Файл: Уваров А.М. Сушильный мастер.pdf

НИИ влажности), т. е. длительность сушки бу­ дет равна:

^= 1,65 час

(около Г00 мин).

1. Испарение влаги из просушиваемого зерна

При сушке из зерна удаляется вода, со­ держащаяся в различных формах и видах: во­ да, соединенная с сухим веществом в силу сцепления, вода в капиллярах, вода в стенках клеток, вода в кристаллизирующихся и кол­ лоидальных растворах и т. д.

Скорость испарения гигроскопической вла­ ги меньше скорости испарения воды со сво­ бодной поверхности вследствие наличия доба­ вочных сил сцепления влаги с веществом зерна.

Испарение свободной влаги зерна харак­ теризуется постоянной скоростью испарения при постоянных температуре, скорости и влаж­

при определенной влажности становится рав­ ной температуре воздуха.

Испарение влаги из зерна зависит не толь­ ко от связи ее с веществом зерна, но и от доста­ точности поступления влаги из внутренних слоев на поверхность. Скорость испарения бу­ дет до тех пор постоянной, пока поверхность зерна будет достаточно снабжаться влагой изнутри.

26

При недостаточной подаче влаги из внут­ ренних слоев на поверхность верхний слой зерна пересушивается и удаление влаги из зерна затрудняется, несмотря на то что общее количество влаги в зерне еще значи­ тельно.

При сушке зерна, особенно крупнозернисто­ го, действительный характер процесса испаре­ ния влаги в некоторых случаях может изме­ няться из-за появления поверхностных и глубоких трещин, благодаря чему появляют­ ся новые поверхности испарения.

Распределение влаги как по отдельным зернам, так и в массе зерна неравномерно в природе и в процессе сушки. Движение влаги

ент влажности, тем интенсивнее движение вла­ ги изнутри зерна и его поверхности, однако чем выше градиент, тем опаснее это для каче­ ства зерна.

В тех случаях, когда большой градиент влажности может ухудшить качество зерна, необходимо задержать поверхностное испаре­ ние влаги и усилить движение ее из внутрен­ них слоев к поверхности. Это может быть до­ стигнуто путем снижения температуры или повышения влажности теплоносителя, или че­ редования периодов сушки с отволаживанием зерна. Полного выравнивания влаги в массе зерна нельзя добиться даже путем перемеши­ вания и длительного отволаживания его. Чем мельче зерно, тем более равномерно распре­ деление влажности.

27

2. Температура воздуха (или смеси газов

своздухом], допускаемая при сушке зерна

Если в процессе сушки подача влаги из внутренних слоев зерна на поверхность недо­ статочна, то поверхностный слой зерна быстро высыхает, влажность зерна снижается медлен­ но, температура его повышается и может до­ стигнуть температуры воздуха.

В действительности, при сушке зерна поч­ ти всегда наблюдается недостаточное снабже­ ние поверхности влагой и приходится ограни­ чивать температуру теплоносителя при входе в сушилку во избежание перегрева поверхно­ стного слоя зерна. Нередки случаи, когда при высоких температурах теплоносителя часть зерна нагревается до температуры выше 100°С и зерно начинает поджариваться с поверхно­ сти, хотя масса его имеет еще значительное содержание влаги.

Повышение температуры зерна выше определенных пределов вызывает ряд изме­ нений его технологических свойств — оно теряет всхожесть, содержание клейковины уменьшается, хлебопекарные качества пони­

жаются и т. д.

Температурные режимы сушки предусмат­ ривают две высшие допускаемые предельные температуры: теплоносителя при входе в су­ шилку и нагрева зерна в процессе сушки.

Допускаемые температуры теплоносителя зависят для одного и того же зерна от конст­ рукции сушилки, влажности и назначения зерна, однородности его по спелости и влаж-

28

пости, скорости теплоносителя и степени пе­ ремешивания зерна в процессе сушки. Чем лучше перемешивание зерна в сушилке, тем выше допускаемая температура воздуха длятой же влажности зерна. Так, например, се­ менное зерно без потери всхожести можно сушить в шахтной сушилке, где сушка про­ исходит в подвижном слое с некоторым, хотя и весьма незначительным, перемешиванием зерна при температуре СО—80°С. При сушке зерна пшеницы продовольственного назначе­ ния в пневмогазовых и газорециркуляцион­ ных сушилках применяют температуру тепло­ носителя до 350°С.

3. Длительность сушки

Длительность сушки определяется путем проверочных опытов и лабораторных испыта­ ний в условиях, близких к существующим в намеченной конструкции.

Длительность сушки зерна зависит от мно­ гих различных факторов:

от культуры и сорта зерна, определяющих его структуру, связи влаги с сухим вещест­ вом, движения влаги по зерну и т. д. Вообще

определяющих соотношение рабочей поверх­ ности просушиваемого зерна к его объему в аппарате. С увеличением поверхности, прихо­

29

дящейся на единицу веса зерна, сушка уско­ ряется;

от количества влаги, подлежащей удале­ нию из зерна, т. е. от понижения влажности его в процессе сушки, зависящего от началь­ ной и конечной влажности зерна;

от интенсивности перемешивания. Значе­ ние перемешивания очень велико. Если, на­ пример, при сушке зерна в шахтной сушилке имеем длительность сушки 1—2 час, то в барабанной сушилке зерно сохнет 15—20 мин, а в пневмосушилках — 1—3 сек. Объясняет­ ся это тем, что при перемешивании воздух обтекает большее количество отдельных зе­ рен и на единицу объема приходится боль­ шая поверхность испарения;

от допустимой температуры нагрева зерна и скорости движения влаги из внутренних слоев зерна к поверхности. Чем выше темпе­

от влажности наружного воздуха, от тем­ пературы и влажности поступающего в су­ шилку и уходящего из нее теплоносителя, т. е. от пределов рабочего процесса. Чем выше температура и ниже влажность теплоносителя, подаваемого в сушилку, тем интенсивней бу­ дет идти сушка;

от скорости движения теплоносителя через слой зерна в сушилке;

от назначения зерна. Например, зерно продовольственного назначения сушат значи­ тельно быстрее, чем зерно, предназначенное для посева;

30

от конструкции сушилки, определяющей скорость движения, направление и потоки движения воздуха через зерно, расположение зерновых слоев, перемешивание и равномер­ ность нагрева и сушки зерна. Если какая-то часть зерна при сушке недостаточно просох­ ла, то процесс сушки всей партии задержива­ ется до момента высыхания этой части. Не­ равномерность нагрева и сушки зерна может быть несколько уменьшена в результате увели­ чения скорости движения воздуха, уменьшения толщины слоя (длины пути теплоносителя), создания переменного направления потоков, позволяющих омывать зерновой слой то в од­ ном, то в другом направлении, регулировки выпуска зерна из аппарата, замедляя ско­ рость движения зерна в местах недосушки и увеличивая ее в местах пересушки и т. д. Основной же мерой борьбы с неравномер­ ностью нагрева и сушки зерна в шахтных зерносушилках является коренная переработ­ ка внутреннего строения их (формы и распо­ ложения коробов) в направлении устранения имеющих место застойных зон или зон замед­ ленного движения зерна, величина которых достигает ‘/з зерновой емкости шахты;

от правильности увязки направления дви­ жения воздуха и расположения зернового слоя. Для зерна интенсивная сушка получает­ ся при сквозном продувании воздуха через зерновой слой. Длительность пребывания зер­ на в шахтных зерносушилках колеблется в пределах от 20 мин до 4—5 час в зависимо­ сти от конструкции сушилки, культуры, влаж­ ности и назначения зерна.

31

4. Влияние сушки на качество зерна

летворяет основным технологическим требова­ ниям. Понижение влажности зерна до И — 15% обеспечивает возможность экономически выгодной переработки и длительного хране­ ния его. При хранении влажное зерно подвер-

. гается слеживанию, прорастанию, покрыва­ ется плесенью, является благоприятной сре­ дой для развития микроорганизмов и разного рода зерновых вредителей.

Влияние сушки может быть и отрицатель­ ным, если в зерне происходят нежелательные физические, химические или биологические изменения. Если зерно нагревается и высуши­ вается неравномерно, в результате чего появ­ ляются зерна подгорелые, поджаренные, лоп­ нувшие, вздутые, надтреснутые, сморщенные, запаренные или с посторонним запахом, суш­ ка считается дефектной.

Физические изменения. Под влиянием вы­ сокой температуры могут быть изменения формы и цвета, морщиноватость и растрески­ вание верхнего покрова зерна, или так назы­ ваемая трещиноватость.

Под влиянием большой скорости сушки в результате высокой температуры, низкой влажности и большой скорости теплоносителя может быть образование на зерне поверхност­ ной корки, или так называемого закала, ко­ торый приостанавливает подачу влаги из внутренней части зерна на поверхность и вле­ чет за собой образование трещиноватости.

32

При неполном сгорании топлива зерно может приобрести запах дыма и покрыться копотью (синегузочное зерно). Мелкие частицы топли­ ва и золы, которые попадают вместе с газами в сушилку, могут засорять зерно.

Химические изменения. При высокой тем­ пературе нагрева зерна происходит свертыва­ емость, или денатурация, белкового вещест­ ва, препятствующая в дальнейшем растворе­ нию белкового вещества в воде. Свертывание белков у пшеницы происходит при температу­ ре 48—82°С, в зависимости от влажности зерна.

В связи со свертыванием белков понижа­ ется или совершенно теряется всхожесть зер­ на. При этом резко падает способность само­ защиты зерна от паразитических микроорга­ низмов, плесеней и амбарных вредителей. Свернувшиеся белки не дают связанной элас­ тичной клейковины, от которой зависит подъ­ ем, объемный выход, пористость и другие ка­ чества выпекаемого хлеба.

Максимальная температура нагрева зерна во время сушки не должна превышать преде­ ла, при котором начинается свертывание бел­ ков. Однако этот предел не является постоян­ ной величиной и зависит от культуры, влаж­ ности, степени зрелости, длительности нагре­ вания зерна и др. и колеблется в среднем от 38 ^ до 50—55°С. Чувствительность зерна к действию высоких температур находится в прямой зависимости от влажности зерна.

На основе большого экспериментального материала установлено, что температура на­ грева клейковины до 30—50°С не оказывает