RU2700672C2 - Method for grain drying in fluidised bed - Google Patents

Method for grain drying in fluidised bed Download PDF

Info

Publication number
RU2700672C2
RU2700672C2 RU2018104075A RU2018104075A RU2700672C2 RU 2700672 C2 RU2700672 C2 RU 2700672C2 RU 2018104075 A RU2018104075 A RU 2018104075A RU 2018104075 A RU2018104075 A RU 2018104075A RU 2700672 C2 RU2700672 C2 RU 2700672C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drying
grain
temperature
agent
relative humidity
Prior art date
Application number
RU2018104075A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2018104075A (en
RU2018104075A3 (en
Inventor
Александр Викторович Голубкович
Сергей Анатольевич Павлов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ)
Priority to RU2018104075A priority Critical patent/RU2700672C2/en
Publication of RU2018104075A publication Critical patent/RU2018104075A/en
Publication of RU2018104075A3 publication Critical patent/RU2018104075A3/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2700672C2 publication Critical patent/RU2700672C2/en

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
    • F26B17/10—Machines or apparatus for drying materials in loose, plastic, or fluidised form, e.g. granules, staple fibres, with progressive movement with movement performed by fluid currents, e.g. issuing from a nozzle, e.g. pneumatic, flash, vortex or entrainment dryers
    • 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
    • F26B3/04—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 gas or vapour circulating over or surrounding the materials or objects to be dried

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Microbiology (AREA)
  • Drying Of Solid Materials (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to a method for drying grain and can be used in agriculture and in a system of workpieces. Method for grain drying in a fluidised bed consists in the fact that grain is loaded into a drying chamber, ventilated, dried and unloaded. Novelty is that consumption is controlled by relative humidity of drying agent by formula: ϕ= K⋅twaste -3, %, where ϕ is the waste agent relative humidity, %; K is coefficient of dependence of relative humidity of grain on temperature of drying agent, obtained experimentally,% /°C, K = 3.8⋅106; twaste is waste agent drying temperature, °C.
EFFECT: technical result is that temperature of grain (seeds) at outlet of drying chamber is maintained equal to maximum allowable, which provides intensity of process with full preservation of seeds quality.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к способам сушки зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве и в системе заготовок.The invention relates to methods for drying grain and can be used in agriculture and in the procurement system.

Известен способ сушки зерна в псевдоожиженном слое, заключающийся в том, что зерно загружают, продувают агентом сушки, высушивают, охлаждают и разгружают.A known method of drying grain in a fluidized bed, which consists in the fact that the grain is loaded, purged with a drying agent, dried, cooled and unloaded.

Известно также устройство для его осуществления, включающее сушильную камеру, калорифер, вентилятор.Also known is a device for its implementation, including a drying chamber, air heater, fan.

Известный способ позволяет высушить материал, но с целью предотвращения перегрева температуру агента сушки занижают, что снижает интенсивность сушки (Гинзбург А.С., Резчиков В.А. Сушка пищевых продуктов в кипящем слое. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - С. 92-93). Кроме того он малопроизводителен и энергозатратен.The known method allows to dry the material, but in order to prevent overheating, the temperature of the drying agent is lowered, which reduces the drying intensity (Ginzburg A.S., Rezchikov V.A. Drying of food products in a fluidized bed. - M .: Food industry, 1966. - C . 92-93). In addition, it is inefficient and energy-consuming.

Известен способ сушки, заключающийся в том, что зерно загружают в сушильную камеру, вентилируют, сушат и разгружают, причем расход регулируют по температуре зерна в слое, а датчик температуры располагают в слое.A known drying method, which consists in the fact that the grain is loaded into the drying chamber, vented, dried and unloaded, the flow rate being regulated by the temperature of the grain in the layer, and the temperature sensor is located in the layer.

Известно также устройство для его осуществления, включающее сушильную камеру, бункер, вариатор, топку, термопару (Гинзбург А.С., Резчиков В.А. Сушка пищевых продуктов в кипящем слое. - М.: Пищевая промышленность, 1966. - С. 187-188).Also known is a device for its implementation, including a drying chamber, hopper, variator, furnace, thermocouple (Ginzburg A.S., Rezchikov V.A. Drying of food products in a fluidized bed. - M .: Food industry, 1966. - P. 187 -188).

Эти способ и устройство по своей технической сущности наиболее близки к заявленному и приняты за прототип.These method and device in their technical essence are closest to the claimed and taken as a prototype.

Недостатком известных способа и устройства является размещение термопары в слое зерна, что не представляет возможность объективно оценить температуру зерна в сушильной камере и интенсифицировать процесс.A disadvantage of the known method and device is the placement of a thermocouple in the grain layer, which does not present an opportunity to objectively evaluate the temperature of the grain in the drying chamber and to intensify the process.

Технической задачей изобретения является повышение интенсивности сушки и безопасности процесса.An object of the invention is to increase the drying intensity and process safety.

Технический результат достигается тем, что в способе сушки зерна в псевдоожиженном слое, зерно загружают в сушильную камеру, вентилируют, сушат, разгружают, согласно изобретению, расход регулируют по относительной влажности отходящего агента сушки по формуле:The technical result is achieved by the fact that in the method of drying grain in a fluidized bed, the grain is loaded into the drying chamber, ventilated, dried, unloaded, according to the invention, the flow rate is regulated by the relative humidity of the drying drying agent according to the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где ϕ - относительная влажность отходящего агента, %;where ϕ is the relative humidity of the exhaust agent,%;

K - коэффициент зависимости относительной влажности зерна от температуры агента сушки, полученная экспериментальным путем, %/°С, K=3,8⋅106; K is the coefficient of dependence of the relative humidity of the grain on the temperature of the drying agent obtained experimentally,% / ° C, K = 3.8⋅10 6 ;

tот - температура отходящего агента сушки, °С.t from - temperature of the drying drying agent, ° С.

Изобретение поясняется чертежом, на котором изображена технологическая схема устройства.The invention is illustrated in the drawing, which shows the technological scheme of the device.

Устройство включает топку 1, диффузор 2, решетку 3, слив 4, сушильную камеру 5, датчик относительной влажности отходящего агента сушки 6, вариатор 7, бункер 8, привод вариатора 9, блок управления 10. На схеме приведены влажное зерно 11 и высушенное 12.The device includes a furnace 1, a diffuser 2, a grill 3, a drain 4, a drying chamber 5, a relative humidity sensor of the drying drying agent 6, a variator 7, a hopper 8, a variator drive 9, a control unit 10. The diagram shows wet grain 11 and dried 12.

Работа осуществляется следующим образом.The work is as follows.

Зерно 11 из бункера 8 подают вариатором 7 в сушильную камеру 5, псевдоожижают и через слив 4 удаляют из устройства. Агент сушки готовят в топке 1 и через диффузор 2 и решетку 3 подают в слой. Отходящий из камеры агент сушки воздействует на датчик относительной влажности 6, который подключен к блоку 10.Grain 11 from the hopper 8 is fed by a variator 7 to the drying chamber 5, fluidized and removed through the drain 4 from the device. The drying agent is prepared in the furnace 1 and through the diffuser 2 and the grate 3 is fed into the layer. The drying agent leaving the chamber acts on the relative humidity sensor 6, which is connected to the block 10.

При изменении температуры зерна снижается температура отходящего агента сушки, сигнал поступает на пульт управления 10, сравнивается с заданной величиной и приводом 9 меняется расход зерна в большую (при отклонении величины температура отходящего агента сушки свыше заданной) или в меньшую сторону (при снижении температуры).When the grain temperature changes, the temperature of the drying drying agent decreases, the signal enters the control panel 10, is compared with a predetermined value and the drive 9 changes the grain flow rate to a larger (when the temperature deviates, the drying drying agent exceeds the set temperature) or to a smaller side (when the temperature decreases).

Способ осуществляют следующим образом.The method is as follows.

По предельно-допустимой и начальной температуре зерна рассчитывают его среднюю температуру и влажность, по температуре отходящего агента сушки tот рассчитывают величину относительной влажности отходящего агента ϕ, далее рассчитывают длительность сушки. По полученным характеристикам рассчитывают расход зерна (производительность) и настраивают привод вариатора.The average temperature and humidity are calculated from the maximum permissible and initial temperature of the grain, the relative humidity of the leaving agent ϕ is calculated from the temperature of the drying drying agent t from , and then the drying time is calculated. According to the obtained characteristics, the grain consumption (productivity) is calculated and the variator drive is tuned.

Материал непрерывно загружают из бункера в сушильную камеру, псевдоожижают, высушивают и разгружают. Осуществляют регулирование расхода по величине относительной влажности ϕ отходящего агента сушки в зависимости от величины температуры отходящего агента сушки.The material is continuously loaded from the hopper into the drying chamber, fluidized, dried and unloaded. The flow rate is controlled by the relative humidity ϕ of the drying effluent, depending on the temperature of the drying effluent.

Постоянство температуры в слое зерна обеспечивает безопасную сушку с заданной неравномерностью, которая обеспечивается колебаниями температуры отходящего агента сушки при δ<±3°С. При этом влажность высушенного зерна колеблется ±1,5%. Приведенная схема автоматизации основана на экспериментально найденной зависимости расхода зерна от относительной влажности ϕ отходящего агента сушки в зависимости от его температуры в пределах нагрева зерна от 35 до 55°С.The constant temperature in the grain layer ensures safe drying with a given unevenness, which is provided by temperature fluctuations of the drying drying agent at δ <± 3 ° C. In this case, the moisture content of the dried grain varies ± 1.5%. The given automation scheme is based on the experimentally found dependence of the grain flow on the relative humidity ϕ of the drying drying agent, depending on its temperature within the grain heating range from 35 to 55 ° С.

Зависимость можно представить в виде:Dependence can be represented as:

Figure 00000002
Figure 00000002

где ϕ - относительная влажность отходящего агента, %;where ϕ is the relative humidity of the exhaust agent,%;

K - коэффициент зависимости относительной влажности зерна от температуры агента сушки, полученный экспериментальным путем, %/°С, K=3,8⋅106;K is the coefficient of dependence of the relative humidity of the grain on the temperature of the drying agent obtained experimentally,% / ° C, K = 3.8⋅10 6 ;

tот - температура отходящего агента сушки,°С.t from - temperature of the drying drying agent, ° С.

Расположение датчика относительной влажности на выходе камеры обеспечивает объективный замер температуры tот и соответственно температуры зерна в слое и управления привода вариатора по ϕ.The location of the relative humidity sensor at the camera outlet provides an objective measurement of temperature t from and, accordingly, the grain temperature in the layer and control of the variator drive by ϕ.

Пример. Высушивали семена пшеницы с исходной влажности 20% до 14% в псевдоожиженном слое высотой 0,2 м, температура агента сушки составила 55°С, что на ~ 10°С выше предельно-допустимой температуры нагрева. Указанная температура агента сушки позволяет поддерживать температуру семян на выходе сушилки близкой к предельно-допустимой, что обеспечивает безопасную и интенсивную сушку.Example. Wheat seeds were dried with an initial moisture content of 20% to 14% in a fluidized bed 0.2 m high, the temperature of the drying agent was 55 ° C, which is ~ 10 ° C higher than the maximum allowable heating temperature. The specified temperature of the drying agent allows you to maintain the temperature of the seeds at the outlet of the dryer close to the maximum permissible, which ensures safe and intensive drying.

Расчет длительности сушки можно выполнить по выражению:The calculation of the drying time can be performed by the expression:

Figure 00000003
Figure 00000003

где ΔU - влагосъем, кг вл./кг сух. мат.;where ΔU - moisture removal, kg ow. / kg dry. mat.;

r - удельная теплота испарения влаги, кДж/кг;r is the specific heat of moisture evaporation, kJ / kg;

Н, h - высота слоя и элементарная высота, м;H, h — layer height and elementary height, m;

α - коэффициент теплоотдачи, Вт/м2⋅°С;α is the heat transfer coefficient, W / m 2 ⋅ ° С;

ƒ - удельная поверхность зерна, м2/кг;ƒ - specific grain surface, m 2 / kg;

t, θср - температура агента сушки и средняя зерна, °С;t, θ cf - drying agent temperature and average grain, ° С;

η - доля теплоты, пошедшей на испарение влаги, η≈0,7 (Сажин Б.С. Основы техники сушки. - М.: Химия, 1984. - С. 79).η is the fraction of heat that went to the evaporation of moisture, η≈0.7 (Sazhin B.S., Fundamentals of the drying technique. - M.: Chemistry, 1984. - P. 79).

Влагосъем составляет ΔU≈0,09 кг/кг; r=3200 кДж/кг; ƒ=1,2 м2/кг; H=0,2 м; h=0,01 м; α=81 Вт/м2⋅°С (Птицын С.Д. Зерносушилки. - М: Госмашиздат, 1962. - С. 65); t=55°С; θср =37,5°С.The moisture removal is ΔU≈0.09 kg / kg; r = 3200 kJ / kg; ƒ = 1.2 m 2 / kg; H = 0.2 m; h = 0.01 m; α = 81 W / m 2 ⋅ ° С (Ptitsyn S.D. Zernosushilki. - M: Gosmashizdat, 1962. - P. 65); t = 55 ° C; θ cf = 37.5 ° C.

Средняя температура семян θср≈tот с погрешностью не более ±1°С, так как семена в псевдоожиженном слое интенсивно перемешиваются.The average seed temperature θ cp ≈t from with an error of not more than ± 1 ° C, since the seeds in the fluidized bed are intensively mixed.

По выражению (1) рассчитаем ϕ, приняв ƒот =37,5°С. Получим ϕ=73%, величину которой поддерживают с погрешностью δ=±3%By expression (1), we calculate ϕ, taking ƒ from = 37.5 ° C. We obtain ϕ = 73%, the value of which is maintained with an error of δ = ± 3%

ϕ=3,8·106 tот -3 =3800000·1/37,53 =3800000/52734=73%ϕ = 3.8 · 10 6 t from -3 = 3800000 · 1 / 37.5 3 = 3800000/52734 = 73%

После расчета получим τ=1,2 ч.After the calculation, we obtain τ = 1.2 hours

Эффективность предложенного способа сушки заключается в том, что температура зерна (семян) на выходе из сушильной камеры поддерживается равной предельно-допустимой, что обеспечивает интенсивность процесса при полном сохранении качества семян.The effectiveness of the proposed drying method lies in the fact that the temperature of the grain (seeds) at the outlet of the drying chamber is maintained equal to the maximum permissible, which ensures the intensity of the process while fully maintaining the quality of the seeds.

Claims (5)

Способ сушки зерна в псевдоожиженном слое, заключающийся в том, что зерно загружают в сушильную камеру, вентилируют, сушат, разгружают, отличающийся тем, что расход зерна регулируют по относительной влажности ϕ отходящего агента сушки по формуле:The method of drying grain in a fluidized bed, which consists in the fact that the grain is loaded into the drying chamber, vented, dried, unloaded, characterized in that the grain flow rate is controlled by the relative humidity ϕ of the drying drying agent according to the formula: ϕ=K⋅tот -3, %,ϕ = K⋅t from -3 ,%, где ϕ - относительная влажность отходящего агента, %;where ϕ is the relative humidity of the exhaust agent,%; K - коэффициент зависимости относительной влажности зерна от температуры агента сушки, полученный экспериментальным путем, %/°С, K=3,8⋅106;K is the coefficient of dependence of the relative humidity of the grain on the temperature of the drying agent obtained experimentally,% / ° C, K = 3.8⋅10 6 ; tот - температура отходящего агента сушки, °С.t from - temperature of the drying drying agent, ° С.
RU2018104075A 2018-02-02 2018-02-02 Method for grain drying in fluidised bed RU2700672C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104075A RU2700672C2 (en) 2018-02-02 2018-02-02 Method for grain drying in fluidised bed

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018104075A RU2700672C2 (en) 2018-02-02 2018-02-02 Method for grain drying in fluidised bed

Publications (3)

Publication Number Publication Date
RU2018104075A RU2018104075A (en) 2019-08-02
RU2018104075A3 RU2018104075A3 (en) 2019-08-02
RU2700672C2 true RU2700672C2 (en) 2019-09-18

Family

ID=67586467

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018104075A RU2700672C2 (en) 2018-02-02 2018-02-02 Method for grain drying in fluidised bed

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2700672C2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2395047C1 (en) * 2009-06-01 2010-07-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) Method and device for drying of seeds and grain
RU2558663C1 (en) * 2014-06-04 2015-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) Method of container drying of grain with stirring and device for its implementation
RU2624199C2 (en) * 2015-03-13 2017-07-03 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method and device for technologically and economically optimum super-frequency drying of loose forages for livestock and poultry

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2395047C1 (en) * 2009-06-01 2010-07-20 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) Method and device for drying of seeds and grain
RU2558663C1 (en) * 2014-06-04 2015-08-10 Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИМ Россельхозакадемии) Method of container drying of grain with stirring and device for its implementation
RU2624199C2 (en) * 2015-03-13 2017-07-03 Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) Method and device for technologically and economically optimum super-frequency drying of loose forages for livestock and poultry

Also Published As

Publication number Publication date
RU2018104075A (en) 2019-08-02
RU2018104075A3 (en) 2019-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dondee et al. Reducing cracking and breakage of soybean grains under combined near-infrared radiation and fluidized-bed drying
US9848628B1 (en) Product drying apparatus and methods
Prachayawarakorn et al. Heating process of soybean using hot-air and superheated-steam fluidized-bed dryers
Goksu et al. Effect of microwave on fluidized bed drying of macaroni beads
Wiriyaumpaiwong et al. Comparative study of heating processes for full-fat soybeans
Meeso et al. Influence of FIR irradiation on paddy moisture reduction and milling quality after fluidized bed drying
Yadollahinia et al. Design and fabrication of experimental dryer for studying agricultural products
Chua et al. Radiant-convective drying of osmotic treated agro-products: effect on drying kinetics and product quality
Promvonge et al. Drying characteristics of peppercorns in a rectangular fluidized-bed with triangular wavy walls
RU2700672C2 (en) Method for grain drying in fluidised bed
RU2546182C1 (en) Method and device for drying topinambur
RU2648176C1 (en) Automated universal energy saving air slide conveyor
Darvishi et al. Fluidized bed drying characteristics of soybeans
RU2645764C1 (en) Method for grain and seed drying and device for its implementation
RU2498177C1 (en) Method of safe seed drying
US3209465A (en) Method and apparatus for drying alimentary paste
Lilhare et al. Drying rate analysis of different size paddy processed under various drying conditions in LSU dryer
JPH0663702B2 (en) Method of drying materials such as cereals
RU2615350C1 (en) Method of safe seed drying in dense layer
US1649488A (en) Process for treating dried fruit
Finzer et al. Dispersion coefficient of coffee berries in vibrated bed dryer
RU2652474C1 (en) Method for drying grain
RU2580451C2 (en) Method for determining periods of drying of grainy products
RU2638253C1 (en) Drying method for small-seeded crops and device for its implementation
RU2613466C1 (en) Method for drying seeds

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200203