15.4 Виброкипящий слой

Зерновой слой может быть приведен в псевдоожиженное состояние путем воздействия на него вибрационных колебаний или совместным воздействием воздушного потока и вибрации. Применение вибрации позволяет уменьшить скорость воздуха ниже критической и рассчитывать расход воздуха, исходя из потребного количества теплоты. Наибольшее влияние на состояние слоя оказывает амплитуда колебаний, для разных зерновых культур она равна 2-10 мм. Частоту колебаний берут в пределах 20-30 Гц.

15.5 Падающий слой

В настоящее время большое распространение получили сушилки с так называемым падающим слоем, представляющим собой противоточный взвешенный слой с искусственно замедленным падением зерен. Их торможение создается встречным потоком агента сушки (аэродинамическое торможение), а также при помощи решетчатых, трубчатых и тому подобных элементов (механическое торможение).

Падающий слой отличается от псевдоожиженного наличием общей направленной скорости зерен. В падающем слое истинная концентрация зерна нарастает по ходу его движения. Увеличение времени пребывания зерна в потоке агента сушки, и повышение истинной концентрации приводит к росту располагаемой поверхности теплообмена и как следствие этого к резкому снижению температуры агента сушки на начальном участке сушильной камеры. Скорость восходящего потока агента сушки уменьшается по высоте камеры. В связи с этим максимальная относительная скорость агента сушки должна быть близкой к скорости витания зерна, но не превышать так называемой скорости захлебывания, при которой зерно перестает перемещаться вниз.

В сушильной камере с заторможенно падающим слоем время пребывания зерна исчисляется несколькими секундами и практически не поддается регулированию. Несмотря на высокую интенсивность тепловлагообмена, снижение влажности зерна при такой продолжительности процесса незначительно. В связи с этим аппараты с падающим слоем зерна применяют не как самостоятельные сушилки, а как нагреватели зерна в комбинированных многокамерных установках.

15.6 Взвешенный слой

Взвешенное состояние зерна достигается в восходящем потоке агента сушки при превышении скорости витания, при этом вся поверхность зерна участвует в тепловлагообмене с воздухом; нагрев и сушка зерна проходят равномерно.

Сушилка с взвешенным слоем зерна действует по принципу свободной системы, т.е. в ней поток зерна не сдерживается никакими специальными устройствами, а регулируется лишь подачей зерна через загрузочное устройство.

В отличие от обычного пневмотранспорта скорость агента сушки по высоте трубы-сушилки (пневмотруба) не остается постоянной, в связи с чем надежность и устойчивость транспортирования зерна определяются не только начальной, но и конечной скоростью агента сушки, которая на выходе из пневмотрубы должна быть на 30-50 % больше скорости витания зерна. Концентрация зерна также изменяется по высоте пневмотрубы: наибольшее значение концентрация имеет при входе в пневмотрубу; в дальнейшем по высоте трубы увеличивается скорость зерна, а концентрация его снижается.

Существенное влияние на устойчивость работы установки оказывают условия ввода зерна в пневмотрубу. Для стабилизации скоростного поля потока агента сушки на начальном участке пневмотрубы зерно надо подавать на 1,5-2,0 м выше места входа агента сушки в пневмотрубу.

При оптимальных условиях ввода зерна стабильность пневмотранспорта достигается при средней скорости агента сушки 22-24 м/с.

В связи с такой высокой скоростью агента сушки и соответствующей скоростью зерна продолжительность его пребывания в пневмотрубе очень мала (секунды). Даже при температуре агента сушки 350-400 °С влажность зерна снижается на 0,5-1,0 %. Поэтому аппараты со взвешенным слоем зерна применяют не как самостоятельные сушилки, а как нагреватели в многокамерных комбинированных сушильных установках.