RU2674064C1 - Способ реверсивной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ реверсивной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2674064C1 RU2674064C1 RU2018104074A RU2018104074A RU2674064C1 RU 2674064 C1 RU2674064 C1 RU 2674064C1 RU 2018104074 A RU2018104074 A RU 2018104074A RU 2018104074 A RU2018104074 A RU 2018104074A RU 2674064 C1 RU2674064 C1 RU 2674064C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- drying
- grain
- seeds
- reverse
- fan
- Prior art date
Links
- 238000001035 drying Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 title claims abstract description 15
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002274 desiccant Substances 0.000 claims abstract description 20
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 235000010582 Pisum sativum Nutrition 0.000 description 3
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 3
- 241000219843 Pisum Species 0.000 description 2
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 2
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 235000010627 Phaseolus vulgaris Nutrition 0.000 description 1
- 244000046052 Phaseolus vulgaris Species 0.000 description 1
- 240000004713 Pisum sativum Species 0.000 description 1
- 208000027418 Wounds and injury Diseases 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000035784 germination Effects 0.000 description 1
- 208000014674 injury Diseases 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A23—FOODS OR FOODSTUFFS; TREATMENT THEREOF, NOT COVERED BY OTHER CLASSES
- A23B—PRESERVING, e.g. BY CANNING, MEAT, FISH, EGGS, FRUIT, VEGETABLES, EDIBLE SEEDS; CHEMICAL RIPENING OF FRUIT OR VEGETABLES; THE PRESERVED, RIPENED, OR CANNED PRODUCTS
- A23B9/00—Preservation of edible seeds, e.g. cereals
- A23B9/08—Drying; Subsequent reconstitution
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01F—PROCESSING OF HARVESTED PRODUCE; HAY OR STRAW PRESSES; DEVICES FOR STORING AGRICULTURAL OR HORTICULTURAL PRODUCE
- A01F25/00—Storing agricultural or horticultural produce; Hanging-up harvested fruit
- A01F25/16—Arrangements in forage silos
- A01F25/22—Ventilating arrangements
-
- 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
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microbiology (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Wood Science & Technology (AREA)
- Zoology (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Food Science & Technology (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Drying Of Solid Materials (AREA)
Abstract
Изобретение относится к сушке семян и зерна, преимущественно крупносеменных культур, и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок. Способ реверсивной сушки семян и зерна заключается в том, что их сушат в неподвижном слое с управляемыми циклами реверсирования агента сушки. Длительность реверса определяют из соотношений, указанных в формуле изобретения. Устройство содержит сушильные камеры, диффузор, вентилятор, калорифер и воздушный канал. На раме расположены сушильные камеры, под которыми расположен диффузор. Устройство оснащено коробом, установленным над сушильными камерами и соединенным с воздушным каналом, и двухпозиционным клапаном со спаренными секторами для реверса агента сушки, размещенным на выходе вентилятора. Техническим результатом является интенсификация процесса сушки с обеспечением безопасных режимов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к сушке семян и зерна, преимущественно крупносеменных культур и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок.
Известен способ сушки семян зернобобовых культур в насыпи при вентилировании агентом сушки с температурой 25-40°C до влажности 13-16%.
Известно и устройство для его осуществления, содержащее сушильные камеры, теплогенератор, вентилятор, средства загрузки и разгрузки.
Известный способ гарантирует качественные показатели высушенных семян, но он длителен и энергозатратен (Теленгатор М.А., Уколов B.C., Цециновский В.М. Обработка семян зерновых культур. - М.: Колос, 1972. 79 с).
Известен способ сушки зерна в неподвижном слое, который заключается в том, что зерно сушат в неподвижном слое с управляемыми циклами реверсирования агента сушки. Температура теплоносителя превышает предельно-допустимую для зерна θпд, а циклы сокращены и управляются по локальному нагреву зерна на границах контакта со свежим теплоносителем. Продолжительность односторонней продувки от 360 до 20 мин. (Алейников В.И. Интенсификация процесса сушки и энергосбережение в шахтных и камерных зерносушилках: Доклад на соискание учен. степ. доктора техн. наук. - Минск: 1988, - С. 42-43) (прототип).
Недостатком известного способа является то, что при сушке крупносеменных культур согласование по θпд не достаточно, качество зерна может снизиться при меньших температурах, чем θпд из-за механических повреждений оболочки и эндосперма (Иванов Н.Я. Исследование процесса сушки семенного и продовольственного зерна при переменных тепловых режимах: Дисс.… канд. техн. наук. - М: 1968. - 82 с.). А устройство предусматривает механическое перемешивание семян и зерна, что чревато их травмированием.
Известно устройство для его осуществления, содержащее сушильные камеры, вентилятор, калорифер, воздущный каналы, задвижки, средства загрузки и разгрузки (Пат. №2546384 РФ Способ сушки селекционных семян / Голубкович А.В., Павлов С.А., Бидей И.А., Тараканова Л.А., Нурбагандова P.M. // Бюл. 2015. №10).
Технической задачей предполагаемого изобретения является интенсификация процесса сушки с обеспечением безопасных режимов.
Техническая задача решается тем, что в способе реверсивной сушки семян и зерна, заключающимся в том, что их сушат в неподвижном слое с управляемыми циклами реверсирования агента сушки, согласно изобретению, циклами реверсирования управляют по времени, причем длительность реверса составляет не менее:
где τ - длительность реверса, ч;
R, δ - радиус зерновки и глубина обезвоженного слоя, м;
Uн, Uср, Uк, Uр - влагосодержание семян и зерна начальное, среднее, конечное и равновесное, кг вл./кг сух. мат., 
αm - коэффициент диффузии, м2/с.
Техническая задача решается также тем, что устройство содержащее сушильные камеры, вентилятор, калорифер, воздушный канал, согласно изобретению, снабжено коробом и двухпозиционным клапаном для реверса агента сушки со спаренными секторами.
Способ поясняется чертежом, на котором представлена схема лотковой сушилки.
Сушилка содержит калорифер 1, вентилятор 2, двухпозиционный клапан 3, воздушный канал 4, сушильные камеры 5, короб 6, загрузочный люк 7, разгрузочные окна 8, решетку 9, диффузор 10, раму 11, колесный ход 12, домкрат 13, сектора 14.
Сушилка работает следующим образом.
Материал загружают через люк 7 и разравнивают. Загрузку осуществляют напольными средствами механизации. Агент сушки готовят в калорифере 1 и вентилятором 2 нагнетают в диффузор 10 и через решетку 9 в слой семян или зерна. Отработанный агент сушки из короба 6 через воздушный канал 4, двухпозиционным клапаном 3 выбрасывают наружу.
Реверс агент сушки осуществляют переводом секторов 14 в двухпозиционном клапане 3. Высушенный материал охлаждают путем отключения калорифера.
Сушилка передвижная и имеет возможность перемещаться в пределах хозяйства. Разгрузка материала осуществляется через окна 8 наклоном сушильных камер 5 при помощи домкрата 13. На корпусе сушильных камер 5 установлены мешкодержатели, в которых закреплены мешки для высушенного материала.
Способ осуществляют следующим образом.
Зерно загружают в сушилку, поочередно продувают с двух сторон агентом сушки с расчетной величиной τ, охлаждают и разгружают.
Известно, что появление микротрещин и растрескивание зерновок (трещинообразование) зависит от соотношения между интенсивностью внешнего массообмена и внутреннего переноса влаги к зоне испарения из центральных слоев зерновки, которое характеризуется массообменным числом Кирпичева. Для безопасной сушки, например, гороха это число ограничено величиной Kiд≤0,6 (Новоселов С.В. Сушка семян гороха и бобов в насыпи: Автореф. дисс.… канд. техн. наук. - М.: 1970. - С. 4).
В общем виде число Кирпичева можно записать для шарообразной зерновки:
где Kiм - число Кирпичева;
ΔU=Uн-Uр, кг вл./кг сух. мат.⋅м;
Uн, Uр - начальное и равновесное влагосодержание, кг вл./кг сух. мат.;
R, δ - радиус и глубина обезвоженной зоны зерновки, м.
Для усредненного цикла реверсирования (односторонняя продувка) можно записать Kiм:
Выражение (2) относительно δ запишем в виде:
где Kiд≤0,6.
В усредненном цикле принимается, что в слое на границе контакта со свежим агентом сушки поверхность зерновки обезвоживается до Up, на противоположной стороне слоя влага из центральной части зерновки перемещается в ее периферийную часть и насыщает ее до Ucp. Это допущение обусловлено тем, что зерновки периодически подвергаются воздействию насыщенного отработавшего агента сушки.
Найдем значение длительности реверса τ из решения дифференциальных уравнений массопереноса. Массу влаги, перемещенной из ядра, в периферийную часть зерновки в среде насыщенного агента сушки запишем в виде:
где а m - коэффициент диффузии, м2/с;
ρ - плотность материала, кг/м3;
Up - равновесное влагосодержание зерновки, кг сух./кг вл.;
R - радиус зерновки, м.
Этот поток влаги можно записать в следующем виде:
где Gв - масса периферийной части зерновки, кг;
dτ - длительность реверса (односторонней продувки), с;
F - массообменная поверхность зерновки, м2, F=4πR2.
Величину Gв можно представить в виде:
Приравнивая правые части выражений (4) и (5) после интегрирования от Ucp до Uк и упрощения запишем:
Поскольку температура агента сушки не превышает предельно-допустимую температуру нагрева зерна, то снижение всхожести не произойдет, трещины не будут образовываться так как выполнено условие Kiд≤0,6.
Конструкция устройства предусматривает установку короба и двухпозиционного клапана со спаренными секторами, размещенных на выходе вентилятора, что обеспечит реверс агента сушки.
Интенсификация процесса заключается в том, что при сушке без реверсирования температура агента сушки на 8…10°C ниже θпд и соответственно производительность сушилки на 25-30% ниже (Теленгатор М.А., Уколов B.C., Цециновский В.М. Обработка семян зерновых культур. - М.: Колос, 1972. - 95 с.). Кроме того исключено время на перемешивании семян или зерна, так как в нем необходимость отпадает.
Пример. Расчет параметров процесса реверсивной сушки.
Высушивают семена гороха с R=0,3⋅10-2 м от Uн=0,28 до Uк=0,15 кг вл./кг сух. мат. Величина Kiд=0,6; a m=2,5⋅10-10 м2/с; Up=0,1 кг вл./кг сух. мат.; θпд=42°C. Температура агента сушки 45°C. После расчетов получим Ucp=0,215 кг вл./кг сух. мат.; δ=0,54⋅10-3 м; τ=0,8 ч.
Эффективность способа заключается в том, что благодаря реверсированию агента сушки температуру удается поддерживать равной θпд (45°C), в то время как без реверсирования температура агента сушки не выше 34°C (Теленгатор М.А., Уколов B.C., Цециновский В.М. Обработка семян зерновых культур. - М.: Колос, 1972. - 95 с.) и производительность возрастает на ~25% при полной безопасности процесса.
Claims (10)
1. Способ реверсивной сушки семян и зерна, заключающийся в том, что их сушат в неподвижном слое с управляемыми циклами реверсирования агента сушки, отличающийся тем, что циклами реверсирования управляют по времени, причем длительность реверса составляет не менее
где τ - длительность реверса, ч;
R, δ - радиус зерновки и глубина обезвоженного слоя, м;
Uн, Ucp, Uк, Up - влагосодержание семян и зерна начальное, среднее, конечное и равновесное, кг вл./кг сух. мат.;
Kiд - допустимое массообменное число Кирпичева;
αm - коэффициент диффузии, м2/с.
2. Устройство для реверсивной сушки семян и зерна, содержащее сушильные камеры, диффузор, вентилятор, калорифер и воздушный канал, отличающееся тем, что на раме расположены сушильные камеры , под которыми расположен диффузор, снабжено коробом, установленным над сушильными камерами и соединенным с воздушным каналом, и двухпозиционным клапаном со спаренными секторами для реверса агента сушки, размещенным на выходе вентилятора.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104074A RU2674064C1 (ru) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Способ реверсивной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018104074A RU2674064C1 (ru) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Способ реверсивной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2674064C1 true RU2674064C1 (ru) | 2018-12-04 |
Family
ID=64603810
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018104074A RU2674064C1 (ru) | 2018-02-02 | 2018-02-02 | Способ реверсивной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2674064C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4077134A (en) * | 1976-07-14 | 1978-03-07 | Steffen Sylvester L | Method and structure for optimizing atmospheric environment to preserve stored food grains in the curing and post curing state |
| SU923444A1 (ru) * | 1980-06-25 | 1982-04-30 | Грузинский Научно-Исследовательский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства Им.К.М.Амираджиби | Вентилируемый бункер дл зерновых продуктов |
| SU1732853A1 (ru) * | 1990-08-03 | 1992-05-15 | Омский сельскохозяйственный институт им.С.М.Кирова | Вентилируемый бункер |
| RU2508512C2 (ru) * | 2012-02-28 | 2014-02-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) | Способ и устройство для сушки семян и зерна |
| 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 |
-
2018
- 2018-02-02 RU RU2018104074A patent/RU2674064C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4077134A (en) * | 1976-07-14 | 1978-03-07 | Steffen Sylvester L | Method and structure for optimizing atmospheric environment to preserve stored food grains in the curing and post curing state |
| SU923444A1 (ru) * | 1980-06-25 | 1982-04-30 | Грузинский Научно-Исследовательский Институт Механизации И Электрификации Сельского Хозяйства Им.К.М.Амираджиби | Вентилируемый бункер дл зерновых продуктов |
| SU1732853A1 (ru) * | 1990-08-03 | 1992-05-15 | Омский сельскохозяйственный институт им.С.М.Кирова | Вентилируемый бункер |
| RU2508512C2 (ru) * | 2012-02-28 | 2014-02-27 | Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) | Способ и устройство для сушки семян и зерна |
| 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Soponronnarit et al. | Drying characteristics of corn in fluidized bed dryer | |
| Meeso et al. | Influence of FIR irradiation on paddy moisture reduction and milling quality after fluidized bed drying | |
| Gunathilake et al. | Drying of agricultural crops | |
| RU2519809C1 (ru) | Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления | |
| RU2674064C1 (ru) | Способ реверсивной сушки семян и зерна и устройство для его осуществления | |
| RU2446013C2 (ru) | Способ сушки семян в перемешиваемом слое | |
| US3308552A (en) | Freeze-drying apparatus | |
| RU2395047C1 (ru) | Способ и устройство для сушки семян и зерна | |
| Leilayi et al. | Kinetic and cracking analysis of paddy rice drying using refrigeration-assisted air dehumidification system | |
| CN104990384A (zh) | 辣木专用带式干燥机 | |
| JP3074479B1 (ja) | 籾の乾燥方法 | |
| RU2578920C1 (ru) | Способ реверсивной сушки семян | |
| RU2498177C1 (ru) | Способ безопасной сушки семян | |
| Khodabakhshi et al. | Investigation of microwave power effects on drying kinetics and energy efficieny of banana samples | |
| US1452871A (en) | Process for sterilizing flour and grits made from cereals | |
| RU2615350C1 (ru) | Способ безопасной сушки семян в плотном слое | |
| RU2527520C1 (ru) | Способ контейнерной перевозки, сушки и хранения семян | |
| RU2613466C1 (ru) | Способ сушки семян | |
| RU2645764C1 (ru) | Способ сушки семян и зерна и устройство для его осуществления | |
| US2142568A (en) | Apparatus for and method of drying gelatinous substances | |
| US2333089A (en) | Grain drier | |
| RU2620608C1 (ru) | Способ активного вентилирования зерна | |
| RU2638253C1 (ru) | Способ сушки мелкосеменных культур и устройство для его осуществления | |
| RU2546384C1 (ru) | Способ сушки селекционных семян | |
| Shei et al. | Thin‐Layer Models for Intermittent Drying of Rough Rice |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200203 |