Сушка зерна в режиме пневмотранспорта

При пневмотранспорте выгодно работать с минимальной скоростью транспортирующего воздуха, благодаря чему получаются наименьшие затраты энергии на транспорт, уменьшается эрозия рабочей камеры [5, 6, 7, 8]. Поэтому выгодно держаться поблизости от предельной минимальной скорости – скорости захлебывания. С этой целью горизонтальные пневмотранспортные линии необходимо проектировать расширяющимися кверху. Начинать работу системы необходимо при высокой скорости воздуха, заведомо превышающей скорость захлебывания, а затем постепенно снижают скорость транспортирующего агента, приближаясь к экономичному режиму. Назначение расширения - обеспечить, чтобы скорость в верхней части транспортного желоба была меньше, чем в нижней, несмотря на расширение транспортирующего воздуха, обусловленное падением давления. Следовательно, скорость захлебывания будет устанавливаться сначала в верхней части транспортного канала.

Материалы и методы. Лабораторные исследования проводились на экспериментальной установке, представленной на рисунке 1. Исследование процесса сушки зерна семенного и продовольственного назначения проводились на экспериментальной сушилке, конструкция которой позволяет производить настройку машины в широком диапазоне. В зависимости от применяемой культуры, целей сушки возможны следующие регулировки: температуры агента сушки; подачи зерна в сушильную камеру; изменение параметров псевдоожиженного слоя путем изменения расхода воздуха напорного вентилятора.

1 – рабочая камера; 2 – дозирующее устройство; 3 – входной патрубок; 4 – заслонка; вентилятор

Рисунок 1 – Экспериментальная сушилка зерна

Исходный материал из загрузочного бункера 4 поступает в сушильную камеру 10 (рис. 2). Создаваемый вентилятором 1 воздушный поток проходит через нагревательный элемент 5, нагревается до заданной температуры и, проходя через газораспределительную решетку 6, подается в сушильную камеру 10, представляющую собой конический желоб.

1 – вентилятор; 2 – заслонка; 3 – дозирующее устройство; 4 – бункер; 5 – эл. тэны;

6 – газораспределительная решетка; 7 - стойка, регулирующая угол подъема; 8 – выпускной патрубок; 9 – охладительная камера; 10 – сушильная камера; 11 – линейный зазор

Рисунок 2 – Технологическая схема зерносушилки

Характерной особенностью сушки в псевдоожиженном слое является то обстоятельство, что теплообмен между агентом сушки и зерном проходит непосредственно около газораспределительной решетки. В этой связи процесс нагрева единичного зерна можно представить таким образом.

Зерно, совершая кольцевое движение внутри рабочей камеры, попадает в сушильную камеру, в зону активного теплообмена, и получает порцию теплоты от агента сушки. Затем зерно псевдоожижается, в следствии этого слой расширяется и перетекает в охладительную камеру 9, где частично теряет аккумулированную теплоту за счет соприкосновения с более холодной поверхностью других зерен. Одновременно, примерно в таком же количестве, охлажденное зерно попадает через линейный зазор 11 в сушильную камеру 10 и смешивается с потоком нагретого зерна. Процесс повторяется. В результате такой циркуляции температура, которую зерно приобрело в сушильной камере, падает в охладительной камере до тех пор, пока снова не попадет в зону активного теплообмена и получит новую порцию тепла. Одновременно зерновая масса движется от загрузочного окна к выгрузному патрубку 8 в режиме пневмотранспорта.

Результаты и обсуждение. В процессе сушки, температура единичного зерна растет не беспрерывно, а по волнообразной кривой. Максимальные значения нагрева зерна чередуются с минимальными значениями, но максимальные постепенно повышаются. Общая кривая нагрева зерна представляет собой усредненную кривую между максимальными и минимальными значениями (рисунок 3).

Рисунок 3 – Зависимость температуры зерна θ от температуры сушильного агента t при различных значениях времени сушки В суш.

Анализируя полученные графики можно утверждать, что с увеличением температуры сушильного агента t температура прогрева зерна θ повышается и достигает максимально допустимого значения при t = 100 ⁰С. Дальнейшая сушка может привести к перегреву зерна, поэтому цикл сушки повторяется до момента достижения зерном кондиционной влажности 14…16%.

Выводы. В области сушки зерна до кондиционной влажности в псевдоожиженном слое, проведены исследования сушки зернового материала способом рециркуляции с осциллирующим режимом, позволяющим за счет чередования циклов нагрева-охлаждения зерна предотвратить его перегрев, сохранить продовольственные и посевные качества.

GRAIN DRYING IN PNEUMATIC TRANSPORT MODE

Volzhentsev A.V., Bulavintsev R.A., Kozlov A.V., Zvekov A.V.

FSBEI HE Orel State Agrarian University, Orel, Russia