режимах, чтобы мак­симально сохранить высокое качество зерна. На хлебоприемных пред­приятиях, располагающих достаточной сушильной мощностью, при сушке продовольственной пшеницы с хорошей клейковиной также рекомендуется применять режим, установленный для пшеницы силь­ных сортов.

Снижение влажности за один пропуск в шахтных (прямоточных) сушилках не должно превышать при сушке 3 % (табл. 38), других

38. Режимы сушки зерна в шахтных зерносушилках Культура	Начальная влажность зерна, %	Пропуск через су­шилку	Предель­ная тем­пература нагрела зерна, С	Предельная температу­ра агента сушки в су­шилке, С
				при од­носту­пенчатом режиме	при двухсту­пенчатом ре­жиме
					I зона	II зона
Пшеница продовольст­
венная :
с крепкой клейко­	До 20		45	120	110	130
виной (до 40 ед.	Свыше 20	Первый	40	9.0	80	100
ИДК)		Второй	45	110	100	120
с хорошей клейко­	До 20	-	50	140	130	150
виной (от 45 до	Свыше 20	Первый	45	110	100	120
70 ед. ИДК)		Второй	50	130	120	140
со слабой клейко­	До 20	-	60	150	140	160
виной (свыше	Свыше 20	Первый	55	120	110	130
80 ед. ИДК)		Второй	60	140	130	150
Пшеница сильная,	да 20	-	50	100	100	110
твердая и ценных		Первый	45	90	90	100
сортов		Второй	50	100	100	110
Ячмень пивоваренный	До 19	-	45	70	70	80
Рожь продовольствен­	Независимо		60	150	130	160
ная, ячмень продо­	от началь­
вольственный и кормо­	ной влаж­
вой	ности
Семена подсолнечника	До 15		55	120	120	135
	15 .. .20	-	55	115	115	130
	Свыше 20	Первый	55	110	110	125
		Второй	55	115	115	130
Кукуруза и зерно:
для крахмало-па-	Независимо		45	120	130	110
точной промыш­	от начальной
ленности	влажности
для пищеконцент-	До 19		35	60	60	60
ратной промыш­	Свыше 19	Первый	30	50	50	50
ленности		Второй	35	60	60	60
кормовая		-	50	150	130	160
Овес			50	140	130	160
Просо			40	80	80	100
Рис			35	70	70	60
Гречиха			40	90	90	110
Горох	До 20		45	80	80	100
	Свыше 20		40	70	70	90
Соя	До 19		30	60	60	80
	Свыше 19		25	50	50	70
Другие бобовые	До 20		40	70	70	80
культуры	Свыше 20	-	35	60	60	70

	Начальная	Нагрев	Предельная темпера­
Культура	влажность	зерна,	тура агента сушки в
	зерна, %	С	камере нагрева, С

Пшеница продовольственная: с крепкой клейковиной	До 20	50	300
(до 40 ед. ИДК)	Свыше 20	45	250
с хорошей клейковиной	До 20	60	350
(от 45 до 75 ед. ИДК)	Свыше 20	65	330
со слабой клейковиной	До 20	65	370
(более 80 ед. ИДК)	Свыше 20	60	350
Пшеница сильная, твердая	До 20	55	330
и ценных сортов	Свыше 20	50	300
Ячмень пивоваренный	До 19	50	300
	До 20	60	350
Ячмень продовольственный	Свыше 20	55	330
и кормовой	Независимо	55	330
	от начальной
	влажности
Овес	То же	60	350
Рожь продовольственная	До 20	50	300
Просо	20 ...25	45	250
	Свыше 25	40	210
Гречиха	До 20	60	350
	20 .. .25	55	330
	Свыше 25	50	320
Рис	До 20	55	330
	20 .. .25	45	280
	Свыше 25	40	250
Семена подсолнечника	До 15	40	250
	15 . . .20	55	220
	Свыше 20	55	200

зерновых культур — 6 %, а во всех рециркуляционных сушилках — без ограничения предела снижения влажности (табл. 39).

Сушка семенного зерна. Режимы сушки семенного зерна в шахт­ных прямоточных зерносушилках определяются действующей инструкцией, предусматривающей при сушке семян пшеницы, ржи, ячменя, овса, подсолнечника, гречихи и проса влажностью до 19 % максимальный нагрев их до 40 °С, а температуру агента сушки до 70 °С. При сушке семян гороха, вики, чечевицы, фасоли, люпина и риса пре­дельные температуры нагрева должны быть снижены: зерна до 35 С, агента сушки до 60°С. Если на сушку поступают семена влажностью выше 19 %, их следует сушить ступенчатым режимом, снижая темпера­туру агента сушки в первой зоне сушки ниже предельной на 10 °С, а допустимый нагрев семян на 5 °С. Снижение влажности семян гороха и фасоли за один пропуск через сушилку не должно превышать 3 4 %, а риса 2 .. .3 %.

12 - 333 ³³⁷

Рис. 103. Общий вид зерносушилки ДСП-32:

1 - подсушильный бункер; 2 - зона охлаждения; 3 - вторая зона сушки; 4 — пер­вая зона сушки; 5 — отвод отработавшего агента сушки; 6 - вентилятор первой зоны сушки; 7 — вентилятор второй зоны сушки; 8 - редуктор; 9 — вентилятор зоны охлаждения

зерна. В каждой шахте установлено 55 рядов подводящих и отводя­щих коробов (37 рядов в сушильной шахте и 18 — в охладительной).

Топка работает на жидком топливе и оборудована средствами автоматизации, обеспечивающими поддержание заданной температу­ры агента сушки и постоянного давления топлива перед форсункой, зажигание топлива при пуске сушки и отключение при случайном по­гашении факела в процессе работы.

В элеваторах Jl-Зх 175 и Л-4х 175 зерносушилки ДСП-32 устанав­ливают группами по две и три. Для каждой зерносушилки предусмотре­ны над- и подсушильные бункера (вместимостью соответственно 280 и 300 т), в которых установлены измерительные преобразователи уровня.

При отсутствии зерна в надсушильном бункере электродвигатели венти­ляторов сушильной шахты отключаются. Наличие больших над- и под- сушильных бункеров обеспечивает бесперебойную работу сушилки и облегчает выдерживание графика работы элеватора. Оборудование в сушилке сблокировано. Например, при остановке подсилосного кон­вейера прекращает работу выпускной затвор зерносушилки. Пуск электродвигателей вентиляторов дистанционный.

Зерносушилка ДСП-32-ОТ металлической конструкции, откры­того типа. Устанавливают ее на открытой площадке, под навесом. Шахта состоит из семи отдельных секций, выполненных из стали толщиной 3 мм, по устройству она аналогична железобетонной шахте сушилки ДСП-32. По высоте шахты разделены на сушильную с 38 рядами коро­бов и охладительную шахту с 18 рядами коробов по 16 коробов в нечет­ном и по 15 коробов и 2 полукороба в четном ряду.

Ширина воздухораспределительной камеры 900 мм, высота 11 570 мм. Короба изготовлены из оцинкованной стали толщиной 1,6 мм. Над шахтой расположен металлический бункер (из листовой стали толщиной 5 мм) вместимостью 23 м³ со сливной самотечной трубой для возврата лишнего зерна. Размеры бункера в плане - 3200 х х 3700 мм, его высота — 2500 мм.

Наружные стенки шахты утепляют минеральной ватой и сверху закрывают кровельной сталью. Отводящие короба защищены от дож­дя и ветра специальными предохранительными козырьками из оцинко­ванной стали. Преимущество сушилки ДСП-32-ОТ состоит в том, что ее полностью изготавливают в заводских условиях и только соби­рают на месте установки.

Зерносушилка ДСП-50 разработана для установки ее в сушильно- очистительных башнях (СОБ). Устройство шахты такое же, как у су­шилки ДСП-32, но габариты шахты сушилки ДСП-50 больше: размеры в плане - 3770 х 1200 мм, высота - 13 275 мм.

В сушильной шахте установлено по 38 рядов коробов, в охладитель­ной шахте по 19. В каждом нечетном ряду расположено 19 коробов и в четном ряду.— 18 коробов и 2 полукороба. Размер воздухораспреде­лительной камеры в плане - 3770 х 1000 мм и высота - 13 275 мм. Устройство топки такое же, как и у сушилки ДСП-32.

Зерносушилка JICO-40 открытого типа, металлическая. Состоит из двух шахт, смонтированных на общей станине. Каждая из шахт, в свою очередь, включает надсушильный бункер (с конусом-рассека­телем для равномерного распределения зерна по сечению бункера), первую и вторую зоны сушки, разделенные зоной отлежки, зону охлаж­дения (отделена от второй зоны сушки зоной отлежки — нейтральной зоной), выпускное устройство (рис. 104) .

Надсушильный бункер смонтирован при помощи фланцевых сое­динений из пяти одинаковых по высоте секций, соответствующих раз­мерам шахты. Зоны сушки и охлаждения шахты также монтируют

21 20

Рис. 104. Схема зерносушилки J1CO-40:

1, 15 - винтовые конвейеры; 2, 3 - теплогенераторы; 4, 18 - конвейеры; 5 — дымоотводная труба; 6, 8, 9 - нории; 7, 10 — шахты; 11, 12 - циклоны; 13,14 - шлюзовые затворы; 16, 17 - вентиляторы; 19 — распределительный шкаф; 20, 21 — выпускные устройства

при помощи фланцевых соединений из одинаковых по выроте секций. Первая зона состоит из семи секций, вторая — из четырех, зона отлеж- ки между первой и второй зонами сушки — из двух, зона охлаждения — из пяти секций. Нейтральная зона между второй зоной сушки и зоной охлаждения по высоте составляет примерно половину высоты секции. Здесь устанавливают датчики температуры зерна.

Каждая секция состоит из двух (по высоте рядов, чередующихся между собой в каждом ряду) жалюзийных подводящих и отводящих коробов. Чтобы агент сушки и воздух не попадали в зону отлежки, отверстия подводящих коробов последней заглушены.

Под каждой шахтой расположено по четыре выпускных ворон­ки, образуемых тремя рассекателями и боковыми наклонными пло­скостями. Выпускное устройство роторного типа. Под воронкой уста­новлен роторный валик-опорожнитель с приваренными к нему ребра­ми. Привод валиков осуществляется при помощи цепной передачи, управление вариатором — дистанционное (с пульта управления).

Сушилка работает iiq принципу всасывания на чистом подогретом воздухе. Воздух нагревается в теплогенераторе. Каждую шахту обслу­живают собственные теплогенератор и вентилятор. Часть атмосферного воздуха проходит последовательно (в результате разрежения, создавае­мого вентилятором) теплогенератор (где нагревается в теплообменни­ке) , каналы для подвода агента сушки в первую и вторую зоны сушки, слои зерна между подводящими и отводящими коробами, канал для отработавшего агента сушки, два параллельно расположенных цикло­на и выбрасывается вентилятором наружу. Другая часть атмосферного воздуха последовательно проходит канал для подвода в зону охлажде­ния слоев зерна между подводящими и отводящими коробами, канал для отработавшего воздуха и смешивается с отработавшим агентом сушки. Шахта работает параллельно, а при влажности зерна свыше 19 % — последовательно.

Производительность сушилки 40 пл.т/ч. В шахте установлены 414 коробов и 36 полукоробов, шаг коробов по горизонтали 200 мм, по вертикали — 300 мм. Габариты сушилки: длина 30 000 мм, ширина 11 000, высота - 24 000 мм.

Зерносушилки СЗШ-16 и СЗШ-8 — это унифицированные сушилки, предназначенные для сушки зерна и семян, предварительно очищенных от сорной примеси (рис. 105), двухсекционные (СЗШ-8) и четырех- секционные (СЗШ-16).

Сушилка СЗШ-16 состоит из двух параллельно расположенных сушильных шахт с выпускными устройствами, двух выносных охла­дительных колонок, цилиндрической топки, работающей на жидком топливе, вентиляторов и норий.

Сушильные шахты представляют собой две однотипные секции, размещенные одна над другой, но верхние секции развернуты по отно­шению к нижним на угол 180° Этим достигается изменение направле­ния движения агента сушки в шахте, что способствует более равномер­ному высушиванию зерна.

В каждой секции по высоте установлены 14 рядов коробов 7 подводящих и 7 отводящих, а в каждом ряду по 8 коробов. Шахты, расположенные на некотором расстоянии друг от друга, образуют ка­меру для подвода агента сушки в нижнюю часть этой камеры. Отрабо­тавший агент сушки отводят через диффузоры, находящиеся около наружных стен сушильных шахт. Диффузоры разделены на четыре части, в каждой из которых смонтирован дроссельный клапан, позво­ляющий регулировать расход агента сушки. Над каждой шахтой рас­положен надсушильный бункер, оборудованный сливной самотечной трубой для возврата излишка зерна из сушильной шахты в норию по­дачи сырого зерна в сушилку.

Выпускное устройство шахты состоит из неподвижной рамы с восемью лотками и подвижной каретки с восемью полками и работает в комбинированном режиме (с малой амплитудой от 4 . .до 20 ммСушилка К4-УСА имеет ряд конструктивных отличий и преиму­ществ: вместимость ее шахт больше, полностью перекомпонована топ­ка, для второй зоны сушки установлен вентилятор большой производи­тельности — Ц9-57 № 6 вместо Ц9-57 №5. Вентиляторы первой и второй зон сушки и их приводы одинаковы и взаимозаменяемы.

Воздуховод от вентилятора первой зоны сушки до шахты расширен по всей высоте воздухораспределительной камеры, поэтому подача агента сушки более равномерна. Верхняя стенка воздухораспредели­тельной камеры первой зоны наклонена в направлении движения аген­та сушки, что обеспечивает равномерное распределение его по длине шахт.

Для регулирования температуры нагрева зерна в шахтах насадка вы­пускного механизма выполнена от каждых двух (а не от четырех) выпускных отверстий шахт. Для повышения производительности про­дольных и поперечного шнеков их диаметры увеличены с 140 до 200 мм. Вместимость топливного бака возросла с 310 до 800 л, что обеспечило работу сушилки в течение смены без дополнительной заправки. Под­шипники поворотных и натяжных барабанов головок и башмаков норий вынесены из корпуса барабанов наружу, что значительно улучши­ло условия их обслуживания. Сушить зерно можно параллельно и пос­ледовательно и методом рециркуляции (при сушке с высокой влаж­ностью) .

В каждой шахте расположено пять рядов коробов: в первой и второй зонах сушки — по два ряда коробов, а в зоне охлаждения — один ряд. При необходимости для охлаждения можно использовать два нижних ряда коробов. В каждом ряду размещено 20 коробов. Длина сушильной шахты 4180 мм, ширина 1000 и высота 1675 мм. Для повышения производительности нории частота вращения при­водного барабана увеличена с 143 до 206 об/мин.