Вентилирования с целью охлаждения
Цель занятия – изучить правила установления и основные параметры режимов активного вентилирования с различной целью, получить практические навыки по определению целесообразности активного вентилирования с целью охлаждения.
Под активным вентилированием понимают интенсивное принудительное продувание воздуха через неподвижную насыпь зерна. Этот прием основан на использовании скважистости зерновой массы, ее теплофизических и сорбционных свойств.
Применение активного вентилирования позволяет:
— охладить зерно для предупреждения или ликвидации самосогре-
вания (законсервировать партию);
— высушить зерно (семена) за один прием с любой начальной влажностью;
— ускорить процесс послеуборочного дозревания семян путем воздушно-теплового обогрева семян;
— обновить газовый состав воздуха в зерновой массе при ее хранении и т.д.
Основой активного вентилирования является тепло- и влагообмен между зерновой массой и нагнетаемым в насыпь воздухом. Скорость охлаждения или сушки зерна при этом зависит от удельной подачи воздуха, его температуры и относительной влажности, состояния зерна (влажности и температуры). Под удельной подачей (УПВ) понимают расход воздуха в расчете на 1 т зерна за один час. При изменении удельной подачи скорость сушки (охлаждения) увеличивается или уменьшается во столько раз, во сколько изменяется удельная подача воздуха. Для расчета удельной подачи воздуха надо знать производительность вентилятора или воздухонагревательного агрегата и массу зерна на установке:
где УПВ – удельная подача воздуха, м 3 /т ч;
Р – производительность агрегата, нагнетающего воздух, м 3 /ч;
Т – масса зерна на установке, т.
При установлении режима активного вентилирования зерновой массы кроме удельной подачи воздуха следует определять оптимальную высоту насыпи зерна на установке. При сушке зерна (семян) также устанавливается температура нагрева зерна и воздуха. Основные показатели режимов охлаждения и сушки на установках активного вентилирования указаны в табл. 2.1 и 2.2.
Влажность зерна, соответствующая его состоянию, при котором
влагообмен между воздухом и зерном прекращается, когда парциальное давление водяного пара в воздухе равно парциальному давлению водяного пара над зерном, называется равновесной.
Максимальная равновесная влажность зерна, устанавливающаяся при его пребывании в условиях, где воздух насыщен водяными парами
(относительная влажность 100%), является тем пределом, до которого зерно может сорбировать пары воды из воздуха. Дальнейшее увлажнение может происходить только в результате впитывания капельно-жидкой влаги.
Если зерна, содержащие гигроскопичную влагу, поместить в атмос-
феру, свободную от водяных паров, и все время поддерживать ее в таком состоянии, т.е. удалять пары, выделяемые зерном, то вся вода из зерен постепенно испарится.
Практическая равновесная влажность зерна всех злаковых культур и гречихи колеблется в пределах от 7 до 33–36%. Влажность зерна, равная 7%, является равновесной при влажности воздуха 15–20%. В условиях относительной влажности воздуха 75% равновесная влажность злаковых находится на уровне 15–16%.
Т а б л и ц а 2.1. Режимы охлаждения на установках активного вентилирования
| Влажность семян, % | Подача воздуха, м 3 /т ч, не менее | Возможная высота насыпи, м | Время охлаждения, ч | Условия охлаждения |
| До 20 | 60 – 80 | 2 – 3 | 24 – 36 | Эффективно вентилировать при температуре воздуха ниже температуры зерна на 4– 5 о С в ясную и на 8 –10 о С в пасмурную погоду |
| 21 – 24 | 100 – 120 | 1 – 1,5 | 15 – 20 | Возможно круглосуточное вентилирование. В дождли- вую погоду вентилятор необходимо отключать |
| 25 – 26 | 100 – 200 | 1 – 1,2 | 10 – 15 | Круглосуточное вентилиро- вание при любой погоде |
| Более 26 | 300 – 500 | 0,8 – 1,0 | 4 – 6 | Круглосуточное вентилиро- вание при любой погоде |
| Греющиеся семена | 400 – 500 | 0,8 – 1,0 | 4 – 5 | Круглосуточное вентилиро- вание при любой погоде |
При соприкосновении с воздухом зерно приобретает равновесную влажность, соответствующую влагонасыщенности воздуха.
Поэтому перед вентилированием необходимо определить, будет зерно подсушиваться или увлажняться при данных параметрах наруж-
ного воздуха. При охлаждении зернового вороха влажностью 15–20% с целью консервирования, чтобы не увлажнять семена за счет сорбции водяных паров из воздуха, перед каждой обработкой определяют целесообразность продувания его атмосферным воздухом. Активное вентилирование целесообразно только в том случае, если оно не сопровождается увлажнением зерна. Таким образом, если установившаяся в результате вентилирования равновесная влажность зерна будет ниже его исходной влажности, то проведение вентилирования целесообразно, так как будет происходить подсушивание. Так же решается вопрос
о любом другом способе проветривания зерна (открывание дверей
Т а б л и ц а 2.2. Режимы сушки семян подогретым воздухом на установках активного вентилирования
| Культура | Влажность, % | Подача воздуха, м 3 /т ч | Предельная температура, о С | Высота насыпи на напольных установках, м | Продолжительность сушки, сут | Периодичность и условия вентилирования |
| семян | теплоносителя |
| Зерновые | До 20 | 1200 – 1500 | 40 – 45 | 45 – 50 | 0,7 – 0,8 | 0,5 – 1 | Возможно круглосуточное вентилирование подогретым воздухом. После сушки охладить |
| 21 – 25 | 1500 – 1700 | 35 – 40 | 40 – 45 | 0,6 – 0,7 | 1 – 2 |
| Свыше 25 | 1700 – 2000 | 30 – 35 | 35 – 40 | 0,4 – 0,5 | 2 и более |
| Бобовые | До 20 | 800 – 1000 | 35 – 36 | 38 – 40 | 0,6 – 0,7 | 1 – 2 | При сушке бобовых периодически по 20 – 30 мин вентилировать атмосферным воздухом. После сушки охладить |
| 21 – 25 | 1000 – 1200 | 30 – 35 | 35 – 36 | 0,5 – 0,6 | 2 – 3 |
| Свыше 25 | 1200 – 1500 | 28 – 32 | 30 – 35 | 0,4 – 0,5 | 3 и более |
П р и м е ч а н и е. При сушке зерна продовольственного и фуражного назначения температура подогретого воздуха может
повышаться на 50 – 60 о С.
складов, перемещение зерна в другое помещение с помощью транс-
Во время охлаждения на установках активного вентилирования следует контролировать температуру и влажность зерна. При использовании для охлаждения атмосферного воздуха следует предварительно определить целесообразность данного приема для конкретных условий. Охлаждение ночным воздухом эффективно лишь в том случае, если зерно не будет поглощать влагу из нагнетаемого воздуха и увлажняться.
Определить целесообразность активного вентилирования зерна атмосферным воздухом можно используя специальные номограммы (рис. 2.1 и 2.2). Они представлены пятью шкалами. На шкале 1 отмечается температура по сухому термометру, о С; на шкале 2 – температура по смоченному термометру, о С; на шкале 3 – абсолютная влажность воздуха, мм рт. ст.; на шкале 4 – температура зерна, о С; на шкале 5 – равновесная влажность зерна, %.
Для определения равновесной влажности нужно поступить следующим образом. С помощью линейки нужно соединить показания сухого и смоченного термометров, отложенные на шкалах 1 и 2. Затем в точке пересечения полученной линии со шкалой 3 находят абсолютную влажность воздуха. Далее соединяют с помощью линейки 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 зерна. Полученную равновесную влажность зерна сопоставляют с фактической влажностью и делают заключение о возможности вентилирования зерна или семян. К приведенным номограммам имеются поправки. Для партий овса с влажность до 13% от
полученной величины равновесной влажности следует вычитать 1%, а
для партий ржи и ячменя влажностью 15% и более прибавлять 1%.
Пример. Температура воздуха по сухому термометру составляет –1 о С, по смоченному –3 о С, влажность зерна 15%, температура 13 о С. Определить целесообразность ветилирования зерна воздухом с данными парамерами.
Так как температура воздуха ниже нуля, нужно пользоваться номограммой для определения возможности вентилирования зерна при отрицательных температурах (рис. 2.2). На шкале 1 отмечается цифра 1, на шкале 2 – цифра 3. Эти цифры соединяются линейкой. Полученная таким образом линия продолжается до пересечения со шкалой 3,
на которой отмечается полученный результат абсолютной влажности
воздуха – 2,6 мм рт. ст.
Рис. 2.1.Номограмма для определения возможности вентилирования зерна
при положительных температурах
Рис. 2.2.Номограмма для определения возможности вентилирования зерна
при отрицательных температурах
Затем полученная точка на шкале 3 соединяется с точкой температуры зерна, отмеченной на шкале 4. Полученная линия пересекает шкалу 5 в точке, соответствующей равновесной влажности зерна при данных условиях – менее 9%. Влажность зерновой массы в этом примере составляет 15%, следовательно, вентилирование обеспечит ее охлаждение и не приведет к увлажнению.
Задание 1.Дать характеристику вентиляционным установкам, применяемым в сельском хозяйстве, и правилам их эксплуатации. Отметить недостатки действующих установок.
Задание 2.Определить по данным выданного задания целесообразность вентилирования зерновой массы по номограмме (табл. 2.3).
Т а б л и ц а 2.3. Целесообразность вентилирования зерна
Источник
39.Активное вентилирование зерновых масс атмосферным и охлажденным воздухом (назначение, эффективность, типы установок).
Активным вентилированием называют принудительное продувание зерна воздухом без его перемещения, что возможно за счет скважистости.
Воздух, нагнетаемый вентиляторами, вводится в зерновую массу через систему каналов или труб и пронизывает ее в различных направлениях. Холодным воздухом можно за несколько часов охладить всю з.м. и тем самым консервировать. Это особенно важно для ликвидации самосогревания.
При малой влагонасыщенности воздуха с различной температурой снижают относительную влажность воздуха межзерновых пространств и даже подсушивают з. м., что также
понижает ее физиологическую активность. Периодическая смена воздуха в партиях семенного зерна способствует сохранению его всхожести, а продувание свежёубранного зерна сухим теплым воздухом — его послеуборочному дозреванию.
Применяя а. в., обеспечивают предпосевной обогрев семян, легко и быстро проводят дегазацию зерновых масс после обработки фумигантами. А. в. Исключает травмирование зерна. Это особенно важно для семенного материала.
Наряду со значительной технологической эффективностью а. в. Выгодно и в экономическом отношении. Оно исключает затраты на перемещение зерновой массы и значительно сокращает потребность в рабочей силе. По сравнению, например, с перелопачиванием оно обходится в десятки раз дешевле, а по технологической эффективности вообще несравнимо.
Длительное время при а. в. Использова¬ли только атмосферный воздух в его естественном состоянии. Теперь применяют и активное вентилирование подогретым воз-духом, что позволяет значительно подсушивать зерновую массу без перемещения в хранилище или на площадках. Используют и искусственно охлажденный воздух.
На эффективность вентилирования влияют температура и влагонасыщенность используемого воздуха, з.м. и ее температура. Важную роль играют общее количество воздуха и, нагнетаемого в з..м. , и его объем за определенное время.
1.Стационарные(постоянные каналы в полу , состоят из генератора, главный желоб(8м), боковые желоба закрыты глухими щитами. Можно в любом месте хранилища обработать з.м. Микроклимат меняется, открывают окна).
2.напольно- переносные(состоят из вентилятора, каналов центральных и боковых, решетки. Мобильны, можно изготовить своими силами, дешевые. Плохо, что крупные конструкции, маленький объем.)
3.телескопические(состоят из трубы в 9 звеньев, муфты и вентилятора. Мобильны, просты в обращении, дешево. Плохо, что нужно укладывать строго прямолинейно, но на горизонтальной поверхности)
4. трубные- вертикальные(14-21 трубы, воздух нагнетается или откачивается з.м. Мобильность, можно устанавливать где угодно. Плохо: маленькая производительность, высокая электроемкость и затраты ручного труда.)
5.бункера активного вентилирования(электрические воздухонагреватели, быстрота. Плохо: меняется микроклимат, большие капиталовложения)
6. аэрожелоба (канального типа, рабочий орган- спиральное сито, установленное под наклоном 3-6.Простота в производстве, низкое травмирование зерна при выгрузке, низкая зараженность. Капитальные вложения при строительстве хранилища)
-охлаждение(охлаждение в послеуборочный период, после сушки, ликвидация самосогревания)
Источник
Послеуборочная обработка и активное вентилирование зерновых масс, используемое оборудование (ГОСТ 13586.5-2015).
Очистка зерна. Присутствие в зерне примесей значительно ухудшает качество хранящегося зерна, поэтому его очистка преследует цели:
1. Повышение семенных свойств;
2. Улучшение условий хранения;
3. Снижение зараженности вредителями;
4. Создание условий для сушки.
Очистка зерна основывается на физико-механических свойств зерна и примесей. Используя эти свойства, зерно очищают и разделяют. Признаки разделения зерна:
1. По ширине (на ситах с круглыми отверстиями);
2. По толщине (на ситах с продолговатыми отверстиями);
3. По длине (на ячеистой поверхности);
4. По форме (на ситах с фасонными отверстиями);
5. По аэродинамическим свойствам (в пневмосепарирующих каналах);
6. По форме и состоянию поверхности (на ворсистой наклонной плоскости);
7. По плотности и трению (вибрационное перемещение).
Примеси делятся на: 1. Легкоотделимые;
Все зерноочистительные машины делят на:
1. Стационарные (ЗАВ-20, ЗАВ-40) – позволяют быстро очистить зерновые массы и представляют собой поточную линию, обеспечивающую приемку, очистку, временное хранение и отгрузку зерна. После очистки зерновая масса делится на 3 фракции: очищенное и фуражное зерно, зерновые отходы. ЗАВ-40 – может обрабатывать 2 культуры сразу. Устанавливают на токах с поступлением зерна до 6000 т в сутки.
2. Передвижные (ОВП-20, ЗВС-20) – предназначены для предварительной очистки зерновой массы. Зерновую массу разделяют на зерно и семена (сита с продолговатыми отверстиями). В дальнейшем, чтобы очистить семена до 1-го класса, необходим набор машин, обеспечивающий разделение зерна на фракции по различным показателям (крупность, форма).
2. Активное вентилирование зерновых масс.
В зависимости от назначения активное вентилирование различают на несколько видов:
1. Профилактическое – против самосогревания,
2. Охлаждающее – для снижения температуры до 0-10 ºС,
3. Промораживающее – для снижения температуры ниже 0 ºС,
4. Сушка зерна и семян – для предотвращения травмирования (бобовые культуры),
5. Прогревающее – для повышения всхожести,
6. Фумигация и дегазация.
Использование активного вентилирования имеет особое преимущество – исключается травмирование зерна, это особенно важно для партий семенного материала.
При активном вентилировании особое внимание уделяют интенсивности продувания зерна. Например, при подаче воздуха до 1 м3 на 1 т зерна, вентилирование оказывает отрицательное действие на состояние влажности зерна (обогащение кислородом).
3. Типы установок активного вентилирования. Условия и режимы вентилирования.
Используют следующие установки активного вентилирования:
1. Стационарные напольные (СВУ-1, СВУ-2) – в полу склада или площадки (постоянные каналы),
2. Напольно-переносные (ТВУ-2) – системы активного вентилирования с переносными воздухораспределительными каналами,
3. Бункерные (ВБ-25, БВ-40) – это цилиндрические или прямоугольные разной высоты бункера (8-12 м) или силосы элеватора (30-50 м) оборудованные каналами для нагнетания воздуха.,
4. Трубные (ПВУ-1) – трубу погружают в насыпь с помощью электровибромолота, на другом конце трубы устанавливают вентилятор.
Эффект вентилирования зависит от температуры и влажности воздуха и зерновой массы. Разработаны правила и нормы расхода воздуха на 1 т зерна. Основным показателем является – удельная подача воздуха, в зависимости от культуры, влажности и цель активного вентилирования колеблется от 30 до 2200 м3/ч при высоте насыпи от 1,5 до 3,5 м. Определяется по формуле:
Q – удельная подача воздуха, м3/ч,
V – расход воздуха, м3/ч,
М – масса зерна, т.
Например, при влажности зерна пшеницы, ржи, овса 16 % и высоте насыпи 3,5 м, необходима дельная подача воздуха равная 30 м3/ч.
Следует учитывать ,что зерно влажностью более 20 % можно вентилировать круглосуточно при любой влажности воздуха, а разница в температурах зерновой массы и воздуха более 8-10 ºС.
Под режимом активного вентилирования понимают совокупность: удельной подачи воздуха, продолжительности активного вентилирования зерновой массы, сроков вентилирования партий зерна.
4. Технология зерносушения.
Сушка – технологический процесс, цель которого снизить влажность зерна до кондиционной. При организации сушки учитывают положения:
1. Предельно-допустимую температуру нагрева. Перегрев приводит к снижению или полной потере технологических и посевных качеств.
2. Оптимальную температуру агента сушки. При пониженной по сравнению с рекомендуемой температуре теплоносителя, зерно не нагреется до нужной температуры, что снизит качество сушки. Температура агента сушки выше рекомендуемой недопустима, так как вызовет перегрев зерна. Основным агентом сушки является смесь топочных газов и воздуха.
3. Особенности сушки зерна и семян. Предельно-допустимая температура нагрева зерна и семян зависит от культуры, целевого назначения, исходной влажности зерна и семян.
Для сушки зерна применяют разные типы зерносушилок, в основу конструкций и технологических схем которых положены различные принципы обезвоживания зерна (в виде жидкости – механический, сорбционный; в виде пара – конвективный, кондуктивный, радиационный).
По конструктивным особенностям сушильных камер различают сле-дующие сушилки:
1. Шахтные (СЗС-8, СЗШ-16) – внутри шахты размещаются короба, через которые подводят свежий и отводят отработанный агент сушки. Внизу шахты устанавливают выпускное устройство, с помощью которого регулируют время пребывания зерна в шахте,
2. Барабанные (СЗСБ-8, СЗПБ-2) – сушильная камера представляет собой полый вращающийся цилиндр, внутри которого устанавливают полки. Они способствуют разрыхлению и пересыпанию зерна при его перемещении в барабане.
3. Камерные – основной частью является прямоугольная или округлая камера с наклонным или горизонтальным сетчатым днищем.
5. Режимы сушки, их зависимость от разных факторов.
Режимы сушки зерна характеризуются:
1. Температурой максимального нагрева зерна.
2. Временем пребывания зерна в нагретом состоянии,
3. Температурой агента сушки,
4. Скоростью движения агента сушки,
5. Влажностью агента сушки.
Зерна и семена различных культур обладают разной термоустойчивостью, так одни при одинаковых условиях выдерживают высокие температуры нагрева в течение длительного времени, другие нет. Например, семена бобовых при высокой температуре растрескиваются, а зерно пшеницы (для муки) можно нагревать только до 48-50 ºС, зерно ржи до 60 ºС, также быстрый нагрев отрицательно сказывается на зерне риса, кукурузы.
При сушке учитывается целевое назначение партии зерна. Все партии семян не зависимо от культуры нагревают до более низкой температуры. Например, зерно пшеницы и ржи на семена нагревают только до 45 ºС.
Допустимая температура нагрева зерна и семян зависит от влажности, если больше 20-25 %, то температуру агента сушки снижают. Например, при влажности гороха 18 % допустимая температура нагрева зерна равна 45 ºС, а температура агента сушки 60 ºС. Если исходная влажность этих семян 25 %, то допустимая температура соответственно будет 40 и 50 ºС. Особое внимание уделяют сушке бобовых, когда при влажности более 30 %, зерно нагревают до 28-30 ºС, а агент сушки до 30 ºС. Зерна при такой влажности и более высокой температуре теряют свои посевные качества.
Особенности конструирования зерносушилок определяет их использование для сушки семян различных культур. Например, в барабанных сушилках не сушат бобовые, кукурузу, рис, перемещение зерна и температура агента сушки в них быстрее и выше (110-130 ºС).
Все используемые зерносушилки обеспечивают отъем влаги за один пропуск зерновой массы максимум 5 % — при режимах сушки для зерна продовольственного назначения, и до 4-5 % для посевного материала. Поэтому зерно с повышенной влажностью приходится пропускать через зерносушилки от 2 до 4 раз.
Основное требование к технологическому процессу сушки — сохране-ние зерном семенных и продовольственно-фуражных качеств. Необходимо во время сушки контролировать температуру нагрева зерна, допустимая неравномерность нагрева зерна 3-4 ºС. Съем влаги за один проход не должен превышать 6 % для большинства злаковых культур, 3-4 % для бобовых, культур, гречихи, риса, кукурузы.
При сушке зерна важен учет изменения массы партий зерна вследствие испарения влаги. Используют следующие показатели:
Источник
Активное вентилирование с целью охлаждения и временной консервации зерна
Активное вентилирование – один из важнейших технологических приёмов послеуборочной обработки и хранения зерновых масс. Под активным вентилированием понимают интенсивное принудительное продувание наружного воздуха через неподвижную насыпь зерна. Обработка зерна воздухом основана на использование скважистости зерновой массы, наличии многочисленных межзерновых пространств, соединённых друг с другом воздушными каналами разнообразного сечения и длины. Поток воздуха оказывает воздействие на температуру и влажность зерна, изменяет газовый состав воздуха межзерновых пространств, т.е воздействует на те факторы, от которых в первую очередь зависит уровень жизнедеятельности и сохранность зерновой массы. Активное вентилирование – обязательный технологический приём обработки и хранения зерна в большинстве районов страны. Оно позволяет полностью исключить самосогревание зерновой массы, избавиться от таких малоэффективных и трудоёмких приёмов, как перелопачивание зерна и его охлаждение механизированной переброской с места на место зернопогрузчиками или пропуском через зерноочистительные машины. Активное вентилирование зерна – самый дешёвый и наименее трудоёмкий способ охлаждения и консервации влажного зерна. Главный технологический эффект активного вентилирования заключается в резком снижении биологических процессов порчи зерна, и таким образом защищает и консервирует его на некоторый период. Улучшается сохраняемость зерна, обеспечивается выигрыш во времени, особенно в уборочный период, и предоставляется возможным меньшим числом очистительной и сушильной техники и обслуживающего персонала провести качественную послеуборочную обработку урожая.
Временная консервация зерна повышенной влажности – это одна из основных задач, решаемых с помощью активного вентилирования. Она заключается в обработке предварительно очищенного свежеубранного зернового вороха воздушным потоком для снижения его температуры, некоторого выравнивания влажности между отдельными компонентами и участками зерновой насыпи. Консервация свежеубранного зерна позволяет в 3-4 раза увеличить срок его безопасного хранения до сушки.
Вентилирование для охлаждения зерна проводят для повышения стойкости хранящегося зерна, снижая его температуру до 10°С и ниже. При такой температуре замораживаются все физиологические процессы в зерновой массе, прекращается развитие насекомых, возрастают сроки безопасного хранения [3].
Для активного вентилирования применяют: ВПТ-160(40 тыс. м³/ч), ОБВ-160(1,6 т/ч), БВ – 40(3 т/ч), ОБВ-100(1,1 т/ч).
В хозяйстве имеется 6 вентилируемых бункеров БВ-40, вместимостью 40т. Используют для временной консервации и сушки зерна, а также зимнего хранения. Отделение БВ-40 можно использовать самостоятельно или в составе зерноочистительных агрегатов и зерноочистительно-сушильных комплексов. Установленная мощность электродвигателей БВ-40 – 118 кВт. Чтобы эффективно использовать эти бункера, нужно использовать их не менее двух, иначе зерно будет зависать, а не самопроизвольно вытекать.
Бункер рационально использовать на зерне, прошедшим предварительную очистку, имеющем высокую сыпучесть и с влажностью не выше 22 %. В остальных случаях полная загрузка не рекомендуется. При полной загрузке нужно иметь для перегонки зерна два бункера, используемых как приемная емкость перед предварительной очисткой [2].
Технологическая схема отделения вентилируемых бункеров представлена на рисунке 2
Рисунок 2- Вентилируемый бункер БВ-40
а — технологическая схема; б — жалюзи корпуса; в — жалюзи воздухораспределительной трубы; 1 — корпус; 2, 4 — грузики; 3 — флажок; 5 — датчик уровня зерна; 6 — кронштейн с блоками; 7 — клапан; 8 — распределитель зерна; 9 — конус; 10 — воздухораспределительная труба; II — обратный конус; 12 — регулировочное кольцо; 13 — разгрузочное устройство; 14 — вентилятор; 15 — электрокалорифер; 16 — патрубок; 17 — лебедка; 18 — корпус тумбы; 19 — кольцевая рама; 20 — наружная лестница
Правила активного вентилирования:
1. Целесообразность. Свежеубранное зерно с влажностью более 20 % необходимо вентилировать непрерывно до направления его на сушку. При этом учитываются погодные условия. Для зерна с влажностью до 20 % определяют целесообразность активного вентилирования с помощью планшеток и монограмм. Планшетки существуют как для положительных, так и для отрицательных температур.
Показания сухого и смоченного термометра соединяют прямой линией до пересечения со шкалой абсолютной влажности. Точку пересечения на этой шкале соединяют с показателем температуры зерна и проводят прямую линию до пересечения со шкалой равновесной влажности. О целесообразности судят сравниванием равновесной влажности с фактической. Если равновесная влажность зерна меньше фактической в этом случае вентилирование целесообразно, то есть продуваемый воздух будет отнимать у зерна влагу и тепло. Если будет наоборот: равновесная влажность выше фактической – зерно будет нагреваться и увлажняться.
2.Удельная подача воздуха – количество воздуха, подаваемое на 1 ед. массы зерна за 1 ед. времени, и необходимое для охлаждения на 1 о С. Общий расход воздуха определяется отношением теплоемкости зерна к теплоемкости воздуха:
Тзерна ккал/кг / Твоздуха ккал/кг = 0,5 / 0,3 = 1,67 м 3 /кг.
Таким образом, для охлаждения на 1 о С 1 кг зерна нужно 1,67 м 3 /кг. С учетом потерь воздуха на 1 тону потребуется 2000 м 3 /т.
3. Продолжительность вентилирования зависит от влажности зерна. Чем выше влажность, тем продолжительность вентилирования меньше. Для зерна с влажностью более 24 % срок вентилирования не более 10 часов. Для зерна с влажностью 20 – 24 % — 20 часов, до 20 % — 30 часов [10].
Режимы активного вентилирования:
Прежде чем начать вентилирование при данных погодных условиях и фактическом состоянии зерна нужно знать температуру зерна, влажность зерна, правильно сопоставить и выяснить, что будет происходить в процессе обработки.
Таблица 5 – Целесообразность и продолжительность вентилирования зерновой массы
| Влажность зерна, % | Целесообразность вентилирования | Удельная подача воздуха, м³/ т*час. | Продолжительность вентилирования, час. |
| Озимая рожь 20 | целесообразно |
| Пшеница ЭС 24 | целесообразно |
| Ячмень 18 | нецелесообразно | — | — |
| Овёс 18 | нецелесообразно | — | — |
Вывод: По данным таблицы можно сказать, что озимую рожь, пшеницу целесообразно вентилировать, а ячмень, овес нецелесообразно, удельная подача воздуха у озимой ржи и пшеницы -200 м³/ т*час., продолжительность вентилирования для озимой ржи -20 часов, для пшеницы – 10 часов.
Сушка зерна
Тепловая сушка зерна и семян в зерносушилках – основной и наиболее высокопроизводительный способ. Сушка должна быть правильно организована, и проводиться с наибольшим технологическим эффектом. Сушке подвергается все зерно с влажностью выше критического уровня. Процесс сушки – это способность зерна испарять влагу, когда под действием температуры внутри зерна создается давление паров, которое намного выше, чем давление паров окружающей среды.
Сушка зерна включает несколько физических явлений:
1. Передача тепла от теплоносителя к зерну.
2. Испарение влаги с поверхности зерна и диффузия паров в окружающую среду.
3. Движение влаги из центральных слоёв к периферии.
При таком процессе всхожесть семян не снижается. При сушке зерна устанавливают определенный съем влаги за один пропуск. При сушке семян зерновых культур этот съем должен быть 5 – 6 %, зернобобовых и гречихи – не более 3 %. Сушка – наиболее сложный и энергоемкий процесс. На её долю приходится 2/3 всех затрат на послеуборочную обработку. В Кировской области планируют на сушку весь урожай [8].
Способы сушки зерна:
Все способы сушки зерна основаны на их сорбционных свойствах. Помещая зерно в среду, где будет происходить отдача влаги в виде пара или жидкости наблюдается процесс высушивания. Продолжительность высушивания и эффект влагоотдачи зависят как от самого объекта сушки (культуры, их влажности),так и от состояния и свойств агента сушки, т.е. той среды, которая обладает значительной влагоёмкостью. Влагоотдающая способность семян различна. Самый высокий коэффициент влагоотдачи у гречихи, самый низкий – у бобовых.
1. Первый способ сушки осуществляется путем смешивания зерновой массы с водоотнимающими средствами твёрдой консистенции (активированный уголь, сульфат натрия). Сушка с сульфатом натрия используется для семян зернобобовых. Продолжительность сушки 5 – 10 суток. Смешивание ведут на площадках под навесом, так как присоединение воды к химикату в процессе сушки сопровождается выделением тепла. Также увлажнившийся сульфат натрия может кристаллизоваться, превращаясь в монолит вместе с зерном, поэтому необходимо перемешивание. Отделение химиката от зерна проводят на пневматических зерноочистительных машинах. Использованный химикат после высушивания можно применять повторно. Количество порошка сульфата натрия необходимое для сушки определяется по формуле.
2. Второй способ основан на создании условий, обеспечивающих повышение влагоёмкости окружающей зерно паровоздушной среды. Наиболее распространены сушка в специальных устройствах– зерносушилках и сушка зерна на солнце (воздушно-солнечная сушка),
Воздушно-солнечная сушка – это старейший технологический прием. Зерновую массу рассыпают тонким слоем (10…20 см) на специально устроенных площадках и несколько раз в день ее перелопачивать ограничивает использование этого метода. Он оправдывает себя при сушке небольших партий семян, когда требуется снижение их влажности на 1…3%. Солнечная сушка способствует их послеуборочному дозреванию и делает партии более устойчивыми при хранении. В результате облучения солнцем в зерновой массе частично погибают микроорганизмы. При этом солнечные лучи оказывают наиболее губительное действие на плесени хранения. Режимы тепловой сушки зерна различного назначения, особенности сушки зерна и семян различных культур:
При выборе режима работы сушилки исходят из максимально допустимой температуры нагрева семян, при которой сохраняется их качество и обеспечивается наибольшая производительность сушилки.
Мягкий режим – на сушилках активного вентилирования; оптимальный режим – чередуется сушка и лежкость; ступенчатый – для зерна повышенной влажности.
Для основных зерновых культур температура нагрева составляет 40-45 0 , а температура агента сушки 55-70 0 – у шахтных сушилок и 90-130 0 – у барабанных. Оптимальный режим сушки увязывают с влажностью семян и конструкцией сушилки. Семена с влажностью 26-30% нагревают при сушке не выше 38-40 0 , с влажностью 18-20% — до 45 0 . Перегрев зерна приводит к потере или снижению посевных и технологических свойств. Недостаточный нагрев снижает эффективность сушки и удорожает сушку зерна. Предельная температура нагрева зерна зависит от культуры, назначения, исходной влажности.
Высокая температура агента сушки повышает нагрев зерна и может привести к его перегреву. Недостаточная температура теплоносителя снижает эффективность сушки.
В барабанных сушилках не рекомендуют сушить семена зерновых и нельзя сушить семена зернобобовых, рис, кукурузу, так как они обладают меньшей термостойкостью или склонны к растрескиванию. За один пропуск через сушилку снимают 4 – 6 % влаги. Время нахождения зерна в шахтных сушилках 40 – 60 минут, в барабанных – 15 – 20 минут, в периодических сушилках – до полного снижения влажности [2].
Контроль и учет зерносушилок:
Важнейший показатель правильности технологического процесса сушки – температура нагрева зерна или семян. Его проверяют систематически. Для этого отбирают пробы, которые помещают в деревянные ящики размером 10×10×15 см с крышками. Через отверстие в крышке в зерно на 6…8 мин вводят максимальный термометр, постепенно передвигая его в глубь насыпи, при этом не допускаются соприкосновения ртутного шарика с дном или стенками ящика. Максимальная температура не должна превышать предельно допустимой температуры нагрева для данной партии. Аналогично проверяют и эффективность работы охладительной камеры. При налаживании процесса температуру нагрева зерна проверяют каждый час, при установившемся режиме – через два часа.
Необходим и контроль за температурой агента сушки (отклонение не более ± 3 0 С) Нужную температуру поддерживают регулированием режима работы топки и притоком воздуха в смесительную камеру.
Важнейший показатель работы сушилок – процент съема влаги. С этой целью проверяют влажность зерна и семян до и после сушки. Пробы отбирают после охладительной камеры не реже чем через каждые два часа, а в период установленного режима сушки ежечасно. Данные наблюдений заносят в журнал учета работы зерносушилки и, если температурные режимы в процессе сушки отклоняются от рекомендованных, принимают необходимые меры [8].
Определение производительности зерносушилок:
Для сравнительной оценки работы зерносушилок используют условную единицу производительности, называемой плановой тонной (единица)
Плановая тонна (единица) — это 1 тонна просушенного зерна при снижении влажности на 6%, для перевода просушенного зерна в плановые, используют специальные коэффициенты из таблиц. Паспортная производительность любой сушилки приводится по пшенице, влажностью до 15%, засоренностью до 5% для сушки продовольственного и фуражного зерна. При сушке семенного зерна вводится поправочный коэффициент 0,5-0,6.
Использование активного вентилирования подогретым воздухом для сушки семян:
Зерно в закромах иногда сушат не подогретым атмосферным воздухом. Основной недостаток этого метода – зависимость от погодных условий. В Нечерноземной зоне таким путем редко удается высушить зерно до кондиционной влажности. Поэтому во влажных районах при сушке зерна в закромах наружный воздух подогревают на 3-6 0 , что позволяет вентилировать зерно круглосуточно и при любой погоде. Из чисто экономических соображений установки этого типа используют для медленной сушки зерна при небольших удельных подачах воздуха, сводя к минимуму расходы энергии и затраты на оборудование установки.
Сушка зерна в закромах экономически эффективна только при максимальной загрузке установки и высоте слоя не менее 1,5-2,0м. Зерно с влажностью выше 22% загружать таким слоем опасно. Поэтому его загружают послойно, в 2-3 приема; сначала высушивают первый слой, затем добавляют и сушат новый слой зерна.
Одной из основных конструкций для медленной сушки зерна в закромах является литовская установка, а также бункера активного вентилирования[2].
Характеристика основных типов зерносушилок:
Наиболее широко используются в сельском хозяйстве два типа сушилок – барабанные и шахтные. Все сушилки имеют определённые достоинства и недостатки. Так в шахтных сушилках нельзя обрабатывать зерно влажностью более 30% и засорённое соломой. В барабанных сушилках нельзя сушить обрабатывать бобовые , кукурузу, рис. Это связано с высокой температурой. В шахтных сушилках на один пропуск требуется 40 – 60 минут. При этом основным параметром является температура нагрева семенного зерна. Она не должна превышать 45 о С. Чем влажнее зерно, тем меньше температура нагрева зерна и теплоносителя. В зависимости от влажности зерна температура нагрева его изменяется на 2 – 3 о С, а температура теплоносителя повышается или понижается на 5 о С. В сельском хозяйстве имеются стационарные и передвижные сушилки шахтного типа СЗС – 8, СЗШ – 8, СЗШ – 16 и барабанного типа СЗСБ – 8, СЗСБ – 4 и другие.
В хозяйстве имеются 4 шахтные сушилки СЗШ-16А, производительностью 20 т/час.
Рабочий процесс сушки зернового материала протекает следующим образом. Влажный материал загрузочными нориями через надсушильные бункера подается в шахты и заполняет их. В противном случае агент сушки будет свободно проходить в местах отсутствия зернового материала, а заполненная часть не будет продуваться им. Излишки подаваемого норией зерна по зернопроводам возвращаются в приемный бункер загрузочных норий. Зерновой материал, медленно опускаясь по шахте, пронизывается агентом сушки и подсушивается.
Агент сушки от топки по воздуховоду поступает в пространство между шахтами и одновременно подается к обеим шахтам.
Высушенное зерно выводится из шахт разгрузочными устройствами и с помощью норий направляется в охладительные колонки .
Скорость движения зернового материала по шахте вниз, а, следовательно, и время сушки регулируют изменением размаха движения каретки из одного крайнего положения в другое.
Источник