JP3574692B2 - Method and apparatus for dehumidifying and drying grain - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は穀物の除湿乾燥方法及び装置に関し、特に、ライスセンター、カントリーエレベーター等の穀物の乾燥貯留施設を除湿乾燥方式で使用する場合に有効な穀物の除湿乾燥方法及び装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ライスセンター、カントリーエレベーター等の穀物の乾燥貯留施設において、従来の火力乾燥方式に加えていわゆる除湿乾燥方式が普及してきている。火力乾燥方式はバーナー等の熱源により送風温度を高めることより乾燥速度が早められる利点があるが、高品質の穀物を得るためには温度管理に十分注意を払うことが必要であり、また、比較的高温の空気を用いる場合が多いことから、同一のビンを乾燥と貯留の双方の目的で用いることは困難である。
【0003】
除湿乾燥方式は、原則、外気とほぼ同じ温度の空気を穀物に送気するものであり、乾燥速度は火力乾燥方式に比べて遅い代わりに、温度温度管理は容易であり穀物の品質を低下させない利点があると共に、乾燥と貯留とを同一のビン内で行うことも可能であり、安全で高品質な自然乾燥法として有効に用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、除湿乾燥施設を寒冷地に設置する場合、特に、収穫後期は外気温度が低くなりがちであり、必然的に乾燥速度が低下する。そのために乾燥施設の稼働時間が長くなってランニングコストが高くなる恐れがあり、従来、寒冷地においては大規模な除湿乾燥施設が普及し難いといわれてきた。
【0005】
外気温度が低いと乾燥速度が低下するのは、いわゆる乾燥定数が低くなるためであり、穀物中の水分が穀粒表面に移動する速度が遅くなるからである。なお、
乾燥定数 K=a・exp(−b/T)
a:穀物の種類によって決まる定数
b:穀物の種類によって決まる定数
T:絶対温度
【0006】
また、除湿乾燥方式では除湿機が用いられるが、外気が低温になるほど蒸発器に霜(結露)が発生し易くなる。蒸発器に発生した霜が拡大すると除湿効率が低下するために、いろいろな除霜方法が考案されているが、穀物乾燥の分野では、送風機をその都度停止することができないこと、また最も簡便であり低コストであること等の理由から、圧縮機を一時停止して外気温度を利用し除霜する方法が一般的である。ところが、圧縮機の停止中は乾燥空気を生成することができないので、せっかく乾燥した穀物へ高湿度の外気をそのまま送風することとなり、その間、逆に穀物を加湿する現象が起きる場合がある。さらに、昼間の比較的温度が高い時の送風を受けて穀温が上昇している籾に対して夜間の冷たい空気を送風することは、籾を冷却することとなり乾燥速度を低下させる要因となり易い。
【0007】
そのために、特に寒冷地での除湿乾燥施設においては、夜間の送風を停止することも考慮されるが、穀物は規定水分以下(籾の場合約15%、小麦の場合約13%)にならないと、放置していても変質しない状態とはならず、その水分まで低下していない穀物を変質させないためには最低限の量の送風(「品質を保持するたの最低風量比」)が必要とされる。そのために、穀物が高水分の状態では、夜間長時間送風を止めることができない。
【0008】
上記のような理由から、特に寒冷地での除湿乾燥方式の採用は、外気温度が低下すればするほど除霜のための時間が長くなり、除湿機が有効に稼働する時間が短くなってしまう傾向にある。このために、高品質の穀物が得られるものの、収穫期間内の処理量に対する制限が課せられることとなり、大規模な除湿乾燥方式による乾燥処理施設が普及し難くなっている。
【0009】
寒冷地での除湿機による乾燥貯留施設において、このような乾減率の低下を回避するための対策として、従来、補助的な加温装置が使用されてきている。加温装置としては、重油バーナーあるいは電熱ヒーターや温水ボイラー等が用いられるが、バーナーの場合は火災の原因となったり、不完全燃焼による臭いや煤の付着等の危険があり品質上の問題が発生する危険がある。電熱ヒーターの場合は多くの電力を必要とし、運転経費が増大し、また、温水ボイラーの場合は設置費用が大きくなる。
【0010】
また、除湿機の運転時間を長くすることや、夜間でも送風温度が低くならないような方策として、乾燥処理施設をビン内の穀物層を通過した後の排気を除湿機に戻すいわゆる「排気循環型」とし、夜間、外気温度が低下したときでも、除湿機に入る吸気温度を低下させない方法が提案されているが(特開昭61−27478号公報参照)、排気循環方式は、循環排気の除塵対策が必要となり高価となること、排気は通常高湿であるから条件によっては外気より不利な場合があること、等の不都合を有している。
【0011】
また、除湿機の運転時間を長くするために、蒸発器内にヒーターを内蔵したり、冷媒の流れる方向を変えて、通常凝縮器側へ流れている高温の冷媒を蒸発器側へ一時的に流したりして霜取り時間を少しでも短くすることも行われているが、外気温度が低くなっていれば前記した乾燥定数Kも低くなっており、この方法が乾減率の向上に与える影響は少ない。
【0012】
本発明の目的は、除湿乾燥方法を用いる穀物の乾燥貯留施設が持つ上記のような不都合を解消することにあり、既存の施設にわずかな改良を施すだけで低コストでかつ乾減率を大きく改善することができる穀物の除湿乾燥方法及びそのための装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、寒冷地での特に夜間の運転に除湿機を効率的に運転し、除霜時間を少なくすることのできる除湿乾燥方法及びそのための装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明による穀物の除湿乾燥方法は、除湿機により温度と湿度とが調節された空気を送風機によりビン内に供給して、ビン内に貯留されている穀物の水分と温度を調整するようにした穀物の除湿乾燥方法であって、送風機より供給される調節済み空気の一部を分岐して再度除湿機の吸い込み側に循環させ、それにより、ビン内に供給される空気の乾燥能力を改善することを特徴とする。その際に、ビン内の穀物の乾燥状態に応じて処理済み空気の分岐量を変更調節することにより、より目的を達成することができる。
【0014】
さらに、本発明は上記課題を解決するために、除湿機により温度と湿度とが調節された空気を送風機によりビン内に供給して、ビン内に貯留されている穀物の水分と温度を調整するようにした穀物の除湿乾燥装置であって、少なくとも除湿機と送風機とは同じ室内に設置されており、かつ、送風機とビンとの間のダクト部分には、前記室内に解放する開口を持つ分岐ダクトが設けられていることを特徴とする穀物の除湿乾燥装置を開示する。前記分岐ダクトの開口には流量調整可能な弁装置を設け、かつ、分岐ダクトより上流側のダクト部分にはダンパー手段を設けることにより、より目的を達成することができる。
【0015】
【実施例】
以下、実施例により本発明による穀物の除湿乾燥方法及び装置をより詳細に説明する。
図1は本発明による穀物の除湿乾燥方法を実施するための除湿乾燥貯留施設の一実施例を示す。図において、50は穀物の乾燥及び貯留のための諸設備を収容するための建物であり、一方側に外気取り入れ口51、他方側に排気口52が設けられ、さらに、建物内部を仕切って機械室10とビン収容室30とに区分する中間壁53が設置されている。機械室には、後記する形態の除湿機11と送風機21とが設けられ、ビン収容室30には複数の(この実施例では2個の)穀物を収容可能なビン31が設けられる。
【0016】
除湿機11は、蒸発器12、圧縮器13、凝縮器14とをケーシング15内に持つ従来知られた形態のものであり、ケーシング15の上方開口16にはエアーダンパー17が設けられ、また、その一部は送風機21の吸引口22に接続している。送風機21も通常知られた形態の遠心型送風機であり、その吐出口近傍にはダンパー23が設けられる。さらに、該吐出口には連絡ダクト25が接続されており、該連結ダクト25は前記した中間壁53を通って、ビン収容室30内に達している。また、連絡ダクト25の機械室10内に位置する部位であって前記ダンパー23より下流側には、機械室10内に解放した開口26を持つ分岐ダクト27が設けられ、該分岐ダクト27の開口26近傍には流量調整可能な弁装置28が取り付けられている。
【0017】
ビン31は、従来知られた除湿乾燥装置等に用いられている穀物乾燥及び貯留用のビンと同じものであり、下方部に設けられる多孔板34と、その下方のエアーダクト32と、該エアーダクト32を通過する空気をビン31内に供給するためのエアーダクトダンパー33とを有しており、前記連絡ダクト25は該エアーダクト32に接続している。なお、図において、40はビン31内に収容された穀物40である。
【0018】
次に、この装置の運転方法を説明する。ビン31内に所要量の穀物40を収容した後に、除湿機11及び送風機21を作動させる。送風機21の吸引力により外気Qが建物50の外気取り入れ口51から機械室10内に導入され、除湿機11に蒸発器12側及び開口16の双方から吸い込まれる。蒸発器12側から吸い込まれた外気Q1 は蒸発器12で露点以下に冷却され絶対湿度が低くなり、凝縮器14で再び加温され、ケーシング15の開口16から流入する外気(2次空気)Q2 と混合して乾燥空気となり送風機21に吸収される。なお、エアーダンパー17を調節することにより流入外気Q1 は除湿を効率的に行う量に調節可能である。
【0019】
送風機21からの乾燥空気Q3 (=Q1 +Q2 )は、連絡ダクト25部を通過する過程で、ビン31のエアーダクト32側へ送られる空気Q4 と分岐ダクト27を通りその開口26から機械室10内に送られる空気Q5 とに分けられる。空気Q4 と空気Q5 の分配比率は、送風機21の吐出口近傍に設けたダンパー23と分岐ダクト27の開口部に設けた弁装置28を調節することにより、所要の値に調整可能である。
【0020】
ビン31のエアーダクト32側へ送られる乾燥空気Q4 はエアーダクトダンパー33からビン31内に入り、そこに収容されている穀物40の水分を奪いながら上昇して、排気口52から排気される。一方、分岐ダクト27から機械室10内に流出した空気Q5 は建物50の外気取り入れ口51から流入する外気Qと混合して再び除湿機11側に吸い込まれる。
【0021】
今、除湿機11の成績係数をS、圧縮機13での消費動力をP1 、送風機21の動力をP2 と仮定すると、外気(Q1 、Q2 )は、圧縮機13で消費した動力P1 のS倍分のエネルギーと、送風機21の動力P2 分のエネルギーが付加された状態で、トータル風量Q3 の乾燥空気となって連結ダクト25へ送気される。乾燥処理の過程において、ビン31内の穀物40に対するその含有水分に応じた「品質を保持するための最低風量比」は計算可能であり、それに基づき穀物40の乾燥に必要とされる最低限の風量を算出する。そして、該算出された最低限の風量が前記したビン31のエアーダクト32側へ送られる空気量Q4 とされ、残りの風量(Q3 −Q4 )が前記した分岐ダクト27を通りその開口26から機械室10内に送られる空気Q5 とされ、そのような割合とるようにも逃がし弁装置28を開閉する。
【0022】
穀物の乾燥処理において、収穫後期になると、ビン31内の穀物の水分率は乾燥が進んでいるので低くなっているし、収穫された穀物自体の当初水分も低くなるのが一般的である。従って、乾燥に必要最低限の風量Q4 は収穫後期になれば(すなわち、外気温が低くなっていくにつれて)少なくてよいことになり、結果として、余分な風量(分岐ダクト27側に分岐される風量)Q5 の割合が多くなる。
【0023】
弁装置28を通り分岐ダクト27から放出された余分な風量Q5 は、前記したように除湿機11と送風機21のエネルギーを付加された状態にあり、外気Qと混入されて再び除湿機11に吸い込まれていくときに、そのときの混合外気Q11とQ22は、実際の外気Qの温度よりΔTだけ温度が上昇していることになり、かつ相対湿度も低くなっている。その混合外気Q11とQ22はさらに除湿機11と送風機21のエネルギーを付加されてビン31側へ送風される。
除湿機11としてDAG20000型(15KW)(ヤンマー農機製)と送風機21としてDSF80型(55KW)(ヤンマー農機製)を用い、以下の条件で乾燥空気をビン31へ送風する場合について考察する。
【0024】
条件、60HZの電源を用い、大気条件は10℃、90%とし、
また、除湿機蒸発器側の吸い込み風量 Q1 = 480 m3 /min
除湿機の2次空気風量 Q2 = 520 m3 /min
送風機発生風量 Q3 =1000 m3 /min
乾燥ビン送風量 Q4 = 200 m3 /min
送風機室戻し風量 Q5 = 800 m3 /min
とすると、それぞれの温度と湿度は、
となる。このQ5 が再度除湿機11から吸収される。その結果、
というようにエネルギーが付加されていき、N回目には、
となり、本発明を採用することにより除湿機11に吸引される空気は、大気条件は10℃、90%であるにもかかわらず、温度13.5℃、湿度64.7%の外気を吸い込む場合と同じ運転条件を得ることができ、除湿機の運転時間を大幅に延ばすことができる。また、穀物側に送風する空気も、最終的(N回目)には温度16.9℃、湿度50.2%となり、一回目での条件である温度13.6℃、湿度68.5%により乾燥する場合と比較して、乾燥能力が大幅に増大することが分かる。
【0025】
【発明の効果】
本発明による穀物の除湿乾燥方法及び装置によれば、従来知られた除湿乾燥施設における送風機とビンとの間のダクト部分に機械室側に解放する分岐ダクトを設けるという簡単な改善のみによって、除湿機の運転の効率化及び乾燥能力の向上が可能となり、寒冷地での大型除湿乾燥施設の設置・運営が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による穀物の除湿乾燥方法及び装置を説明する図。
【符号の説明】
50…建物、10…機械室、11…除湿機、21…送風機、25…連絡ダクト、30…ビン収容室、31…ビン、Q(Q1 ,Q2 )…外気、Q3 ,Q4 …乾燥空気(処理済み空気)、Q5 …分岐された乾燥空気[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a method and an apparatus for dehumidifying and drying cereals, and more particularly to a method and an apparatus for dehumidifying and drying cereals that are effective when a drying and storing facility for cereals such as a rice center and a country elevator is used in a dehumidifying and drying system.
[0002]
[Prior art]
In recent years, so-called dehumidifying and drying systems have become widespread in grain drying and storage facilities such as rice centers and country elevators, in addition to conventional thermal drying systems. The thermal drying method has the advantage that the drying speed is faster than raising the blast temperature with a heat source such as a burner, but it is necessary to pay close attention to temperature control in order to obtain high-quality grains. The use of the same bottle for both drying and storage purposes is difficult because the use of very hot air is often used.
[0003]
The dehumidification drying method basically sends air at almost the same temperature as the outside air to the grain.The drying speed is slower than the thermal drying method, but the temperature temperature control is easy and the quality of the grain does not deteriorate. In addition to the advantages, drying and storage can be performed in the same bottle, which is effectively used as a safe and high-quality natural drying method.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the dehumidifying and drying facility is installed in a cold region, the temperature of the outside air tends to be low particularly in the latter half of the harvest, and the drying speed is inevitably reduced. For this reason, there is a possibility that the operating time of the drying facility becomes longer and the running cost becomes higher. Conventionally, it has been said that large-scale dehumidifying and drying facilities are difficult to spread in cold regions.
[0005]
The reason why the drying rate decreases when the outside air temperature is low is that the so-called drying constant decreases, and the rate at which moisture in the grain moves to the grain surface decreases. In addition,
Drying constant K = aexp (-b / T)
a: constant determined by the type of grain b: constant determined by the type of grain T: absolute temperature
In the dehumidifying and drying method, a dehumidifier is used. However, as the temperature of the outside air becomes lower, frost (condensation) easily occurs in the evaporator. Various defrosting methods have been devised to reduce the dehumidifying efficiency when the frost generated in the evaporator expands.However, in the field of grain drying, the blower cannot be stopped each time, and the simplest method is For reasons such as low cost and the like, it is common to temporarily stop the compressor and use the outside air temperature to perform defrosting. However, since dry air cannot be generated while the compressor is stopped, high-humidity outside air is directly blown to the dried grain, and during that time, the phenomenon of humidifying the grain may occur. Furthermore, sending cold nighttime air to the paddy whose grain temperature is rising due to the blowing at a relatively high temperature in the daytime tends to be a factor that lowers the drying speed by cooling the paddy. .
[0007]
Therefore, especially in dehumidifying and drying facilities in cold regions, it may be considered to stop air blowing at night, but the grain must be less than the specified moisture (about 15% for paddy and about 13% for wheat). In order to prevent the deterioration of grains that have not been reduced in moisture even if left untreated, a minimum amount of air must be blown ("minimum air volume ratio for maintaining quality"). Is done. Therefore, when the grain is in a high moisture state, it is not possible to stop blowing for a long time at night.
[0008]
For the reasons described above, the adoption of the dehumidifying and drying method particularly in a cold region increases the time for defrosting as the outside air temperature decreases, and shortens the time during which the dehumidifier operates effectively. There is a tendency. For this reason, although high-quality cereals can be obtained, a limit is imposed on the processing amount during the harvesting period, and it is difficult for a large-scale dehumidifying and drying system to become widespread.
[0009]
In a dry storage facility using a dehumidifier in a cold region, conventionally, an auxiliary heating device has been used as a measure for avoiding such a decrease in the drying loss rate. As a heating device, a heavy oil burner, an electric heater, a hot water boiler, etc. is used.However, in the case of a burner, there is a risk of fire, incomplete combustion, and odor and soot may be attached. There is a risk of occurring. In the case of an electric heater, a large amount of electric power is required, the operating cost increases, and in the case of a hot water boiler, the installation cost increases.
[0010]
In addition, as a measure to extend the operating time of the dehumidifier and to prevent the air temperature from lowering even at night, the so-called “exhaust circulation type” that returns exhaust gas after passing through the grain layer in the bin to the dehumidifier in the drying facility A method has been proposed in which the temperature of the intake air entering the dehumidifier is not reduced even when the outside air temperature decreases at night (see Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-27478). There are inconveniences such as the need for countermeasures, which is expensive, and the fact that the exhaust gas is usually humid, which may be more disadvantageous than the outside air depending on conditions.
[0011]
Also, in order to extend the operation time of the dehumidifier, a heater is built in the evaporator or the direction of flow of the refrigerant is changed to temporarily transfer the high-temperature refrigerant that normally flows to the condenser to the evaporator. Although the defrosting time is shortened as much as possible by flushing, if the outside air temperature is low, the above-mentioned drying constant K is also low. Few.
[0012]
An object of the present invention is to eliminate the above-mentioned inconvenience of a dry storage facility for cereals using a dehumidifying and drying method, and to provide a low cost and a large drying loss rate by only slightly improving an existing facility. It is an object of the present invention to provide a method for dehumidifying and drying cereals which can be improved and an apparatus therefor.
It is another object of the present invention to provide a dehumidifying / drying method and an apparatus therefor that can efficiently operate a dehumidifier and reduce a defrosting time, particularly in a cold region, especially at night.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The method of dehumidifying and drying cereals according to the present invention for solving the above-mentioned problems, supplies air in which temperature and humidity are adjusted by a dehumidifier into a bottle by a blower, and removes moisture of the grains stored in the bottle. A method for dehumidifying and drying cereals in which the temperature is adjusted, wherein a part of the adjusted air supplied from the blower is branched and circulated again to the suction side of the dehumidifier, thereby being supplied into the bottle. It is characterized by improving air drying ability. At that time, the purpose can be further achieved by changing and adjusting the branch amount of the treated air in accordance with the dry state of the grains in the bottle.
[0014]
Furthermore, in order to solve the above-mentioned problem, the present invention supplies the air whose temperature and humidity have been adjusted by a dehumidifier into a bottle by a blower, and adjusts the moisture and temperature of the grains stored in the bottle. A dehumidifying and drying apparatus for cereals as described above, wherein at least the dehumidifier and the blower are installed in the same room, and a duct portion between the blower and the bottle has a branch having an opening released into the room. Disclosed is an apparatus for dehumidifying and drying cereals, wherein a duct is provided. By providing a valve device capable of adjusting the flow rate at the opening of the branch duct, and providing a damper means at a portion of the duct upstream of the branch duct, the object can be achieved more.
[0015]
【Example】
Hereinafter, the method and apparatus for dehumidifying and drying cereals according to the present invention will be described in more detail with reference to examples.
FIG. 1 shows an embodiment of a dehumidifying / drying storage facility for carrying out a method for dehumidifying / drying a grain according to the present invention. In the figure,
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
Next, an operation method of this device will be described. After the required amount of
[0019]
The dry air Q 3 (= Q 1 + Q 2 ) from the
[0020]
Dry air Q 4 sent to the
[0021]
Assuming now that the coefficient of performance of the
[0022]
In the grain drying process, in the later stage of the harvest, the moisture content of the grain in the
[0023]
Extra air volume Q 5 emitted from the
A case where a dry air is blown to the
[0024]
Condition, using the power supply of 60HZ, the atmospheric condition is 10 ° C, 90%,
Also, the suction air volume on the dehumidifier evaporator side Q 1 = 480 m 3 / min
Secondary air flow rate of dehumidifier Q 2 = 520 m 3 / min
Blower generated air volume Q 3 = 1000 m 3 / min
Drying bin air volume Q 4 = 200 m 3 / min
Return blower chamber air flow rate Q 5 = 800 m 3 / min
Then, each temperature and humidity are
It becomes. This Q 5 is absorbed from the
Energy is added like this, and the Nth time,
The air sucked into the
[0025]
【The invention's effect】
According to the method and apparatus for dehumidifying and drying grain according to the present invention, dehumidification is achieved only by a simple improvement of providing a branch duct opened to the machine room side in a duct portion between a blower and a bottle in a conventionally known dehumidifying and drying facility. The efficiency of the operation of the machine and the drying capacity can be improved, and the installation and operation of a large-scale dehumidifying and drying facility in a cold region becomes possible.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a method and an apparatus for dehumidifying and drying cereals according to the present invention.
[Explanation of symbols]
50 ... building 10 ... machine room, 11 ... dehumidifier, 21 ... blower, 25 ... contact duct, 30 ... bottle accommodating chamber, 31 ... bin, Q (Q 1, Q 2 ) ... outside air, Q 3, Q 4 ... dry air (processed air), Q 5 ... branched dry air
Claims (2)
送風機より供給される調節済み空気の一部を分岐して再度除湿機の吸い込み側に循環させるとともに、ビン内の穀物の乾燥状態に応じて、調節済み空気の分岐量を変更し、それにより、ビン内に供給される空気の乾燥能力を改善することを特徴とする穀物の除湿乾燥方法。In the dehumidifying and drying method of the cereal, the temperature and humidity of the cereal are adjusted by adjusting the moisture and the temperature of the cereal stored in the bin by supplying the air whose temperature and humidity are adjusted by the dehumidifier to the bin by the blower.
Rutotomoni is circulated to the suction side of the branching off again dehumidifier part of conditioned air supplied from the blower, depending on the dryness of the grain bin, and changes the branching amount of conditioned air, thereby A method for dehumidifying and drying cereals, comprising improving the drying ability of air supplied into the bottle.
少なくとも除湿機と送風機とは同じ室内に設置されており、かつ、送風機とビンとの間のダクト部分には、前記室内に解放する開口を持つ分岐ダクトが設けられ、分岐ダクトの開口には流量調整可能な弁装置が設けられ、かつ、分岐ダクトより上流側のダクト部分にはダンパー手段が設けられていることを特徴とする穀物の除湿乾燥装置。In a dehumidifying and drying apparatus for cereals, the air whose temperature and humidity have been adjusted by a dehumidifier is supplied into the bin by a blower, and the moisture and temperature of the grains stored in the bin are adjusted.
At least the dehumidifier and the blower are installed in the same room, and a branch portion between the blower and the bin is provided with a branch duct having an opening that opens into the room, and a flow passage is provided in the branch duct opening. An apparatus for dehumidifying and drying cereals, wherein an adjustable valve device is provided, and a damper means is provided in a duct portion upstream of the branch duct .
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JPH08193786A (en) | 1996-07-30 |
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