Энергосберегающая технология сушки зерна
Автор: Ксенз Николай Васильевич, Попандопуло Константин Христофорович, Сорокин Борис Николаевич, Сидорцов Иван Георгиевич
Журнал: Вестник аграрной науки Дона @don-agrarian-science
Рубрика: Механизация и электрификация животноводства, растениеводства
Статья в выпуске: 2 (10), 2010 года.
Бесплатный доступ
Рассмотрены свойства озоновоздушных смесей и вопросы их применения для сушки и предпосевной обработки зерна. Представлены материалы по обработке зерна озоновоздушной смесью с целью его сушки и стимуляции семян. Показано, что применение озоновоздушных смесей позволяет повысить производительность, снизить энергозатраты при сушке и увеличить урожайность. Интенсификация процесса сушки объясняется изменением физико-химических свойств воды.
Озон, озоновоздушная смесь, сушка зерна, стимуляция семян
Короткий адрес: https://sciup.org/140204437
IDR: 140204437
Текст научной статьи Энергосберегающая технология сушки зерна
Сушка является одним из важнейших этапов подготовки зерна к хранению в сельскохозяйственном производстве. В настоящее время широкое применение для сушки зерна различных культур нашёл конвективный способ сушки. Наряду с достоинством этот способ имеет и существенные недостатки, одним из которых является большая энергоёмкость. В связи с этим ведется интенсивный научный поиск по разработке методов снижения энергоёмкости конвективного способа сушки. Одним из таких методов является использование в качестве агента сушки озоновоздушной смеси [1–5].
Основой интенсификации процесса сушки является изменение физикохимических и теплофизических свойств воды при взаимодействии с озоном: вязкости; плотности; рН; поверхностного натяжения; теплоёмкости; температуропроводности и т.д. Изменение этих свойств воды, в конечном счете, приводит к повышению производительности машин и агрегатов, снижению энергоёмкости процесса.
Проведённые лабораторные исследования показали, что применение озоновоздушной смеси приводит к снижению энер-
гоёмкости процесса на 30–50%. Однако предлагаемое озонаторное оборудование громоздкое и дорогостоящее, что сказывается на экономичности работы сушильных установок в производственных условиях.
В АЧГАА разработан проточный электроозонатор на основе коронного разряда, монтируемый в воздуховоде, по которому агент сушки подается в зерновую массу (рис. 1). Мощность электроозонатора составляет 0,1…0,15 кВт, масса – 15 кг.
Агент сушки, проходя через разрядный промежуток электроозонатора, насыщается озоном и ионами, которые взаимодействуют с зерновой массой. Технология сушки зерна озоновоздушной смесью, получаемой в проточном электроозонаторе, была испытана в производственных условиях на бункерах активного вентилирования БВ-40 и бункерной сушилке СБВС–5.
В бункерах активного вентилирования сушка ячменя с первоначальной влажностью 24% проводилась при влажности атмосферного воздуха 80…92% и температуре 12…15 °С.
Показатели процесса сушки до кондиционной влажности зерна приведены в таблице 1.
Показатели сушки зерна в бункерах активного вентилирования БВ-40
|
№ п/п |
Наименование показателя |
Значения показателя |
Эффективность |
|
|
БВ-40 с озонатором |
БВ-40 |
|||
|
1 |
Производительность установки по сырому материалу, т/ч |
0,44 |
0,26 |
в 1,69 раза увеличилась |
|
2 |
Производительность установки по сухому материалу, т/ч |
0,39 |
0,23 |
в 1,70 раза увеличилась |
|
3 |
Удельный расход электроэнергии на тонну вместимости, кВт·ч/т |
99 |
225 |
в 2,27 раза уменьшился |
|
4 |
Длительность вентилирования, ч |
90 |
150 |
в 1,67 раза уменьшилась |
|
5 |
Исходная влажность материала, % |
24 |
24 |
- |
|
6 |
Температура агента сушки, °С |
21,4 |
21,5 |
- |
Зерно, высушенное озоновоздушной смесью, высевалось в полевых условиях на делянках площадью 50 м2 в двукратной повторности каждая. Оценка влияния озона на качество зерна определялась по наличию и количеству растений, пораженных болезнями, а также по величине урожая в сравнении с растениями, семена которых
были обработаны ядохимикатами. Данные по урожайности приведены в таблице 3.
Анализ этих результатов показывает, что производительность сушилки по сухому материалу увеличилась в 1,9 раза, а удельный расход энергии на 1 кг испаренной влаги снизился в 1,51 раза.
Таблица 2
Показатели сушки зерна в сушилке СЕВС-5
▲ Сушка озоновоздушной смесью ■ Сушка подогретым воздухом
Рис. 2. Кинематические зависимости изменения влажности ячменя
|
Наименование показателя |
Значения показателя |
Эффективность |
|
|
Сушка подогретым воздухом |
Сушка подогретой озоновоздушной смесью |
||
|
1. Производительность установки по сырому материалу, т/ч |
5,4 |
9,98 |
В 1,85 раза увеличилась |
|
2. Производительность установки по сухому материалу, т/ч |
4,9 |
9,32 |
В 1,90 раза увеличилась |
|
3. Удельный расход электроэнергии на 1 кг испарённой влаги, кВт·ч/кг |
0,231 |
0,153 |
В 1,51 раза уменьшился |
|
4. Длительность вентилирования (до 14% влажности), ч |
10,1 |
5,4 |
В 1,87 раза уменьшилась |
|
5. Исходная влажность материала, % |
26,2 |
26,2 |
- |
|
6. Температура агента сушки, °С |
48 |
48 |
- |
Таблица 3
Урожайность ячменя Скороход
|
Вид обработки |
Концентрация озона, мг/м3 |
Урожайность по делянкам, ц/га |
Средняя урожайность по видам обработки, ц/га |
|
Ядохимикаты |
- |
49 |
49,5 |
|
50 |
|||
|
Озон |
6 |
57 |
56 |
|
55 |
|||
|
Озон |
10 |
61 |
60 |
|
59 |
Список литературы Энергосберегающая технология сушки зерна
- Троцкая, Т.П. Сушка зерна с помощью озоновоздушной смеси [Текст]/Т.П. Троцкая//Механизация и электрификация сельского хозяйства. -1985. -№ 1. -С. 36-39.
- Глушенко, Л.Ф. Использование электроактивированного воздуха для сушки биологических объектов [Текст]/Л.Ф. Глушенко, Н.А. Глушенко//Электронная обработка материалов. -1987. -№ 2. -С. 73-75.
- Креймерис, И.Б. Консервирование и сушка влажного зерна с применением озона [Текст]/И.Б. Креймерис, К. Дрюкас, В. Трюненс//НИИМЭСХ. -1987. -XIX. -С. 44-51.
- Пат. 2196417, RU, A01F25/00. Способ сушки зерна и семян [Текст]/А.В. Голубкович, А.Г. Чижиков. -№ 2001110265/13, заявл. 16.04.2001, опубл. 20.01.2003. -www. fips. ru.
- Пат. 2315460(13), (19)RU(11), (51) МПК A01C1/00. Способ и комплекс для обработки зерна, семян и помещений озоном [Текст]/Ю.М. Лужков, Ю.М. Соломонов, Н.В. Карягин и др. -№ 2006128437/13, заявл. 07.08.2006, опубл. 27.01.2008. -www. fips. ru.
