параметры автоматической сушки зерна выбирают с учетом
Тема 4. Режимы сушки зерна. Сушка зерна при различном состоянии слоя
Содержание:
Тепловая сушка, сопровождающаяся нагревом зерна, требует особого внимания к выбору и соблюдению рекомендуемых режимов сушки.
Предельные режимы сушки
Режим сушки той или иной культуры выбирают применительно к определенному типу зерносушилки и соответствующей технологической схеме сушки с учетом начальной влажности зерна и его целевого назначения. Указанные в таблицах (4.1; 4.2; 4.3) значения предельной температуры нагрева зерна и агента сушки установлены, исходя из требований наиболее полного сохранения качества зерна продовольственного назначения.
В таблице 4.1 приведены высшие пределы температуры агента сушки и нагрева зерна в шахтных сушилках, работающих по прямоточной схеме (ДСП, СЗШ, К4-УС2-А, С-5, С-10 и др).
Режимы сушки большинства продовольственных культур (пшеница, кукуруза, семена подсолнечника, гороха и др.) дифференцированы в зависимости от начальной влажности зерна. Чем выше влажность зерна, тем более мягкий режим осушки следует применять.
Что необходимо учитывать при сушке зерна
При выборе режима сушки необходимо учитывать способ уборки и степень зрелости зерна. в свежеубранном зерне, не прошедшем послеуборочного дозревания, содержатся зерна разной зрелости и влажности, обладающие разной термоустойчивостью. Так, например, пшеница в фазе восковой спелости менее термоустойчива, чем полностью созревшая. В связи с этим, при выборе режима сушки необходимо учитывать содержание зерен с наименьшей степенью зрелости и наибольшей влажностью.
При сушки в прямоточных сушилках снижение влажности зерна за один пропуск не должно превышать определенных пределов.
В зависимости от конструкции шахтной сушилки режим сушки может быть одноступенчатым, когда температура агента сушки неизменна по ходу процесса, или двухступенчатым, когда температура агента сушки изменяется по ходу процесса сушки.
Передвижная зерносушилка К4-УСА разработана на базе ЗСПЖ-8
Таблица 4.1 Высшие пределы температуры агента сушки и нагрева зерна в шахтных прямоточных сушилках (ДСП; СЗШ; ЗСПЖ-8; К4-УС2-А и др)
Начальная влажность зерна, %
Предельная температура, о С
Пшеница мягкая высшего и 1-го классов, твердая 1-го, 2-го
Пшеница мягкая 2-го, 3-гор и 4-го классов: с крепкой клейковиной (до 40 ед.
схорошей клековиной ( от 45
независимо от влажности
Ячмень продовольственный и кормовой
независимо от влажности
для крахмалопаточной промышленности и выработки продуктов детского питания
независимо от влажности
независимо от влажности
независимо от влажности
независимо от влажности
независимо от влажности
независимо от влажности
Примечание:
* — первый пропуск через сушилку
** — второй и последующий пропуск через сушилку
Двухступенчетый режим сушки зерна
Для различных культур двухступенчатые режимы сушки могут быть с повышающейся или с понижающейся по ходу процесса температурой агента сушки. Так, например, при сушке пшеницы, ржи, ячменя, овса, проса, гречихи и некоторых других культур рекомендуется режимы с повышающейся по ходу процесса температурой агента сушки. Для зерна риса, зерна кукурузы, предназначенного для крахмало-паточной промышленности, рекомендуются режимы с понижающейся температурой агента сушки.
Режимы сушки продовольственной пшеницы увязаны с ее товарной классификацией. Пшеницу мягкую высшего и первого классов, твердую первого и третьего классов рекомендуется сушить при пониженных температурах агента сушки.
Режим сушки в зависимости от клейковины
Режимы сушки пшеницы мягкой второго, третьего и четвертого классов дифференцированы в зависимости от исходного качества клейковины. Так, пшеницу с крепкой клейковиной необходимо сушить при несколько меньшей температуре агента сушки и нагрева зерна, чем пшеницу с хорошей или слабой клейковиной. Пшеницу сильную, твердую и ценных сортов необходимо сушить при пониженных температурах агента сушки с нагревом зерна, установленным для пшеницы с хорошей клейковиной.
В таблице 4.2 приведены высшие пределы температуры агента сушки и нагрева зерна в рециркуляционных сушилках типа «Целинная», РД-2х25 и др. с нагревом зерна в состоянии падающего слоя. Для этих сушилок режимы сушки также дифференцированы в зависимости от начальной влажности зерна, а для продовольственной пшеницы еще и в зависимости от исходного качества клейковины.
В таблице 4.3 приведены высшие пределы температуры агента сушки и нагрева зерна в шахтных рециркуляционных сушилках без дополнительных устройств для нагрева зерна.
Влажность зерна, до которой оно должно быть высушено, приведена в таблице 4.3. Верхние пределы влажности просушенного зерна, предназначенного для хранения, установлены действующей Инструкцией по хранению зерна. Верхние пределы влажности зерна, предназначенного для переработки в муку, крупу и комбикорма, установлены соответствующими Правилами ведения технологического процесса переработки зерна.
Как подобрать производительность зерносушилки
Из десятка характеристик зерносушилки при покупке сушильного оборудования выбирают такие параметры, которые наиболее подходят к текущим задачам и мощности предприятия.
Приобретая оборудование для сушки зерна, учитывают производительность зерносушилки. Не всегда заявленный показатель соответствует фактическому. Дело в том, что не существует единых нормативов для определения мощности агрегатов.
При расчете производительности зерносушилки учитывают конечную и начальную влажность партии зерна. Так как этот показатель часто колеблется, то и сушильный агрегат будет работать с той или иной мощностью. Выбирая зерносушилку, особое внимание уделяют максимальной влажности и сроку сушки в данном конкретном случае.
Расчет производительности зерносушилок
В нашей стране культивируют около 30 видов зерновых, зернобобовых и масличных культур. Они значительным образом отличаются друг от друга по своим биофизическим, биохимическим и теплофизическим свойствам.
Этими факторами во многом определяется разница в технологиях сушки. Соответственно, различается и производительность зерносушилок. Поэтому на предприятиях иногда возникают трудности при определении мощности агрегатов во время сушки культур с разной влажностью.
Сейчас в паспортах зерносушилок указывают две характеристики: производительность и удельные энергозатраты на сушку.
Производительность зерносушилок выражают в плановых единицах. Необходимость учета в плановых тоннах обусловлена тем, что объем работы по затраченному времени, энергии и топлива для сушки 1 тонны зерна зависит от исходной влажности и может существенно меняться.
Cемена и зерно различных культур требуют разного расхода топлива на испарение одного и того же количества влаги. Нельзя гарантировать одинаковую производительность агрегата при обработке семенного и продовольственного зерна, так как температурные режимы сушки у них отличаются.
Специфика расчета
Плановой единицей считают объем работы при сушке, который затрачивается на высушивание 1 тонны зерна продовольственной пшеницы при снижении влажности с 24 до 14%, то есть, на 6%.
1 плановая единица обозначает 1 пропуск зерна через зерносушилку при соблюдении нормального температурного режима.
Массу просушенного зерна для всех видов сушилок в плановых тоннах рассчитывают по формуле:
Мф — масса сырого зерна, которая поступила в сушилку, т;
Кв и Кк — коэффициенты пересчета массы зерна в плановые единицы в зависимости от влажности зерноматериала до и после высушивания, соответственно.
Уточняют производительность зерносушилок при помощи коэффициентов пересчета массы высушенного зерна в плановые единицы. Коэффициенты меняются от 0,8 (гречиха) до 3,08 (кукуруза для производства пищеконцентратов).
Это достаточно эффективный подход для того чтобы подобрать производительность зерносушилки для нужд сельскохозяйственного, хлебоприемного предприятия, комбикормового или крупяного заводов.
Экономичные зерносушилки
Наиболее экономичными считают шахтные зерносушилки. Воздухообмен теплых потоков осуществляется в разных коробах. Такая система обмена воздуха не создает дополнительного сопротивления. Поэтому такие агрегаты считаются более экономичными. Но слой зерна на просушке будет тоньше, чем в других моделях.
К экономичным зерносушилкам относят такие модели от АО «Мельинвест»:
Чтобы сохранить производительность зерносушилок, их оснащают спецоборудованием, которое даст возможность вовремя реагировать на изменения в работе агрегатов. Таким оборудованием становится пожарная сигнализация. Эта система не дает оборудованию перегреться. Следствием становится возможность более длительной эксплуатации зерносушилок.
Технология сушки зерна
Сушка зерна – это важный завершающий обработку зерна технологический этап, при котором сырьё доводится до кондиционной влажности. Влажность зерна после сушки обычно составляет 14%.
После сбора посевного продукта (пшеницы, бобовых, крупяных или масличных культур) необходимо снять с него излишек влажности. Важно, чтобы технология сушки зерна обеспечивала минимальный расход топлива, минимальное травмирование (бой) зерна, а также гарантировала правильный режим сушки, который позволит получить физиологическое дозревание и улучшение качества зерна.
Каждое зерно любит свои тепловые режимы, типы зерна имеют разные размеры, пожароопасность, абразивность, каждое топливо также имеет свои особенности. Определённая сушка зерна хорошо работает для одних культур, но плохо для других и от этого никуда не деться. Поэтому мы всегда ищем зерносушилку с правильным балансом плюсов и минусов.
Основные цели и задачи обработки и сушки зерна
Благодаря качественному процессу снижения влажности зерновой культуры (сушке) мы обеспечиваем длительное хранение зерна и поддерживаем её начальное качество и класс. Процесс сушки зерна предполагает, что понижение влажности продукта должно проходить плавно, постепенно от центра зёрнышка к периферии. Сушка зерна и температура нагрева зерновой массы должна контролироваться датчиками, так как даже незначительное повышение температуры может привести к обгоранию оболочки зёрен.
Конструкция зерносушилок признана более продуктивной и экономичной, если она работает на смеси топочных газов с воздухом. КПД топки становится выше, а расход топлива снижается. Такие топки прямого действия необходимо тщательно контролировать при эксплуатации: важно предупредить попадание искр из топки в сушильную камеру.
Во всех без исключения зерносушилках должно работать условие: продукт должен прогреваться равномерно в процессе сушки, не пригорать и не перегреваться в отдельных местах. Нормативами установлена максимальная температура сушки зерна в зерносушилках:
Результаты сушки зерна
Процесс сушки зерна обеспечивает ряд положительных изменений собранной влажной зерновой культуры:
Принцип действия зерносушилки
Процесс сушки зерна в зерносушилке (важнейшем оборудовании на элеваторе) заключается в просушивании зерновых культур до кондиционной влажности (зачастую она составляет 14%). Качественная, технологически правильная и своевременная сушка зерновой культуры станет залогом её длительного хранения и соответствия требованиям рынка.
Зерносушилка ─ это элеваторное оборудование, которое подбирается в зависимости от семейства культур, которые будут обрабатываться на оборудовании, а также для каких целей будет использоваться зерно.
Процесс работы агрегата для просушки в зависимости от модели организовывается принципиально разными способами:
Зерносушилка ─ это устройство, принцип действия заключается в сжигании топлива и передаче тепловой энергии зерновому продукту для снижения его влажности. Такие агрегаты разрабатывают стационарными (неподвижно установленные) и мобильными (есть возможность перемещать в разные зоны помещений завода).
Все виды зерносушилок укомплектованы нагревательной печью (топкой) и камерой для сушки сырья. Нагревательные печи могут работать на дровах, каменном угле, торфе, газе, дизельном топливе. В зависимости от вида и конструкции зерносушильных агрегатов, их камеры отличаются по форме и объему (зависит от производительности).
Во время процесса сушки в камере зерновая смесь может быть неподвижна (сушилки периодического действия) или непрерывно медленно передвигаться (агрегаты непрерывного действия). Конвективный теплообмен ─ это основной путь передачи тепловой энергии от топки к зерновой массе практически во всём современном сушильном оборудовании.
Конвекция ─ это передача теплоты перемещением потоков нагретого воздуха, смеси воздуха с топочными газами или жидкости.
Воздух получает тепло от прикосновения с горячей поверхностью топки или с металлическими трубами с горячими газами внутри.
Зерносушильное оборудование
Сушилки зерна, в первую очередь, различаются по типу конструкции. Они бывают барабанными, мобильными, колонковыми, башенными, карусельными и шахтными.
Трудно сказать, какой из типов конструкции чаще встречается на сельскохозяйственных предприятиях, но хозяйства, которые развиваются и увеличивают площадь пашни, преимущественно закупают шахтные зерносушилки.
Сотрудничество с лидерами отрасли и предприятиями, имеющим хорошую репутацию, сводит к минимуму риск впустую потратить денежные средства на устаревшие технологии.
Зерновой материал необходимо сушить, если его начальная влажность (после сбора урожая) составляет более 15 %. Классификация зерносушилок по видам включает в себя такие агрегаты:
Шахтные сушилки. Это оборудование непрерывного действия, используемые на продолжение всего сезона. Данный тип сушилок имеет рабочую камеру, устроенную в виде шахты, поперек которой размещены короба для подачи нагретого воздуха.
Барабанные сушилки. Рабочая ёмкость такого агрегата ─ это барабан с перемешивающими зерновую массу лопастями
Рециркуляционные сушилки. Оборудование выполняет сушку зерна любого назначения до требуемой влажности в течение одного прохода. Такие типы зерносушилок действуют путем перемешивания кратковременно разогретого зерна с влажным.
Напольные сушилки. Это камера, с подключёнными нагревателем и вентиляционной установкой. Распределение влажности по высоте неоднородно. При высоте насыпи в 1 метр влажность может изменяться от 12 до 16 % от низа к верху.
Колонковые (модульные) зерносушилки. Этот вид оборудования позволяет наращивать мощности (добавлять новые модули) при увеличении масштабов производства или при хорошем урожае, который необходимо обработать в сжатые сроки.
Горизонтальные сушилки
Ещё один популярный агрегат, который предпочитают многие агропредприятия — колонковая (модульная) зерносушилка. Устройство зерносушилки основано на поперечной подаче горячего и холодного воздуха сквозь слой зерна, просачивающегося между перфорированными стенками. Основные рабочие органы зерносушилок ─ сушильная камера, загрузочное и разгрузочное устройство, топочный блок с вентилятором сушки. Также машина для сушки зерна оснащена патрубками подвода теплоносителя, площадкой обслуживания, электрооборудованием и системой зернопроводов. Между двух колонок, из которых состоит сушильная камера, пространство замкнуто. Загрузочное устройство расположено над сушильной камерой. Оно состоит из рамы, обшитой стенками, а также разравнивающего шнека и рассекателя. Датчики, расположенные на раме, поддерживают определённый уровень зерна. С целью обслуживания этих датчиков. Площадка обслуживания как раз создана для обслуживания датчиков уровня продукта. Каждая сушильная колонка разделена на 6 секций, обшитых перфорированными листами. Пять верхних секций работают для сушки зерновой продукции, а единственная нижняя секция предназначена для охлаждения сухого зерна.
Типы и устройство зерносушилок
По характеру использования зерносушилки делятся на стационарные и передвижные. Стационарные монтируются в отдельно стоящих зданиях или специальных помещениях достаточно широкое распространение получили стационарные зерносушилки открытого типа, у которых только топка и некоторое оборудование защищаются от атмосферного воздействия. Передвижные зерносушилки монтируются на различных шасси.
Типы сушилок зерна различаются по таким основным конструктивным признакам:
В любом случае, независимо от характеристик и особенностей, важно, чтобы этот агрегат подводил необходимое количество тепла для установленного уровня влажности зерна после сушки. Также он должен равномерно распределить поток тепла, не допустить перегрева и потерь тепла.
Режимы и способы сушки сельскохозяйственных культур
Режимы сушки зерна устанавливаются для достижения высокой производительности сушилки, обеспечения бесперебойной работы, контроля и сохранения качества зерновой культуры. Параметры зерносушилки, которые регулируются: температура максимального нагрева, температура теплового носителя, а также температура охлаждения зерна. Влажность воздуха, скорость его движения не регулируются. Режимы сушки зерна выбираются на основе вида сельскохозяйственной культуры, исходной влажности зерна, его физиологического состояние, назначения, типа зерносушилки. Зерна пшеницы, бобовых, крупяных, масличных культур отличаются друг от друга термической устойчивостью, химической и биологической составляющей, что также влияет на выбор режимов сушки зерна. Выбор режима просушивания зависит от конструктивных особенностей сушилки.
Видео о проектах, которые мы уже сделали
Элеватор 30000 т и Семенной завод в Краснодарском крае
Строительство и проектирование элеватора в Липецкой области
GRAINSTORM GS-100 Универсальный сепаратор очистки зерна
Технология сушки зерна
Завершает обработку зерна сушка, на этом этапе зерновую массу доводят до кондиционной влажности 14%. Важно, чтобы при снятии с посевного продукта излишней влажности технология сушки обеспечила минимальное травмирование зерна, а главное — гарантировала правильную сушку. Только так можно получить физиологическое дозревание и улучшить качество культуры.
Для каждой сельскохозяйственной культуры предусмотрен свой тепловой режим, к тому же зерна различаются размерами и имеют свои особенности. Так определенная сушка отлично работает для одних культур, но не подходит для других. Поэтому важно подобрать оптимальную зерносушилку с балансом качества и стоимости.
Таблица №1 состояние влажности некоторых культур
ячмень, рис, гречиха
Сушка положительно влияет на собранное влажное зерно и выполняет следующие задачи:
Способы сушки зерна
1. Солнечная естественная сушка экономична, ведь отсутствуют затраты на топливо. Проводится после уборки урожая или во время созревания, также гарантирует сохранность качества зерновой культуры.
2. Конвективный способ сушки. Тепло, нужное для уменьшения влаги, поступает к культуре потоком нагретого воздуха или горячей газовоздушной смесью.
3. Контактный (конвективный) метод. Способ контактного тепло- и влагообмена особенно эффективен, если теплота к зерну поступает с совмещением комбинированного и конвективного метода. Например, если смешивать нагреваемое зерно со свежим.
4. Сорбционная сушка. Зерно обладает высокой гигроскопичностью, поэтому поглощает пары из окружающей среды. Данные свойства культуры обязательно учитывают в процессе переработки, обработки, транспортировки и хранения. Однако использовать специальные адсорбенты непрактично и дорого.
5. Сушка зерна с применением вакуума. Тепло поступает к зерну от нагреваемых поверхностей, а откачивает испаряемую влагу вакуумный насос. Вакуумная сушка идентична конвективному способу. Скорость сушки может возрасти, если поднять температуру или увеличить вакуум.
6. Радиационная сушка передает тепло инфракрасными лучами от генераторов (специальные электрические краны) с нагревом до 1000 градусов.
7. Сушка в электрическом поле тока с увеличенной частотой. Энергия электрического поля превращается в теплоту. Зерно нагревается равномерно и быстро.
8. Акустический метод. С помощью ультразвуковых генераторов происходит превращение акустической энергии в тепловую, а из зерна испаряется влага и выводится в виде жидкости.
Выбор зерносушилки
Сушилки зерна различаются по типу конструкции. Выделяют шахтный, мобильный, карусельный, барабанный, колонковый, башенный вид.
Виды зерносушилок
Зерносушилки классифицируются по нескольким видам:
1. Шахтные модели характеризуются непрерывным действием, используется на протяжении всего сезона. Такой тип сушилки оборудован рабочей камерой (шахта), поперек которой для подачи нагретого воздуха размещены короба.
2. Барабанные сушилки. Барабан перемещает зерна лопастями — это рабочая емкость оборудования.
3. Рециркуляционные сушилки. Агрегат сушит зерно любого назначения в течение одного прохода до требуемой влажности. Зерносушилка перемешивает кратковременно влажные зерна с разогретыми.
4. Колонковые агрегаты. Позволяет наращивать мощности с помощью добавления новых модулей, в случае, если увеличен масштаб производства или собран хороший урожай, который надо в сжатые сроки обработать. Поперечная подача через перфорированные стенки холодного и горячего воздуха сквозь слой зерновой массы позволяет быстро убрать влагу.
5. Камерные зерносушилки. Процесс сушки состоит в продувании зерновой массы подогретым воздухом. Зерно в камеру поступает механическим способом, слой не должен превышать 80 см.
6. Конвейерное оборудование. Горизонтальный агрегат эффективно сушит за один проход зерно любой влажности. Источником тепла служит газогенераторный котел, что позволяет использовать отходы (щепа, опилки, лузга) и любой вид твердого топлива, формируя дополнительную экономию.
Критерии выбора зерносушилок
Правильный выбор зерносушилки избавит от неприятных моментов – необходимости ремонта и постоянных финансовых вложений для поддержания на протяжении всего срока эксплуатации работоспособности оборудования.
Основной показатель, отвечающий за эффективность оборудования — это производительность. Заявленный показатель производительности агрегата всегда будет значительно отличаться от фактического, что зависит от объема камеры сушки. Поднять производительность можно сократив длительность цикла, убрать загрузку зерна, сушку, охлаждение и выгрузку.
Выбирая зерносушилку, необходимо учитывать влажность зерновой культуры в начале и в конце сушки. Например, производительность сушилки при уменьшении 20-15% влажности у пшеницы равна 10 тонн/в час. Если влажность 18%, то производительность при обработке культуры равна 14 тонн/в час. Примеры доказывают насколько важны различия между показателями зерносушилок по снятию влажности.
Засоренность продукции стоит выделить отдельно. В комплектацию некоторых моделей входит система аспирации. Данные комплексы увеличивают качество зерновой культуры, так как удаляют примеси и мусор в процессе просушивания.
Следующий критерий, от которого зависит выбор зерносушилки – это внешние свойства: влажность воздуха, ветер, температура. В таких случаях самым удобным вариантом станет мобильная зерносушилка, которую можно легко перенести в закрытое помещение. При этом внешние факторы не навредят обработке зерновых культур.
Последний нюанс при выборе — эффективность работы шнеков. Именно от функционирования шнеков зависит вероятность возникновения простоя и загрузка в сушильную емкость.
Режимы сушки зерна
Режим сушки устанавливают для обеспечения бесперебойной работы, достижения высокой производительности, контроля и сохранения качества зерна. В зерносушилки есть параметры, которые можно самостоятельно регулировать: температура охлаждения зерна, максимального нагрева, теплового носителя.
Влажность и скорость движения воздуха невозможно отрегулировать. Исходя из вида культуры, влажности и физиологического состояния зерна, назначения и типа зерносушилки выбирается соответствующий режим сушки. Зерна пшеницы, масличных, крупяных, бобовых культур отличаются друг от друга биологической и химической составляющей, термической устойчивостью, что непременно оказывает влияние на выбор режима просушивания культур. А также стоит обязательно учитывать конструктивные особенности оборудования.
Так просушивая пшеницу в прямоточной зерносушилке (шахтный тип) режимы выбирают, исходя из стандартов, установленных нормативными актами. Каждый новый пропуск зерновой культуры снижает показатель влажности только до 8%. Поэтому зерна с высоким показателем влажности проходят несколько циклов просушки в агрегате.
Зерна ржи и ячменя обладают хорошей термостойкостью, что позволяет их в процессе сушки нагревать до 55-60 градусов. Исключением считаются пивоваренные сорта ячменя, максимальный нагрев до 35-40 С, что обусловлено хорошей всхожестью пивоваренных сортов.
Зерна овса разрешается нагревать до 50 С и даже не стоит учитывать влажность. Но, важно тщательно наблюдать за зернами, ведь с них слезает пленка в процессе просушивания, что негативно влияет на весь цикл сушки.
Ядро гороха может трескаться, поэтому следует выбирать щадящий режим сушки, с температурой нагрева не более 40 С. За один прогон через зерносушилку влажность уменьшается примерно на 3%, что контролируется на промежуточных этапах.
Рапс с уровнем влажности менее 13% просушивают при температуре 80 С, а зерна прогреваются до 50 С. Если уровень влажности выше, то температура сушки уменьшается до 20%, а сами зерна нагреваются до 5 С. Сушка без тасования зерна проводится при температуре около 60 градусов. Зерносушилки для товарного рапса должны быть герметичны, чтобы исключить потерю зерна из сушилки.
Таблица №2 Высшие пределы температуры агента сушки и нагрева зерна в шахтных прямоточных зерносушилках