Файл: Уваров А.М. Сушильный мастер.pdf

Вес водяного пара во влажном воздухе, приходящегося на 1 кг сухого воздуха, назы­ вается в л а г о с о д е р ж а н и е м в о з д у х а и обозначается d (г/кг). Максимальное зна­ чение влагосодержания dH при данной тем­ пературе воздуха будет при полном его насы­ щении, когда в 1 м3 воздуха будет содержать­ ся вес пара, соответствующий удельному весу пара у’н для насыщенного воздуха. Влагосодержание вполне насыщенного паром воздуха быстро растет с повышением его температуры V уменьшением давления.

Разность влагосодержания вполне насы­ щенного воздуха в конце процесса сушки и влагосодержания воздуха перед началом про­ цесса при соответствующих температурах на­ зывается в л а г о е м к о с т ь ю в о з д у х а и показывает то предельное количество влаги, которое может поглотить воздух из материала в процессе сушки.

Объем смеси сухого воздуха и водяных паров равен объему сухого воздуха в смеси. Объем воздуха изменяется прямо пропорци­ онально изменению его абсолютной темпера­ туры:

<2а Ті Q2 =

где Q — объем воздуха при Т\\ Q2 — объем воздуха при TV

111.СПОСОБЫ СУШКИ

Втехнике существуют различные способы сушки зерна в зависимости от характера пе­ редачи тепла: конвективный, контактный, лу­

17

чистый, или радиационный (в том числе суш­ ка инфракрасными лучами), и сушка токами высокой частоты.

Процесс сушки зерна заключается в уда­ лении из него избыточной влаги и доведении до воздушносухого или кондиционного состо­ яния. Правильно поставленный процесс суш­ ки не должен сопровождаться ухудшением свойств и качества зерна. Способов сушки зерна много, но все они в сущности сводятся к нагреванию зерна, испарению и поглощению влаги теплоносителем.

для испарения влаги из зерна, передается от нагретого воздуха или от смеси топочных га­ зов с воздухом (от теплоносителя) сушимому зерну путем непрерывного или периодическо­ го соприкосновения. Конвективный способ сушки подразделяется на солнечную сушку,, сушку теплоносителем в неподвижном, под­ вижном и кипящем слое, в полувзвешенном и взвешенном состояниях.

Кроме того, применяются комбинирован­ ные способы сушки. Наиболее широко для сушки зерна применяются топочные газы в смеси с воздухом.

Влага испаряется с поверхности зерна в результате его нагревания и повышенного дав­ ления паров, образующихся на поверхности зерна, по сравнению с давлением паров в воз­ духе.

По мере того как влага из материала пе­ реходит в окружающую газовую среду, по­ следняя увлажняется водяными парами, по-

18

атому ее необходимо удалять вентилирова­ нием.

Сушка наружным воздухом. При продува­ нии зерна наружным воздухом понижение влажности в зерне возможно за счет влагоем­ кости воздуха и использования на сушку теп­ ла воздуха или зерна. В первом случае воз­ дух, отдавая тепло зерну и на испарение вла­ ги, понижает свою температуру и выходит всегда с более высокой относительной влаж­ ностью; для сушки необходимо, чтобы наруж­ ный воздух был достаточно сухим. Во втором случае, когда температура воздуха ниже тем­ пературы зерна, воздух нагревается от зерна и выходит с более высокой температурой. В этом случае относительная влажность отрабо­ тавшего воздуха может быть выше, равна или ниже начальной и понижение влажности в на­ гретом зерне может происходить даже при 100-процентном насыщении наружного возду­ ха, как это наблюдается в охладительных ка­ мерах зерносушилок. При активном вентили­ ровании зерна в складах расходы воздуха при низких температурах воздуха и зерна и высо­ ких начальных влажностях воздуха настолько велики, что расход энергии на вентилирование оказывается по стоимости выше, чем расход тепла при тепловой сушке.

Широко применяемые в настоящее время установки в складах для активного вентили­ рования зерна атмосферным воздухом пред­ назначаются не для сушки хранящегося в них зерна, а для понижения его температуры и предупреждения возникновения процесса са­ мосогревания. Одновременно с охлаждени­

19

ем зерна достигается и некоторое, правда сов­ сем незначительное, снижение влажности зерна.

Сушка подогретым воздухом. С повыше­ нием температуры относительная влажность воздуха уменьшается и влагоемкость его уве­ личивается, следовательно, создаются более благоприятные условия для перехода влаги из просушиваемого зерна в воздух.

Простейшая схема сушки подогретым воз­ духом представляется в следующем виде: ат­ мосферный воздух, содержащий известное количество паров воды, вступает в подогрева­ тель и уходит из него более сухим и с более высокой температурой. Войдя в сушильную камеру, воздух пронизывает зерновой слой, нагревает его, поглощает испарившуюся из зерна влагу и уходит с более низкой темпе­ ратурой и с большей относительной влаж­ ностью.

Направляемый в сушилку подогретый тем или иным путем воздух в дальнейшем называ­ ем теплоносителем (в технической литературе он носит название агента сушки). Для удале­ ния наружу отработавшего в сушилке тепло­ носителя применяются вентиляторы, которые могут быть установлены перед сушильной ка­ мерой или после нее.

Направляемый в сушильную камеру теп­ лоноситель должен удовлетворять следующим двум основным условиям:

количество тепла, отдаваемое воздухом в сушильной камере, должно быть достаточным для нагрева до известной температуры просу­ шиваемого зерна, покрытия потерь тепла в

20

окружающую среду и испарения заданного количества влаги;

теплоноситель при температуре выхода его из сушильной камеры должен удерживать испаренную из зерна влагу вместе с влагой, принесенной им из атмосферы.

Расход тепла увеличивается при низкой температуре йаружного воздуха и зерна (в зимнее время). Чем больше влагосодержание наружного воздуха, тем больше влаги вносит он с собой в сушильную камеру, поэтому воз­ духа для сушки в теплое время года требует­ ся больше, чем в зимнее.

Сушка смесью воздуха с топочными газа­ ми. Процесс сушки смесью воздуха с топоч­ ными газами по существу не отличается от процесса сушки подогретым воздухом. Разни­ ца только в способе подогрева. При сушке подогретым воздухом он нагревается через металлические стенки калорифера, тогда как при сушке смесью атмосферный воздух подо­ гревается в результате непосредственного сме­ шивания его с топочными газами.

Температуру смеси топочных газов с воз­ духом регулируют изменением количества до­ бавляемого воздуха; с уменьшением количест­ ва воздуха температура смеси повышается, с увеличением — понижается.

Воздуха добавляется в 20—25 раз больше, чем топочных газов, поэтому смесь прибли­ жается по составу к воздуху, вследствие чего сушка газовой смесью на качество просуши­ ваемого зерна не влияет. Как цвет, так и за­ пах зерна при нормально установившемся процессе сушки остаются без изменений. Рас­

21

ход топлива на подогрев воздуха в топках не­ посредственного смешения примерно в 3 раза меньше, чем при подогреве его в калорифе­ рах. Поэтому способ сушки смесью воздуха с

топочными газами нашел самое широкое при­ менение.

Сушка во взвешенном состоянии. Основ­ ная особенность этого способа в том, что на­ грев и сушка зерна производятся при пере­ мещении его в трубе-сушилке потоком теплоносителя.

При сушке во взвешенном состоянии зерно участвует в тепло- и влагопередаче всей сво­ ей поверхностью; длительность сушки во взвешенном состоянии очень мала (2—3 сек), поэтому и количество " влаги, испаряемой из зерна за это время даже при высокой темпе­ ратуре теплоносителя (300—350°С), составля­ ет не более 0,5—1,0% (за один проход).

Нагрев зерна регулируется в зависимости от культуры и назначения зерна изменением температуры и скорости движения теплоно­ сителя. Скорость движения теплоносителя в пневмогазовых трубах обычно колеблется в пределах от 20 до 30 м/сек. Зерно можно су­ шить во взвешенном состоянии также при па­ дении его в виде «дождя» в камере нагрева навстречу потоку теплоносителя, движущему­ ся снизу вверх, как, например, в газовых ре­ циркуляционных зерносушилках «Целин-

ная-50».

Сушка в полувзвешенном состоянии. По-

лувзвешеиное состояние является промежу­ точным при переходе из неподвижного во взвешенное состояние. Полувзвешенное состо­

22

яние наблюдается при сушке в «кипящем» слое (псевдоожиженном состоянии).

Переход неподвижного слоя зерна в полу-

гаться отдельные зерна на поверхности слоя, а в конце все зерна приобретают вид кипя­ щей жидкости.

Скорость теплоносителя, необходимая для перехода слоя в полувзвешенное состояние, называется скоростью псевдоожижения, она зависит от плотности, размера, формы зерна, а также от плотности газа (его температуры). Этот способ сушки находится в стадии иссле­ дований и пока широкого распространения не получил.

Контактная сушка. Сушка влажного мате­ риала при соприкосновении (контакте) его с

сушки с контактным и с промежуточным отволаживанием нагретого зерна.

Охлаждение зерна после сушки. Просу­ шенное зерно до поступления на длительное хранение должно быть достаточно охлаждено, поэтому при конструировании зерносушилок обычно предусматривается и охлаждение про­ сушенного зерна.

23

Охлаждение зерна производится атмосфер­ ным воздухом, который, соприкасаясь с горя­ чим зерном, сам нагревается, влагоемкость воздуха увеличивается и , пронизывая слой зерна, воздух уносит часть влаги из зерна. Следовательно, охлаждение зерна всегда со­ провождается дополнительным понижением влажности его.

Пределы понижения влажности зерна в охладителе в зависимости от его конструкции, расхода и состояния воздуха колеблются от

0,5 до 1,0%.

Устройство охладительной камеры в шахт­ ных зерносушилках предусматривается непо­ средственно в самом сушильном аппарате. Емкость охладительной камеры в большинст­ ве конструкций принимается равной половине емкости сушильной камеры; в сушилках ЗСПЖ-8 она равна от Vs ДО 2/s, а в сушилках 2ДСП-32от при последовательной работе аппаратов — Ч6 емкости сушильного аппа­ рата.

В связи с этим в отдельных конструкциях зерносушилок, особенно при последователь­ ной работе сушильных аппаратов, зерно после сушки недостаточно охлаждается, в результа­ те чего оно нестойко при хранении. Для до­ полнительного охлаждения такого зерна должны быть приняты те или иные меры, например пропуск через зерноочистительные машины или через специально установленные для этого аппараты. Недостаточно охлажден­ ное зерно во избежание самосогревания не рекомендуется загружать толстым слоем.

24

IV. ТЕХНОЛОГИЯ СУШКИ

Правильно организованный процесс сушки не только не ухудшает технологические свой­ ства зерна, но и дает улучшение их. Напри­ мер, сушка зёрна при оптимальном режиме ускоряет завершение процесса дозревания зерна. Высушенное зерно становится более устойчивым при хранении. Оптимальный ре­ жим сушки должен определяться в зависимо­ сти от технологических свойств зерна и его назначения.

Зерно принадлежит к числу так называе­ мых капиллярношористых коллоидных тел, содержащих связанную и капиллярную влагу. Связанную влагу из материала можно уда­ лить путем нагревания и испарения ее, за­ трачивая при этом на испарение каждого ки­ лограмма влаги от 620 до 640 ккалікг тепла.

При эксплуатации зерносушилки важно знать продолжительность сушки зерна при заданной влажности и выбранных темпера­ турных режимах. Только зная эту величину, можно установить выпускной механизм на требуемую пропускную способность.

Продолжительность сушки (в часах) для шахтных (или жалюзийных) сушилок можно определить делением зерновой емкости шахт (или жалюзийных колонок) в тоннах на часо­ вую производительность сушилки. Например, для зерносушилки ДСП-24сн зерновая ем­ кость составляет 32,9 т, длительность сушки при снижении влажности с 20 до 14% опреде­ ляется делением 32,9 на производительность сушилки, равную 20 т (при указанном сниже-

25