Проектирования элеватора емкостью 55000 тонн

3 Сушка зерна

 

По большей части сбор яровых совпадает с наступлением осеннего дождливого времени и зерно убирают во влажном или сыром состоянии. В этих районах даже при нормальных условиях погоды у свежеубранного зерна влажность 18 ...20%, а при неблагоприятных условиях 25 ...35%. В лучших условиях в этом отношении находятся районы, расположенные в центральной и южной областях Казахстана, но и здесь при комбайновой уборке хлеба и в связи с поздним созреванием некоторых культур (кукурузы, подсолнуха и др.) или из-за неблагоприятной погоды во время уборки и обмолота урожая большое количество зерна имеет повышенную влажность. Зерно же, предназначенное для длительного хранения, должно иметь влажность не более 14-14,5%, что требует применения тех или иных способов сушки.

Сушка – это процесс удаления влаги из твердых влажных, пастообразных и жидких материалов путем ее испарения и отвода образовавшихся паров.

Сушка зерна — один из самых эффективных приемов подготовки зерна к длительному хранению. Она улучшает хлебопекарные, мукомольные и другие товарные качества зерна, значительно сокращает расходы по перевозкам, повышает производительность перерабатывающих предприятий (мельниц, крупорушек и т. п.) и уменьшает износ оборудования, а следовательно, и стоимость переработки.

 

 

3.1 Способы сушки зерна

 

Для удаления излишней влаги из зерна его сушат на солнце или проветривают с применением вентиляторов. Однако такая сушка может применяться только при благоприятных условиях погоды и небольших партиях зерна.

По способам тепловой сушки различают:

- сушка горячим и нагретым  воздухом

- сушка током высокой  частоты;

- сушка с нагревом зерен;

- сушка вакуумная;

- сушка на солнце;

- сушка смесью топочных  газов;

- сушка инфракрасными  лучами;

- сушка во взвешенном  состоянии

Но чаще используют сушку нагретым воздухом. Этот методом применяет уже более 50 лет.

Способы искусственной сушки разнообразны. Они различаются главным образом по признаку передачи тепла зерну и удаления из него влаги и по характеру среды. Тепло может передаваться зерну контактным способом, т. е. соприкосновением зерна с нагретой поверхностью различных сушильных печей (подовые сушилки), подогретым воздухом или смесью воздуха с дымовыми газами, называемой газовой смесью.

В первом случае воздух, соприкасаясь с нагретым зерном, отнимает от него часть тепла и одновременно поглощает испаряющуюся из зерна влагу.

Сушка подогретым воздухом может быть представлена в такой простейшей схеме: атмосферный воздух, содержащий известное количество влаги, нагревается калорифером и повышает влагоемкость. Поступая затем под влиянием искусственной тяги в сушильную камеру, подогретый воздух нагревает зерно и одновременно поглощает выделяющуюся из него влагу. Со сниженной температурой и повышенной влажностью (относительной и абсолютной) воздух удаляется из сушилки.

Сушка смесью воздуха с дымовыми газами отличается от сушки подогретым воздухом лишь способом нагрева воздуха. В смесительной камере атмосферный воздух смешивают с дымовыми газами в количестве, необходимом для достижения требуемой температуры.

По составу газовая смесь близка к воздуху: на 1 м3 дымовых газов в смесительной камере добавляется примерно 15...25 м наружного воздуха.

При сушке зерна газовой смесью расходуется в 2... 2,5 раза меньше топлива, чем при сушке нагретым воздухом, и потому она получила наибольшее распространение. В настоящее время почти все отечественные сушилки работают на газовой смеси.

Для сохранения качественных показателей зерна при искусственной сушке важное значение имеет предельная температура воздуха или газовой смеси, поступающих в сушильную камеру, максимальная температура нагретого зерна и продолжительность сушки.

Числовые значения отдельных факторов режима сушки зависят от типа и степени совершенства конструкций сушилок, назначения зерна и его начальной влажности. Если конструкция сушилки менее совершенна, значит менее равномерно распределяется тепло среди всей массы зерна в сушильной камере и тем ниже должна быть температура теплоносителя. В сушилках с равномерным движением теплоносителя и интенсивным перемешиванием зерна можно повысить температуру и скорость движения теплоносителя (воздуха или газовой смеси).

Высокая температура сушащей среды, вызывая быстрый нагрев и энергичное испарение влаги с поверхности зерна, отрицательно влияет на его семенные качества, поэтому для сушки семенного зерна назначают более низкие температуры теплоносителя и нагрева зерна, чем для продовольственного зерна.

Одним из условий правильно организованной сушки зерна является обязательное последующее охлаждение его до температуры, близкой к температуре наружного воздуха.

 

 

3.2 Требования, предъявляемые  к зерносушилкам

 

В рационально построенной зерносушилке зерно сушится без снижения его качества. Ее стоимость, а также эксплуатационные затраты на топливо, энергию, обслуживание, ремонт и т. п., приходящиеся на 1 т просушенного зерна, должны быть наименьшими. Кроме того, зерносушилка должна быть компактной, несложной по устройству, приспособленной для работы на местном топливе, безопасной в пожарном отношении, удобной, для осмотра и обслуживания при полной механизации всех процессов сушки и охлаждения зерна.

 

 

3.3 Классификация зерносушилок

 

Зерносушилки для искусственной сушки зерна в сельском хозяйстве, на хлебоприемных пунктах, элеваторах, мельничных комбинатах и других зерноперерабатывающих предприятиях классифицируются:

• по способу сушки зерна — горячим воздухом или смесью горячих дымовых газов с наружным воздухом;
• по способу загрузки и выгрузки зерна — сушилки периодического действия с периодической загрузкой и выгрузкой просушенного зерна и сушилки непрерывного действия с автоматическим непрерывным движением зерна через сушильный аппарат;
• по способу расположения зерна—сушилки с расположением зерна горизонтальными, вертикальными или наклонными слоями и
• сушилки, в которых зерном заполняется вся шахта сушильного аппарата (шахтные сушилки);
• по схеме движения теплоносителя по отношению к просушиваемому зерну и расположению вентиляторов по отношению к сушильной камере;
• по состоянию (структуре) зернового слоя при сушке (сплошной, пересыпающийся слой, взвешенное состояние зерна);
• по конструкции сушильного аппарата — стационарные или передвижные;
• по производительности (в сутки или час) и снижению при этом процента влажности зерна.

 

 

3.4 Виды зерносушилок

 

Виды зерносушилок представлены несколькими основными типами: шахтные, вибрационные, барабанные, камерные, рециркуляционные.

Шахтные зерносушилки состоят из двух шахт, которые имеют равную вместимость и вертикальную норию*. Обычно их монтируют на постоянном фундаменте. Принцип действия простой. Зерно под действием собственного веса проходит через сушилку. Подача горячего воздуха осуществляется снизу вверх. После сушки зерно подаётся в специальные охлаждающие камеры. Шахтные сушилки рассчитаны на партии в 8 и 16 тонн зерна. Для продовольственного и семенного зерна режимы сушки различны. Так при сушке продовольственного зерна за один цикл удаляется 5-6% влаги и производительность составляет 8-16 тонн/час, в то время как у семенного зерна удаляется 3-4% влаги при производительности 4-8 тонн/час. Для сушки зерна в шахтных сушилках необходима предварительная очистка от соломы и шелухи для предотвращения возгорания.

Барабанные сушилки по производительности и удалению влаги за один цикл (5-6% продовольственное зерно и 3-4% семенное) не уступают шахтным. Основные конструктивные элементы сушилки: топка, барабан, камера охлаждения. Ось барабана оснащена металлическими пластинами. Они заставляют зерно двигаться по горизонтальной спирали. Барабанные сушилки отличаются компактностью. Благодаря этому они легко транспортируются. Но, не смотря на это, чаще всего они применяются в качестве стационарных.

Камерные сушилки занимают значительную площадь. Подача зерна осуществляется механическим способом. У сушилок данного типа имеется воздуховод. Они состоят из двух камер с перфорированным полом. Зерно насыпается слоем, не превышающим 80 см. В противном случае зерно может плохо просушиться. Процесс сушки заключается в продувании зерна воздухом, который может быть немного подогрет. В сушилку загружается первый слой, затем после его высыхания второй. И так далее. До полного заполнения силоса зерном. Для наполнения силоса зерном и удаления слоя равной толщины существует специальное оборудование. Для равномерного удаления влаги в сушилке имеются встроенные шнеки для перемешивания зерна в процессе сушки. Влага удаляется за одну загрузку до сухого состояния зерна.

Рециркуляционные зерносушилки конструктивно похожи на шахтные. Но у них есть существенные отличия. В этих сушилках зерно, которое подаётся в шахту сверху, нагревается за несколько секунд и под действием своего веса падает на дно шахты. Здесь часть зерна отправляется на хранение, а часть направляется в другую шахту, в которой происходит перемешивание уже нагретого сухого зерна с только что поступившим сырым. В результате зерно сразу частично высушивается. Далее оно отправляется в первую шахту для сушки. Процесс смешения сухого и влажного зерна введён не случайно. Дело в том, что он позволяет экономить топливо. Такие сушилки предназначены для продовольственного зерна. Их производительность достаточно велика и может достигать 70 тонн/час.

 

3.5 Зерносушилка У13-СШ-50

 

Перед закладкой на хранение зерновую массу необходимо просушить. В противном случае возникнут потери части урожая из-за гниения и размножения патогенных микроорганизмов. А сухое зерно предотвращает размножение вредных бактерий, в результате чего, зерно хранится долгое время.

Технология сушки зерна основывается на цепочке из нескольких связанных между собой теплофизических операций, которые производятся в определенном порядке. Первая операция любой технологии сушки зерна это передача тепла к поверхности зерна от сушильного агента, что приводит к испарению жидкости с поверхности. Далее, на поверхность зерна выводится жидкость изнутри, которая тоже испаряется. Заключительная операция, сушильным агентом поглощается вся жидкость, которая испарилась, и выносится из зерносушилки в атмосферу.

Степень нагревания зерна и температура сушильного агента имеют непосредственное влияние на качественные показатели сухого зерна. Испарение жидкости происходит интенсивнее при высоких температурах агента. Однако, чересчур высокий уровень температуры и пересушивание негативным образом сказывается на качестве зерна: снижается показатель всхожести и энергии прорастания, сокращается содержание и качество клейковины, образуются трещины на поверхности..

В настоящее время различают несколько способов сушки зерна. Каждый способ имеет свою технологию сушки зерна, которая отличается видом подачи тепла к зерновой массе.

Зерносушилка шахтная У13-СШ-50 предназначена для сушки семян пшеницы, подсолнуха, кукурузы и других зерновых культур, обеспечивая высокий съем влаги (6 %) и очистку отработанного агента сушки (воздуха) от легких примесей. Производительность зерносушилки при снижении влажности пшеницы с 20% до 14% с объемной массой 750 - 760 кг/м3 при температуре окружающей среды +10°С, относительной влажности атмосферного воздуха 70% и при атмосферном давлении 99,1 кПа, составляет не менее – 50 т/ч.

Общая потребляемая мощность зерносушилки – 94 кВт (при полной комплектации).

Расход газа при температуре окружающей среды +10°С, не более – 450 м3/ч (1,2 – 1,5 м³/%т при давлении газа 6,8 – 15 кПа, Hu=10,0 кВт/mn³)

В случае отклонения в показателях давления газа, а также  его отопительного качества, они должны быть обговорены до начала изготовления заказанной сушилки.

Расход агента сушки, не более – 150 000 м3/ч.

Зерносушилка состоит из вертикальной сушильной шахты, гарячой камеры и холодной камеры, составляющих единую конструкцию из металлических секций, а также выпускных механизмов, надсушильного бункера, вентиляционного оборудования, теплогенератора, шкафа управления, системы очистки отработанного агента сушки (как дополнительная опция).

Зерносушилка может быть изготовлена из оцинкованного или черного металла.

 

 

3.6 Зерносушилка А1-ДСП-32

 

Зерносушилка А1-ДСП-32 предназначена для сушки различных зерновых, зернобобовых культур и маслосемян, обеспечивая высокий съем влаги, очистку отработавшего теплоностителя (агента сушки) и воздуха от легких примесей и пыли. Сушильная и охладительные шахты работают на нагнетание

Зерносушилка работает на газообразном топливе, но может работать на смеси топочных газов с воздухом

Зерносушилка А1-ДСП-32 состоит из двух вертикальных шахт и составляет единую конструкцию из металлических секций, тепловлагообменника с регулируемым охлаждением, охладителя, выпускных механизмов, надсушильных бункеров, вентиляторов, норий, топки и шкафа управления

Сырое зерно подают из оперативного бункера и смешивают его с сухим нагретым зерном, которое поступает из второй сушильной шахты. Смесь направляют в надсушильный бункер (он же служит тепловлагообменником) и далее в первую сушильную шахту и тепловлагообменник с регулируемым охлаждением

Затем зерно поступает на вторую рециркуляционную норию, которая подает его в надсушильный бункер второй сушильной шахты. Из надсушильного бункера зерно направляют во вторую сушильную шахту и в охладитель шахтного типа. Выпуск просушенного и охлажденного зерна производят выпускными механизмами периодического действия

Агент сушки и воздух отработанного теплоносителя из топки засасывается вентиляторами Ц - 70 - 10, смешивается и подается через диффузор в напорно-распределительную камеру в подводящие короба сушильных шахт, проходит через слой зерна и выходит из отводящих коробов в осадочную камеру и затем в атмосферу. Просушенное и охлаждённое зерно из второй сушильной шахты подаётся на норию сухого зерна и далее в накопительный бункер или зернохранилище

Контроль состояния зерна по влажности осуществляется поточным влагомером, датчики которого устанавливаются в шахте окончательной сушки. Влагомер может быть автоматическим (для управления работой выпускным механизмом) или для визуального наблюдения. Поставка влагомеров производится отдельно

Контроль температуры теплоносителя (агента сушки), нагрева зерна и температуры охлаждённого зерна осуществляется первичными датчиками, установленными в диффузорах и шахтах, где зерно нагревается максимально и затем охлаждается атмосферным воздухом. Вторичный датчик манометрический или электронный, устанавливается в шкафу. Для контроля температуры в необходимой точке используется переключатель

Система управления и контроля автоматизации зерносушилки обеспечивают стабильный и экономичный режим сушки зерна при минимальных затратах ручного труда