RU2505766C2 - Control method of grain drying process by electrically activated air - Google Patents
Control method of grain drying process by electrically activated air Download PDFInfo
- Publication number
- RU2505766C2 RU2505766C2 RU2012113910/06A RU2012113910A RU2505766C2 RU 2505766 C2 RU2505766 C2 RU 2505766C2 RU 2012113910/06 A RU2012113910/06 A RU 2012113910/06A RU 2012113910 A RU2012113910 A RU 2012113910A RU 2505766 C2 RU2505766 C2 RU 2505766C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- grain
- drying
- air
- drying agent
- ions
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам управления сушкой зерна и семян и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, в системе хлебопродуктов и хранения зерна и смежных отраслях промышленности.The invention relates to methods for controlling the drying of grain and seeds and can be used in agriculture, food industry, in the system of bakery products and grain storage and related industries.
Известен способ управления процессом сушки зерна и семян с использованием озоновоздушной смеси заключающийся в том, что контролируют исходную влажность зерна и изменение влажности зерна при сушке, контролируют и управляют температурой теплоносителя, ограничивая его температуру не более 35-40°C, управляют насыщением агента сушки озоном до концентрации 2…10 мг/м3, когда влажность зерна при сушке находится в интервале 16…22% [Патент РФ №2196417, МПК7 A01P 25/00 Опубл. 20.01.2003].A known method of controlling the drying process of grain and seeds using an ozone-air mixture is that they control the initial moisture content of the grain and change the moisture content of the grain during drying, monitor and control the temperature of the coolant, limiting its temperature to no more than 35-40 ° C, control the saturation of the drying agent with ozone to a concentration of 2 ... 10 mg / m 3 when the grain moisture during drying is in the range of 16 ... 22% [RF Patent No. 2196417, IPC 7 A01P 25/00 Publ. January 20, 2003].
Недостатками данного способа сушки являются отсутствие контроля и ограничения по предельно допустимой концентрации озона (0,16 мг/м3), отсутствие управления, обеспечивающего эффективное использование биологических реакций зерновок на внешнее воздействие. Указанные недостатки накладывают более жесткие требования по охране труда на применение способа и увеличивают время сушки зерна.The disadvantages of this drying method are the lack of control and restrictions on the maximum permissible concentration of ozone (0.16 mg / m 3 ), the lack of control that ensures the effective use of biological reactions of grains to external influences. These disadvantages impose more stringent labor protection requirements on the application of the method and increase the drying time of the grain.
Известен способ управления процессом сушки зерна электроактивированным воздухом, выбранный в качестве прототипа, заключающийся в том, что контролируют начальную и текущую влажность зерна, температуру и относительную влажность атмосферного воздуха, регулируют относительную влажность воздуха, подающегося в зерновой слой, а источник отрицательных аэроионов включают в режим постоянно генерации аэроионов до завершения сушки зерна [Тихенький, В.И. Методы и средства повышения эффективности процесса сушки семян при электроразрядном воздействии на поток воздуха: автореф. дисс. канд. техн. наук: 05.20.01 / В.И. Тихенький. - СПб. - Пушкин: НПО «Нечерноземагромаш», 1993. - 16 с.].A known method of controlling the drying process of grain by electroactivated air, selected as a prototype, which consists in controlling the initial and current moisture content of the grain, temperature and relative humidity of atmospheric air, regulating the relative humidity of the air supplied to the grain layer, and turning on the source of negative aero ions continuously generating air ions until the completion of grain drying [Tichenky, V.I. Methods and means of increasing the efficiency of the drying process of seeds with electric discharge effects on the air flow: abstract. diss. Cand. tech. Sciences: 05.20.01 / V.I. Quiet. - SPb. - Pushkin: NPO "Non-Chernozemagromash", 1993. - 16 p.].
Недостатками данного способа сушки является то, что отсутствует управление, обеспечивающее эффективное использование биологических реакций зерновок на внешнее воздействие, что сказывается на продолжительности сушки и энергозатратах.The disadvantages of this method of drying is that there is no control that ensures the effective use of biological reactions of grains to external influences, which affects the duration of drying and energy consumption.
Задачей изобретения является повышение интенсивности сушки, снижение удельных энергозатрат на процесс сушки.The objective of the invention is to increase the intensity of drying, reducing the specific energy consumption for the drying process.
Технический результат достигается тем, что работой источника аэроионов управляют по критерию минимума времени сушки зерна, выбирая один из двух режимов - с постоянной концентрацией аэроионов в агенте сушки, с циклическим изменением концентрации аэроионов в агенте сушки, который выбирают в зависимости от состояния зерна и характеристик агента сушки, при этом концентрация аэроионов не превышает 3,5·1010 м-3 а продолжительность циклов включения источника аэроионов находится в диапазоне 5-60 мин и зависит от культуры. В результате использования предполагаемого изобретения увеличится скорость сушки, а энергозатраты на процесс снизятся.The technical result is achieved by the fact that the work of the source of aeroions is controlled by the criterion of minimum grain drying time, choosing one of two modes - with a constant concentration of aeroions in a drying agent, with a cyclical change in the concentration of aeroions in a drying agent, which is selected depending on the grain condition and characteristics of the agent drying, while the concentration of aeroions does not exceed 3.5 · 10 10 m -3 and the duration of the cycles of inclusion of the source of aeroions is in the range of 5-60 minutes and depends on the culture. As a result of using the proposed invention, the drying speed will increase, and the energy consumption for the process will decrease.
Осуществление способа поясняется фиг.1-5. На фиг.1 приведена структурная схема. Установка для осуществления способа, содержит: зону сушки 1, источник аэроионов 2; нагревательный элемент калорифера 3; вентилятор калорифера 4, датчик исходной влажности зерна 5; датчик влажности зерна в зоне сушки 6; датчик температуры агента сушки 7, датчик влажности агента сушки 8, микропроцессорная система (МПС) 9. На рисунках (фиг.2а, б, в, г) приведены графики, построенные на основании экспериментальных данных, показывающие динамику изменения влажности зерна пшеницы в процессе его сушки при различных режимах.The implementation of the method is illustrated in figures 1-5. Figure 1 shows the structural diagram. Installation for implementing the method, contains: a
Способ управления процессом сушки зерна электроактивированным воздухом в качестве агента сушки через зерновой слой 1, который может находиться в различных установках, например в бункерах активного вентилирования, напольных установках активного вентилирования, в бункерных зерносушилках и т.п., продувают воздух, который может насыщаться отрицательными аэроионами в источнике аэроионов 2. Воздух через источник аэроионов 2 продувают калориферной установкой, включающей нагревательные элементы 3 и вентилятор 4. Исходную влажность зерна Wн подающегося на сушку, контролируют с помощью датчика 5. Изменение влажности зерна W в зерновом слое в процессе сушки контролируют с помощью датчика 6. Температуру агента сушки Ta, его относительную влажность Fa, контролируют с помощью датчиков 7 и 8 соответственно. Сигналы от датчиков 5, 6, 7, 8 подают на вход микропроцессорной системы 9 (МПС). На вход микропроцессорной системы 9 подают информацию о требуемой конечной влажности зерна Wзк. Выходы микропроцессорной системы 9 связаны с входами источника аэроионов 2, нагревательных элементов 3 калориферной установки, вентилятора 2 калориферной установки. Сушка зерна может осуществляться как атмосферным, так и подогретым в калориферной установке воздухом.The method of controlling the grain drying process with electro-activated air as a drying agent through the
Режим сушки «без ионов» означает, что зерно сушили классическим способом, продувая воздух через зерновой слой. Режим сушки «ионы постоянно» означает, что агент сушки постоянно насыщали отрицательными аэроионами. Насыщение аэроионами не превышало предельно допустимой концентрации по санитарным нормам - 3,5 1010 м-3. Режим сушки «ионы циклически» означает, что концентрацию аэроионов в агенте сушки изменяют циклически. Так в процессе сушки на данном режиме в течение пяти минут сушили обычным агентом сушки, затем, в течение пяти минут агент сушки насыщали аэроионами. Затем опять пять минут сушили обычным агентом сушки и снова, в течение пяти минут сушили агентом сушки насыщенным аэроионами. Такой режим соблюдался в течение всего периода сушки.Drying mode "without ions" means that the grain was dried in the classical way, blowing air through the grain layer. The drying mode "ions constantly" means that the drying agent is constantly saturated with negative air ions. Saturation with aeroions did not exceed the maximum permissible concentration according to sanitary standards - 3.5 10 10 m -3 . The drying mode "ions cyclically" means that the concentration of aeroions in the drying agent is changed cyclically. So in the drying process in this mode, for five minutes, dried with a conventional drying agent, then, for five minutes, the drying agent was saturated with air ions. Then, again, five minutes were dried with a conventional drying agent, and again, for five minutes, dried with a drying agent saturated with air ions. This mode was observed during the entire drying period.
Время полупериода в пять минут не является строго фиксированным, оно может изменяться в зависимости от вида культуры (ячмень, кукуруза, подсолнечник и т.д.). Использование предполагаемого режима позволяет использовать реакции зерновки как биологического объекта на внешнее воздействие. В данном режиме осуществляют два внешних воздействия - это агент сушки и аэроионы. Чередование внешних воздействий позволяет использовать реакцию превентивного торможения зерновки на смену внешних воздействий. В это время уменьшается ее сопротивляемость влагосъему, а при большой влажности зерна запасенная энергия зерновки может способствовать перемещению влаги к поверхности.The half-time of five minutes is not strictly fixed, it can vary depending on the type of crop (barley, corn, sunflower, etc.). Using the proposed mode allows you to use the reaction of the grain as a biological object to external influences. In this mode, two external influences are carried out - this is a drying agent and air ions. The alternation of external influences allows you to use the reaction of preventive inhibition of the grain on the change of external influences. At this time, its resistance to moisture removal decreases, and with high grain moisture, the stored energy of the grain can contribute to the movement of moisture to the surface.
Из представленных графиков на фиг.2-5 видно, что режимы с использованием аэроионов позволяют высушить зерно быстрее, чем при классической сушке. Однако из фиг.2-5 также видно, что эффективность режимов (время сушки τ до требуемой влажности) зависит от исходной влажности зерна Wн, температуры агента сушки Ta, от разности между исходной Wн и текущей W влажностью зерна (ΔW=Wн-W).τ=f(Wн, Та, ΔW). Причем в одном случае фиг.2, целесообразно пользовать циклический режим, в другом фиг.3 - режимом с постоянной концентрацией аэроионов, в третьем фиг.4 - эффективность режима зависит от текущей влажности зерна, фиг.5 целесообразно пользовать циклический режим. Руководствоваться графиками при выборе режима сушки сложно, поэтому нужно иметь функциональные зависимости для режима с постоянной концентрацией аэроионов и для режима с циклическим насыщением агента сушки аэроионами. Такие математические модели могут быть получены для конкретной сушильной установки из экспериментальных данных путем регрессионного анализа. По этим уравнениям для двух режимов находят время сушки зерна при известных параметрах Wн, Та, ΔW. Затем к реализации принимают тот режим, при котором время сушки меньше.From the graphs presented in figure 2-5 shows that the modes using aeroions allow you to dry the grain faster than with classical drying. However, it can also be seen from FIGS. 2-5 that the effectiveness of the modes (drying time τ to the desired humidity) depends on the initial grain moisture W n , the temperature of the drying agent T a , on the difference between the initial W n and the current W grain moisture (ΔW = W n- W) .τ = f (W n , T a , ΔW). Moreover, in one case of FIG. 2, it is advisable to use a cyclic mode, in another of FIG. 3 - a mode with a constant concentration of aeroions, in the third of FIG. 4 — the effectiveness of the mode depends on the current grain moisture, and FIG. 5 is advisable to use a cyclic mode. It is difficult to be guided by the graphs when choosing a drying mode, therefore, it is necessary to have functional dependences for a mode with a constant concentration of aeroions and for a mode with cyclic saturation of a drying agent with aeroions. Such mathematical models can be obtained for a specific drying plant from experimental data by regression analysis. According to these equations, for two modes, the drying time of the grain is found with the known parameters W n , T a , ΔW. Then, the regime is adopted for implementation in which the drying time is shorter.
Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.
При поступлении зерна в зону сушки 1 с помощью датчика влажности 5 контролируют его влажность Wн, величину которой подают в микропроцессорную систему 9. В МПС 9 оператор вводит требуемую величину влажности зерна Wзк, до которой его нужно сушить. После этого включают вентилятор 4 калориферной установки и опрашивают датчики температуры 7 и относительной влажности 8, которые контролируют параметры Та, Fa на выходе нагревательных элементов 3. Если относительная влажность воздуха Fa≤ 65%, то нагревательные элементы 3 калорифера не подключают. Граница величины влажности Fa принята равной 65% потому, что именно при сушке зерна пшеницы и ячменя воздухом при такой относительной влажности воздуха, его конечная влажность составит 14%, что считается кондиционной влажностью для данных культур. Если нагревательные элементы 3 калорифера не включены, то сушка зерна будет проводиться атмосферным воздухом при температуре T. МПС 9 после получения информации от датчиков 5, 7, 8 и учитывая величину Wзк, выполняет решение двух функциональных зависимостей τ=ƒ(Wн, Та, ΔW) для режима с постоянной концентрацией аэроионов и для режима с циклическим насыщением агента сушки аэроионами. Сравнивают между собой две рассчитанные величины времени сушки и «принимают решение», какой режим сушки реализовать. Реализуют тот режим сушки, при котором время сушки зерна до требуемой влажности Wзк будет меньше. Если выбирают режим с постоянной концентрацией аэроионов, то включают ионизатор 2. Если принимают режим с циклическим насыщением агента сушки аэроионами, то источник аэроионов 2 включают только через пять минут с момента начала работы вентилятора 4. Далее источник аэроионов работает по схеме включено/выключено с полупериодом в пять минут. Так система работает до того момента, когда зерно высохнет до требуемой влажности Wзк. Тогда выполнится условие W=Wзк и процесс сушки прекращают, выключив сначала нагревательные элементы 3 калорифера, а затем и вентилятор.When grain enters the
Пример сушки зерна пшеницы с исходной влажностью W=24%, при относительной влажности агента сушки Fa<65%, приведенного на фиг.4: включают режим сушки с постоянной концентрацией аэроионов 3,5·1010 м-3 без включения нагревательных элементов калориферной установки, сушку в этом режиме ведут до достижения влажности зерна W=16%, в этот момент включают режим с циклической подачей аэроионов с периодом подачи аэроионов равным 5 минутам и сушку продолжают до достижения зерном кондиционной влажности W=14%, после чего сушку прекращают.An example of drying wheat grains with an initial moisture content of W = 24%, with a relative humidity of the drying agent F a <65%, shown in Fig. 4: they include a drying mode with a constant concentration of aero ions of 3.5 · 10 10 m -3 without turning on heating elements installations, drying in this mode is carried out until a grain moisture content of W = 16% is reached, at this moment the regime with cyclic supply of aeroions with a period of aeroion supply of 5 minutes is turned on, and drying is continued until the grain reaches a conditional moisture content of W = 14%, after which drying is stopped.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113910/06A RU2505766C2 (en) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | Control method of grain drying process by electrically activated air |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012113910/06A RU2505766C2 (en) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | Control method of grain drying process by electrically activated air |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012113910A RU2012113910A (en) | 2013-10-20 |
RU2505766C2 true RU2505766C2 (en) | 2014-01-27 |
Family
ID=49356820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012113910/06A RU2505766C2 (en) | 2012-04-10 | 2012-04-10 | Control method of grain drying process by electrically activated air |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2505766C2 (en) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU578097A1 (en) * | 1976-03-02 | 1977-10-30 | Одесский Технологический Институт Пищевой Промышленности Имени М.В.Ломоносова | Method of preparing rice for processing into cereal |
SU1040298A1 (en) * | 1982-07-07 | 1983-09-07 | Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова | Method of drying cerial crops, mainly rice |
SU1114867A1 (en) * | 1982-09-03 | 1984-09-23 | Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова | Apparatus for heat treatment of bulk materials |
SU1147907A2 (en) * | 1983-10-18 | 1985-03-30 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Мясной И Молочной Промышленности | Method of drying materials |
US7003896B2 (en) * | 2002-10-25 | 2006-02-28 | Leonard Immanuel Tafel | Radiation curing and drying |
-
2012
- 2012-04-10 RU RU2012113910/06A patent/RU2505766C2/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU578097A1 (en) * | 1976-03-02 | 1977-10-30 | Одесский Технологический Институт Пищевой Промышленности Имени М.В.Ломоносова | Method of preparing rice for processing into cereal |
SU1040298A1 (en) * | 1982-07-07 | 1983-09-07 | Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова | Method of drying cerial crops, mainly rice |
SU1114867A1 (en) * | 1982-09-03 | 1984-09-23 | Одесский технологический институт пищевой промышленности им.М.В.Ломоносова | Apparatus for heat treatment of bulk materials |
SU1147907A2 (en) * | 1983-10-18 | 1985-03-30 | Московский Ордена Трудового Красного Знамени Технологический Институт Мясной И Молочной Промышленности | Method of drying materials |
US7003896B2 (en) * | 2002-10-25 | 2006-02-28 | Leonard Immanuel Tafel | Radiation curing and drying |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012113910A (en) | 2013-10-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2956489C (en) | Apparatus and method for electrically killing plants | |
RU2505766C2 (en) | Control method of grain drying process by electrically activated air | |
Vasiliev et al. | Increasing efficiency of grain drying with the use of electroactivated air and heater control | |
EP2059757B1 (en) | Method and apparatus for drying of wood | |
Jokiniemi et al. | Continuous airflow rate control in a recirculating batch grain dryer. | |
Shei et al. | Intermittent drying of rough rice | |
Esehaghbeygi et al. | Electrohydrodynamic, oven and natural drying of mint leaves and effects on the physiochemical indices of the leaves. | |
Lehmad et al. | Environmental, economic and quality assessment of hybrid solar-electric drying of black soldier fly (Hermetia illucens) larvae | |
CN116649299A (en) | Insect larva breeding method and system based on zonal environmental control | |
RU2501201C1 (en) | Grain decontamination method | |
RU2502027C1 (en) | Grain drying method | |
RU2608532C2 (en) | Method and device for technologically and economically optimal ozonation of moving loose fodders for animal breeding and poultry farming | |
Hulevskyi et al. | Experimental study of positive influence on growth of seeds of electric field a high voltage | |
RU2501203C1 (en) | Method of disinfection of grain and products of its processing | |
Sutyagin et al. | Features of heat treatment of grain in dryers of the contact type | |
Elavarasan et al. | Development of prototype solar-biomass hybrid dryer and its performance evaluation using salted fish (Cynoglossus spp.) | |
Purio et al. | Solar-Powered Paddy Grain Humidifier-Dryer | |
Hanif et al. | Effect of drying air parameters on energy consumption in desiccant grain drying | |
Storchevoy et al. | Study of the operating modes of a microwave installation for heat treatment and disinfection of grain | |
Seekham et al. | Performance enhancement of a hot air food dryer with infrared heating system | |
DK2013545T3 (en) | Method and device for moisture control in a climate chamber | |
Arendra et al. | Dehumdifier Heat Pump Dryer for Corn Drying and Process Characterization | |
AU2020104062A4 (en) | Iot based solar powered agricultural dyer system | |
RU2468321C2 (en) | Method of automated control of drying process of grain and other particulate materials | |
RU113922U1 (en) | DEVICE FOR THERMOHYDROLYSIS OF SEEDS OF GRAIN AND GRAIN CROPS |