CC BY
44
ПРОЦЕССА СУШКИ ЗЕРНА Мельников А.И.1, Евсюков В.А.2, Овсиенко Г.М.3, Старощук Т.А.4, Чекановкин А.А.5 Email: [email protected]
'Мельников Александр Иванович - старший преподаватель, кафедра технического сервиса в агропромышленном комплексе; 2Евсюков Виктор Алексеевич - кандидат технических наук, доцент; 3Овсиенко Галина Михайловна - старший преподаватель; 4Старощук Татьяна Александровна - старший преподаватель; 5Чекановкин Алексей Алексеевич - кандидат технических наук, доцент, кафедра сопротивления материалов и теоретической механики, Луганский национальный аграрный университет, г. Луганск, Украина
Аннотация: сушка зерна является энергозатратной и тепловая энергия в значительной степени расходуется не производительно.
Исследуется технологический процесс сушки зерна на базе зерносушилки с прерывистой сушкой в псевдо сжиженном состоянии зернового материала. Очевидно, что при интенсивной сушке имеют место два взаимосвязанных процесса: нагрев и испарение. Представлен совмещенный график испарения влаги с поверхности зерна и одновременный его нагрев. Через некоторое время происходит снижение интенсивности сушки и возникает опасный перегрев зерна. Предлагается технология оптимизации процесса.
Ключевые слова: сушка зерна, совершенствование процесса, экономия энергии.
PERFECTION OF THE TECHNOLOGICAL PROCESS OF DRYING
GRAIN
Melnikov A.I.1, Evsyukov V.A.2, Ovsienko G.M.3, Staroschuk T.A.4,
Chekanovkin A.A.5
'Melnikov Alexander Ivanovich - Senior Lecturer, DEPARTMENT OF TECHNICAL SERVICE IN THE AGRO-INDUSTRIAL COMPLEX; 2Evsyukov Victor Alekseevich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor; 3Ovsienko Galina Mikhailovna - Senior Lecturer; 4Staroschuk Tatyana Alexandrovna - Senior Lecturer; 5Chekanovkin Alexey Alekseevich - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, DEPARTMENT OF RESISTANCE MATERIALS AND THEORETICAL MECHANICS, LUGANSK NATIONAL AGRARIAN UNIVERSITY, LUGANSK, UKRAINE
Abstract: grain drying is energy-consuming and thermal energy is largely not consumed productively.
The technological process of drying the grain on the basis of a grain dryer with intermittent drying in a pseudo-liquefied state of the grain material is investigated. Obviously, with intensive drying, there are two interrelated processes of heating and evaporation. A combined graph of evaporation of moisture from the grain surface and its simultaneous heating is presented. After some time, a decrease in the intensity of drying occurs and a dangerous overheating of the grain occurs. A process optimization technology is proposed. Keywords: grain drying, process improvement, energy saving.
УДК.648.622
Введение. Актуальность темы. Успешное разрешение зерновой проблемы невозможно без значительного улучшения качества зерна. Получение зерна, отвечающего требованиям мировых стандартов, - одна из важнейших задач всех
работников агропромышленного комплекса. Уборка урожая в заданные сроки и его послеуборочная обработка, в частности сушка, оказывают значительное влияние на качество зерна. Существующие зерносушилки не соответствуют этим требованиям. Они работают неэффективно, качество сушки низкое, громоздки, металлоемки, энергоемки, экологически и пожароопасны, сложны в обслуживании и ремонте и отличаются высокой стоимостью [1]. Сушка зерна является энергетически затратной и тепловая энергия в значительной степени расходуется не производительно, т.е. не используется на выполнение технологического процесса сушки.
Цель исследования: повышение эффективности технологического процесса и снижение непроизводительных энергетических затрат на сушку зерновых культур путем совершенствования технологии процесса сушки зерна, внедрения оптимальной эксплуатации и определения рациональных параметров и режимов работы сушилки с прерывистой сушкой и псевдо сжиженным слоем зернового материала.
Объект исследования: технологический процесс сушки зерна в псевдо сжиженном слое на базе зерносушилки с прерывистой сушкой в псевдо сжиженном состоянии зернового материала. Конструктивно-технологическая схема сушилки представлена на рис. 1.
Рис 1. Конструктивно-технологическая схема сушилки: 1 - основание; 2 - вентилятор; 3 - теплогенератор; 4 - напорная камера;
5 - газораспределительный механизм; 6 - секции газораспределительного механизма; 7 - заслонки; 8 - газораспределительная решетка; 9 - камера сушки; 10 - бункер для влажного материала; 11 - выпускное окно; 12 - рециркуляционный канал; 13 - цепной привод
Методы исследования. В предложенной зерносушилке [2] применяется прерывистая сушка и сушка в псевдо сжиженном состоянии. Прерывистая сушка приводит к периодическому отлеживанию зерна, которое необходимо для перемещения влаги на поверхность зерен. Псевдо сжижение в процессе сушки зерна нагретым воздухом приводит к равномерному нагреву и интенсивной сушке.
В первый момент времени, вследствие энергичного нагрева, на поверхности зерна возникает значительная интенсификация процесса сушки. Резкое уменьшение влагосодержания поверхностного слоя происходит, очевидно, вследствие интенсивного испарения влаги с поверхности зерна. При использовании инфракрасного нагрева этот процесс протекает более активно.
Результаты исследования и их обсуждение. Очевидно, что при интенсивной сушке имеют место два взаимосвязанных процесса нагрев и испарение. На рис. 2 представлены совмещенные графики влагосодержания и температуры зерна в процессе сушки.
ч t — —•-
>
/ \
i
60 50
i-j
40 I «
30 |
20 I i—
10
10 15 20 25 30 35 Продолжительность сушки, мин
40
45
50
Рис. 2. Зависимость скорости сушки () и нагрева зерна (?) от продолжительности сушки
Из графика на рис. 2 видно, что характерным является интенсивное замедление процесса сушки и рост температуры зерна за короткий промежуток времени. Это негативные явления, первый приводит к увеличению длительности сушки, второй к ухудшению качества зерна в результате перегрева зерна и непроизводительным энергозатратам.
Проблему можно решить, определяя изменение температуры зерна в процессе сушки на одном участке. Установив наступление опасной температуры перегрева зерна и одновременно нежелательного замедления процесса сушки, нужно определить время продолжительности продувания зерна горячим воздухом на этом участке. Безопасной температурой нагрева зерна может быть примерно 45 градусов. Для выполнения этой операции можно использовать бесконтактный термометр. Аналогичное время нужно применить для режима работы на остальных участках камеры сушки. Такую операцию должен выполнять оператор, управляющий работой зерносушилки и, как вариант, разработка и применение для решения этой цели микроконтроллерного управляющего устройства
Выводы: представлена динамика протекания процессов сушки и нагрева зерна во времени. Предложена технология определения эффективной продолжительности процесса сушки и нагрева зерна на участках сушильной камеры зерносушилки. Применение такой технологии позволяет использовать высокую скорость сушки и исключить опасный перегрев зерна, что приведет к экономии энергетических затрат и повышению качества сушки зерна.
Список литературы /References
1. Гержой А.П., СамочетовВ.Ф. Зерносушение и зерносушилки. М. Колос, 1967.
2. Сушарка для зернистих матерiалiв. Чекановкш О.О., Свсюков В.О. Бюл. № 24. Патент Украни № 56053 клас F 26 В3/092, 2010 р.
