RU2638253C1 - Способ сушки мелкосеменных культур и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ сушки мелкосеменных культур и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2638253C1 RU2638253C1 RU2016140351A RU2016140351A RU2638253C1 RU 2638253 C1 RU2638253 C1 RU 2638253C1 RU 2016140351 A RU2016140351 A RU 2016140351A RU 2016140351 A RU2016140351 A RU 2016140351A RU 2638253 C1 RU2638253 C1 RU 2638253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drying
- seeds
- small
- external
- moisture
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B17/00—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement
- F26B17/12—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed solely by gravity, i.e. the material moving through a substantially vertical drying enclosure, e.g. shaft
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F26—DRYING
- F26B—DRYING SOLID MATERIALS OR OBJECTS BY REMOVING LIQUID THEREFROM
- F26B3/00—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat
- F26B3/02—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air
- F26B3/14—Drying solid materials or objects by processes involving the application of heat by convection, i.e. heat being conveyed from a heat source to the materials or objects to be dried by a gas or vapour, e.g. air the materials or objects to be dried being moved by gravity
Landscapes
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение касается сушки мелкозернистых культур (рапс, сурепица и т.д., в том числе семян трав) и может быть использовано в сельском хозяйстве и системе заготовок. Способ сушки мелкосеменных культур заключается в том, что семена загружают, предварительно подогревают, отлеживают, охлаждают и разгружают. Семена сушат циркуляционно-квазиизотермически, а влагосъем за цикл определяют по расчетной формуле, далее отлеживают в течение времени, определяемом из расчетной формулы. Устройство для сушки мелкосеменных культур содержит надсушильный бункер, камеру сушки, внешний и внутренний перфорированные цилиндры, вертикальный транспортер, топку, вентилятор, систему загрузочных и разгрузочных средств. Устройство содержит теплоизолированную крышку над камерой сушки и теплоизоляцию надсушильного бункера, а внешний и внутренний перфорированные цилиндры установлены с зазором, не превышающим 0,25 м. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение касается сушки мелкозернистых культур (рапс, сурепица и т.д., в том числе семян трав) и может быть использовано в сельском хозяйстве и системе заготовок.
Известен способ сушки зерна в неподвижном слое, заключающийся в том, что зерно загружают, воздействуют агентом сушки, охлаждают и разгружают.
Известно устройство для его осуществления, содержащее сушильную камеру, топку, вентилятор, средства загрузки и разгрузки (Анискин В.И., Окунь Г.С. Технологические основы оценки работы зерносушильных установок. - М.: ГНУ ВИМ, 2003. - С. 140-141).
Эти способ и устройство периодического действия широко используются и для сушки семян мелкосеменных культур. Однако способ малопроизводителен и энергозатратен, хотя и обеспечивает качественную сушку.
Известен способ сушки рапса, заключающийся в том, что материал загружают, воздействуют агентом сушки, предварительно подогревают, отлеживают, рециркуляционно-квазиизотротермически сушат, охлаждают и разгружают. Сушку осуществляют в двух шахтах, одна из которых рециркуляционная. По этому способу сушки работают рециркуляционные зерносушилки типа «Целинная». Этот способ наиболее близок к заявленному и выбран за прототип (Урманов А.И., Резчиков В.А. Повышение эффективности сушки рапса // Электронный ресурс / https:docviewer.yandex.ru).
Однако известный способ, как правило, не используют на сушке семян из-за повышенной неравномерности высушенного материала по влажности, кроме того, сушилки, использующие этот способ, достаточно сложны и нерентабельны в крупных хозяйствах и маслозаводах.
Известно устройство для его осуществления, содержащее надсушильный бункер, камеру сушки, внешний и внутренний перфорированные цилиндры, вертикальный транспортер, топку, вентилятор, систему загрузочных и разгрузочных средств.
Эти способ и устройство по технической сущности наиболее близко к заявленному и принято за прототип (Пат. №2519809 РФ Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления / Голубкович А.В., Павлов С.А., Лукин И.Д., Машковцев М.Ф. // Бюл. 2014. №17).
Недостатком известного устройства является то, что надсушильный бункер не обеспечивает постоянный температурный режим отлежки. Поэтому изотермический режим сушки не реализуется и интенсивность сушки низка.
Техническая задача изобретения заключается в повышении интенсивности сушки при осуществлении рециркуляционно-квазиизотермического процесса сушки при полном сохранении качественных показателей семян.
Задача решается тем, что в способе сушки семян мелкосеменных культур, заключающемся в том, что семена загружают, предварительно подогревают, отлеживают, сушат, охлаждают и разгружают, согласно изобретению семена сушат циркуляционно-квазиизотермически с влагосъемом за цикл не более:
где R, δ - радиус и толщина оболочки семени, м;
Uн, Up - начальное и равновесное влагосодержание семян, кг вл./кг сух. мат.;
и отлеживают со временем:
где а m - коэффициент диффузии, м2/с;
А - коэффициент формы семени (при сферический А=1);
причем τ ≥ τд,
где τд - минимальное время отлежки, при которой перераспределяется влага между семенами (τд = 0,3 ч).
Поставленная задача решается также тем, что в устройстве, содержащем надсушильный бункер, камеру сушки, внешний и внутренний перфорированные цилиндры, вертикальный транспортер, топку, вентилятор, систему загрузочных и разгрузочных средств, согласно изобретению, надсушильный бункер снабжен крышкой и выполнен теплоизолированным, а внешний и внутренний перфорированные цилиндры выполнены с зазором, не превышающим 0,25 м.
Изобретение поясняется чертежом, на котором представлена принципиальная схема сушилки.
Способ сушки семян мелкосеменных культур заключается в том, что семена загружают, предварительно нагревают, циркуляционно-квазиизотермически сушат с влагосъемом за цикл , отлеживают с временем отлежки и разгружают.
В состав устройства входят: вентилятор 1, топка 2, сушильная камера 3, загрузочный транспортер 4, внутренний перфорированный цилиндр 5, внешний перфорированный цилиндр 6, вертикальный транспортер 7, труба 8, теплоизолированный надсушильный бункер 9, теплоизолированная крышка 10, датчики уровня 11, теплоизоляция 12, также на схеме приведены влажные 13, циркулирующие 14 и высушенные семена.
Работу осуществляют следующим образом.
Влажные семена 13 транспортерами 4 и 7 загружают сушильную камеру 3 и надсушильный бункер 9, запускают вентилятор 1, топку 2 и транспортер 7. Устанавливают температуру агента сушки, исходя из предельно-допустимой температуры нагрева семян. Агент сушки из топки 2 поступает во внутреннюю полость цилиндра 5, пронизывает семена и выходит из перфораций внешнего цилиндра 6. Циркуляция семян осуществляется посредством транспортера (шнека) 7. Высушенные семена охлаждают путем отключения топки 2 и разгружают через трубу 8. Заданный уровень семян в надсушильном бункере 9 поддерживают датчиками уровня 11, которые воздействуют на загрузочный транспортер 4.
Известно, что чем выше температура семян, тем более эффективен тепломассоперенос. Именно поэтому крыша 10 и надсушильный бункер 9 выполнены теплоизолированными.
Наличие зазора в 0,25 м между внутренним 5 и внешним 6 перфорированными цилиндрами обеспечивает использование вентиляторов среднего давления, которые эффективнее вентиляторов высокого давления.
Способ осуществляют следующим образом.
Исходя из исходного и конечного влагосодержания и массы семян определяют допустимый влагосъем, длительности отлежки, оценивают длительность цикла сушки и устанавливают расход семян через сушильную камеру, например, изменением частоты вращения шнека 7, предварительно подогревают семена до температуры на ~5°С ниже предельно-допустимой, что осуществляют без циркуляции семян, но температура агента сушки на 10-15°С ниже чем при циркуляции.
При циркуляции поддерживают температуру семян близкой или равной предельно-допустимой, например, изменением температуры агента сушки.
Сущность циркуляционно-квазиизотермического режима сушки заключаются в том, что за время отлежки влага из центральной части семени перемещается в его перефирийную часть - оболочку, в том числе в полость между оболочкой и ядром, суммарная толщина которых составляет δ=0,15-0,2 R (где R, δ - радиус семени и толщина оболочки) (Ганеев И.Р. Повышение эффективности сушки семян рапса с применением электромагнитного излучения: Автореф. дисс. … канд. техн. наук. - Уфа, 2011. - 8 с.) и при вентилировании агентом сушки температура семян не только не повышается, но некоторое время снижается из-за интенсивного испарения и достигает к следующей отлежке близкую к предельно-допустимой.
Очевидно, что с целью недопущения перегрева семян влагосъем за время цикла ΔUi не должен превысить допустимой величины.
Составим балансовые уравнения влагосъема и определим величину ΔUi.
Массу влаги, заключенную в семени шарообразной формы, можно записать:
где R - радиус семени, м;
Uн, Uк - начальное и конечное влагосодержание, кг вл./кг сух. мат.;
ρ - плотность сухих семян, кг/м3.
Массу влаги, заключенной в периферийной части семени и удаленной при сушке, запишем:
Up - равновесное влагосодержание, так как принято, что оболочка высыхает до равновесного влагосодержания;
n - частота оборота семян (количество циклов).
При отлежке достаточной длительности влага из центральной части семени перемещается в периферийную зону.
Приравнивая правые части (1) и (2), определим n:
и величину ΔUi:
При отлежке происходит как перемещение влаги из центральной части в семени в периферийную длительностью τ1, а также между семенами длительностью τ2. Очевидно, что длительность отлежки следует выбрать наибольшую между τ1 и τ2.
Распространение поля температур в частице при подводе теплоты можно описать выражением:
где R0 - определяющий размер, м;
β - коэффициент температуропроводности, м2/с;
А - коэффициент, зависящий от формы (Безуглов A.M., Кураков Ю.И. Математическое моделирование технологических процессов. - Ростов-на-Дону: Изд. СКНУ ВШ, 2002. - 7 с.).
Так как законы распространения теплоты и влага в твердом теле идентичны и отличаются лишь инерционностью процесса, то длину пути перемещения влаги из центра к периферии зерновки при отлежках можно записать в виде , а так как δ<<R, то , а выражение (5) при шарообразной форме зерновки семян получит вид:
где а m - коэффициент диффузии влаги, м2/с.
При отлежке в условиях рециркуляционной сушки величину τ2 принимают равной τ2 = 0,3 ч (Шаршунов В.А., Рукшан Л.В. Сушка и хранение зерна. - Минск: Мисанта, 2010. - 368 с.).
Отлежка эффективна при повышенной температуре семян, для этого следует предусмотреть крышу на надсушильным бункером и теплоизоляцию надсушильного бункера.
Сопротивление слоя мелкозернистых материалов весьма существенно, так, например, рапса в 2-3 раза больше, чем у пшеницы. Толщина слоя до 0,25 м позволяет использовать вентиляторы среднего давления (Р≤2,0 кПа), (Методические рекомендации по сушке и охлаждению зерна. - М.: ГНУ ВИМ, 1974. - 20 с.).
Пример расчета параметров процесса и сушилки.
Дано: семена рапса Uн=0,25; Uк=0,11; Uр=0,06 кг вл./кг сух. мат.; ϕн=100; ϕк=50; ϕp=35%; R=1⋅10-3; δ=0,1⋅10-3 м; а m=1,5⋅10-10 м/с (начальная температура рапса θпд=20°С, после подогрева 36-38°С).
После расчета по (4) получено ΔUi=0,028 кг/кг.
Частота циркуляции рассчитана по (3), получено 3,7. Выбираем n=4 и уточняем величину ΔUi=0,026 кг/кг.
Длительность отлежки составит:
то есть τ1>τ2.
Следовательно, длительность отлежки τ=0,46 ч.
Эффективность предложенного способа в сравнении с прототипом заключается в реализации циркуляционно-квазиизотермического режима сушки, который на 15…20% менее длителен, чем рециркуляционно-изотермический. Снижение длительности сушки достигают повышением температуры агента сушки на 5…7°С при не превышении предельно-допустимой температуры нагрева семян.
Claims (11)
1. Способ сушки мелкосеменных культур, заключающийся в том, что семена загружают, предварительно подогревают, отлеживают, сушат, охлаждают и разгружают, отличающийся тем, что семена сушат циркуляционно-квазиизотермически с влагосъемом за цикл не более:
где R, δ - радиус и толщина оболочки семени, м;
Uн, Up - начальное и равновесное влагосодержание семян, кг вл./кг сух. мат.;
и отлеживают со временем:
где а m - коэффициент диффузии, м2/с;
А - коэффициент формы семян (при сферический А=1);
причем τ ≥ τд,
где τд - минимальное время отлежки, при которой перераспределяется влага между семенами (τд = 0,3 ч).
2. Устройство для сушки мелкосеменных культур, содержащее надсушильный бункер, камеру сушки, внешний и внутренний перфорированные цилиндры, вертикальный транспортер, топку, вентилятор, систему загрузочных и разгрузочных средств, отличающееся тем, что надсушильный бункер снабжен крышкой и выполнен теплоизолированным, а внешний и внутренний перфорированные цилиндры выполнены с зазором, не превышающим 0,25 м.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016140351A RU2638253C1 (ru) | 2016-10-13 | 2016-10-13 | Способ сушки мелкосеменных культур и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016140351A RU2638253C1 (ru) | 2016-10-13 | 2016-10-13 | Способ сушки мелкосеменных культур и устройство для его осуществления |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2638253C1 true RU2638253C1 (ru) | 2017-12-12 |
Family
ID=60718524
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016140351A RU2638253C1 (ru) | 2016-10-13 | 2016-10-13 | Способ сушки мелкосеменных культур и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2638253C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2812479C1 (ru) * | 2022-10-24 | 2024-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования " Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)" | Способ сушки семян рапса при квазиизотермических режимах |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519809C1 (ru) * | 2012-10-26 | 2014-06-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) | Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления |
RU2539860C1 (ru) * | 2013-09-30 | 2015-01-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) | Способ осциллирующей сушки зерна и устройство для его осуществления |
RU2578920C1 (ru) * | 2015-03-20 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Способ реверсивной сушки семян |
-
2016
- 2016-10-13 RU RU2016140351A patent/RU2638253C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2519809C1 (ru) * | 2012-10-26 | 2014-06-20 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) | Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления |
RU2539860C1 (ru) * | 2013-09-30 | 2015-01-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) | Способ осциллирующей сушки зерна и устройство для его осуществления |
RU2578920C1 (ru) * | 2015-03-20 | 2016-03-27 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Способ реверсивной сушки семян |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2812479C1 (ru) * | 2022-10-24 | 2024-01-30 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования " Российский биотехнологический университет (РОСБИОТЕХ)" | Способ сушки семян рапса при квазиизотермических режимах |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Jia et al. | Effect of swing temperature and alternating airflow on drying uniformity in deep-bed wheat drying | |
RU2519809C1 (ru) | Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления | |
Paziuk et al. | Research on the rational regimes of wheat seeds drying. | |
Ganeev et al. | Intensification of the drying process of small seed oilseeds using microwave electromagnetic radiation | |
Spirin А et al. | Substantiation of modes of drying alfalfa pulp by active ventilation in a laboratory electric dryer | |
RU2638253C1 (ru) | Способ сушки мелкосеменных культур и устройство для его осуществления | |
Chen et al. | Heat and moisture transfer studies on walnuts during hot air drying in a fixed-bed column dryer | |
RU2466793C1 (ru) | Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления | |
Brandão et al. | Heat and mass transfer, energy and product quality aspects in drying processes using infrared radiation | |
RU2539860C1 (ru) | Способ осциллирующей сушки зерна и устройство для его осуществления | |
RU2498177C1 (ru) | Способ безопасной сушки семян | |
RU2615350C1 (ru) | Способ безопасной сушки семян в плотном слое | |
RU2645764C1 (ru) | Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления | |
RU2578920C1 (ru) | Способ реверсивной сушки семян | |
Prasetyo et al. | Experimental study of paddy grain drying in continuous recirculation system pneumatic conveyor | |
RU2613466C1 (ru) | Способ сушки семян | |
RU2527520C1 (ru) | Способ контейнерной перевозки, сушки и хранения семян | |
Eshtiagh et al. | Modeling of thin layer hot air-infrared drying of green peas | |
Khodabakhshi et al. | Investigation of microwave power effects on drying kinetics and energy efficieny of banana samples | |
RU2601071C1 (ru) | Способ безопасной сушки семян | |
RU2674064C1 (ru) | Способ реверсивной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления | |
RU2220388C1 (ru) | Способ сушки и охлаждения семян и зерна | |
RU2684041C1 (ru) | Сушилка семян и зерна | |
Mykhailyk et al. | Wheat grain drying kinetics in a thin layer | |
RU2305241C1 (ru) | Способ сушки зерна |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181014 |