Файл: Голик, М. Г. Применение искусственного холода при хранении зерна обзорная информация.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 01.11.2024
Просмотров: 29
Скачиваний: 0
Вентилирование пшеницы вели при довольно низких темпера турах атмосферного воздуха — до —29°С. При прохождении через один вентилятор воздух нагревался на 3—5,4°С, через два венти лятора —' на 3,2—8,9°С. Однако несмотря на довольно низкую тем
пературу нагнетаемого |
воздуха |
(-9 -.— 25°С) |
скорость |
охлажде |
||||
ния при использовании указанной |
установки |
составляла |
0,04— |
|||||
0,17 грсд/час при вентилировании одним вентилятором |
и |
0,23— |
||||||
0,40 град/час—двумя вентиляторами. |
|
|
|
|
|
|||
Для всех рассматриваемых случаев вентилирование партий зер |
||||||||
на характерным является увеличение температуры |
верхнего слоя |
|||||||
насыпи в первые часы охлаждения. |
|
|
|
|
|
|
||
В начале и конце охлаждения определяли по пяти слоям влаж |
||||||||
ность, процент пожелтевших и трещиноватых зерен риса |
(табл. 11). |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 11 |
|
|
|
|
Высота насыпи, м |
|
|
|
||
Показатели качества |
|
|
|
|
|
|
|
Среднее |
|
5 |
10 |
.15 |
20 |
25 |
|
значение |
|
|
|
|
||||||
|
СлавянСКИЙ 3Jтеватор |
|
|
|
|
|
||
Влажность, %: |
|
14,G |
14,6 |
Г'5,4 |
14,2 |
14,0 |
14,5 |
|
до вентилирой аиия |
|
|||||||
после вентилирования |
|
13,0 |
13,0 |
13,2 |
13,4 |
13,6 |
13,2 |
|
Пожелтение, %: |
|
0,40 |
0,40 |
0,60 |
0,12 |
0,20 |
0,3 |
|
ДО Б6НТИлиров аНИЯ |
1. ■. |
|||||||
после вентилирования |
|
0,80 |
0,80 |
1,00 |
0,40 |
0,36 |
0,6 |
|
Трещиноватость, %: |
|
31,8 |
32,0 |
30,0 |
33,0 |
34j0 |
32,6 |
|
до вентилироваиия |
|
|||||||
после вентилирования |
|
32,0 |
33,0 |
312,0 |
36,0 |
35,0 |
33,6 |
|
|
Воине кий эле ватор |
|
|
|
|
|
||
Влажность, %: |
|
15,3 |
15,3 |
15,3 |
14,4 |
14,0 |
14,8 |
|
до вентилирования |
|
|||||||
пекле вентилирования |
|
14,5 |
14,3 |
14,8 |
14,2 |
13,8 |
>14_,3 |
|
Пожелтение, %: |
|
0,0 |
0,02 |
0,01 |
0,0 |
0,01 |
0,01 |
|
до вентилирования |
|
|||||||
после вентилирования |
|
о ,о е |
0,04 |
0,06 |
0,02 |
0,04 |
0,03 |
|
Трещиноватость, %: |
|
30,0 |
30,0 |
30,0 |
32,0 |
32,0 |
30,8 |
|
до вентилирования |
|
|||||||
после вентилирования |
|
31,0 |
32,0 |
32,0 |
33,0 |
33,0 . |
32,5 |
Как видно из табл. 11, при охлаждении в течение 59 час. насы пи риса-зерна в силосе Славянского элеватора происходило доволь но значительное снижение влажности по слоям — на 0,4—2,2% и в среднем по насыпи на 1,3%. Наблюдали также некоторое увели чение пожелтевших и трещиноватых зерен, в среднем по насыпи со ответственно на 0,3 и 1,0%.
При охлаждении в течение 50 час. насыпи риса-зерна в Воин ском элеваторе было установлено меньшее снижение влажности, в среднем по насыпи на 0,5%. Процент трещиноватых зерен увели чился на 1,7%, а количество пожелтевших зерен практически не из менилось.
21
Таким образом, при использовании указанных выше удельных подач атмосферного воздуха в процессе охлаждения насыпи зерна в силосе элеватора можно в определенной степени снизить его влажность. Увлажнения верхних слоев не наблюдалось.
Исследования технологической эффективности вентилирования насыпей риса-зерна проведены в 11 силосах Славянского элевато ра (диаметр силоса 6 м) атмосферным воздухом при различных температурах зерна и наружного воздуха в октябре—декабре 1971 г. (табл, 12).
Таблица 12
|
Продол |
|
Температура зерна, |
|
Снижение тем |
|
|
Вес |
Темпера |
|
°С |
Разность |
Скорость |
||
житель |
|
|
пературы зер |
||||
зерна |
ность вен |
тура на |
|
|
темпера |
на в процессе |
охлаж |
в сило |
тилиро |
ружного |
до венти |
туры зерна |
вентилиро |
дения, |
|
се, |
вания, |
воздуха, |
после вен и |
воздуха, |
вания, |
°С/час ' |
|
т |
час |
сС |
лирования |
тилиро |
°С |
°С |
|
|
|
|
|
вания |
|
|
|
550 |
42 |
6,4 |
23Ц |
21,5 |
иб,б |
1,5 |
0,12 |
557 |
13 |
6,4 |
23,2 |
21,7 |
16,8 |
1,5 |
0,12 |
584' |
12 |
6,4 |
32,2 |
20,7 |
15,8 |
4,5 |
0,42 |
567 |
9 |
10,3 |
22,8 |
21,9 |
12,5 |
0,9 |
0,10 |
550 |
12 |
'14,2 |
24,2 |
23,5 |
10,0 |
0,7 |
0,05 |
550 |
'■И |
2,0 |
32,0 |
17,5 |
20,0 |
45 |
0,35 |
680 |
12 |
9,0 |
31,1 |
16,3 |
12,1 |
4j8 |
0,40 |
5791 |
58 |
3,0 |
23,5 |
10,5 |
14,5 |
12,0 |
0,22 |
680 |
48 |
3,8 |
14,0 |
10,0 |
40,2 |
4,0 |
0,08 |
490 |
27 |
3,0 |
27,3 |
15,5 |
24,3 |
12,3 |
0,37 |
510 |
30 |
4,0 |
19,4 |
13,5 |
1(5,4 |
6,0 |
0,30 |
Температура наружного воздуха колебалась в пределах
.->-22-:— ГС. Риса-зерна в силосах было 490—584 г. Продолжитель ность вентилирования по каждому силосу была различна и опреде лялась 1 емпературой наружного воздуха. Исследования проводили на зерне средней сухости [5].
В результате вентилирования риса-зерна в силосах элеватора атмосферным воздухом при разнице в температурах насыпи и воз духа от 10,0 до 24,3°С, а также продолжительности охлаждения наблюдалось снижение температуры его насыпей в пределах 0,7— 13,0°С. При этом скорости охлаждения изменялись в пределах 0,06—0,37 град/час.
На основании данных исследования построена кривая, позво ляющая определить скорость охлаждения насыпи риса-зерна в про цессе вентилирования при различных перепадах температуры зерна и наружного воздуха в пределах 10:—25°С (рис. 7).
Незначительную скорость охлаждения насыпи риса-зерна при большой разности температуры насыпи и возду!а можно объяснить тем, что в процессе прохождения через вентилятор ЦВ-18 № 8 воз дух нагревается на 7—1 ГС, что существенно снижает эффект охлаждения зерновой насыпи.
22
Из приведенных денных следует, что при достаточно больших разрывах в величинах температур зерна и воздуха и довольно низ ких удельных его подачах возможно охлаждение' насыпей рисазерна в силосах элеватора с помощью применявшейся вентиляци онной установки с вертикальным продуванием насыпи.
Рис. 7. Кривая старости охлаждения риса-зерна в силосах элеватора <в процессе активного вентил!и:р101ва'ння гари разных перепадах температур насыпи и атмосферного воздуха
На этом основании можно было предусмотреть, что в Красно дарском крае, а также в районах с аналогичными климатическими условиями Где в период заготовок и в первые месяцы хранения наблюдаются высокие температуры зерна н воздуха), применение искусственно охлажденного воздуха с целью консервирования на сыпей риса-зерна будет сопровождаться значительным технологи ческим эффектом.
При исследовании технологической эффективности вентилиро вания атмосферным воздухом риса-зерна в силосах элеватора груп па исследователей под руководством М. Г. Голика вела наблюде ния за изменением зоны охлаждения его насыпи.
В течение периода вентилирования температура окружающего воздуха изменялась в пределах +10-!— ГС. Средняя температура насыпи зерна в силосе до охлаждения составляла 23,5°С. В процес се вентилирования наблюдали значительное расслоение насыпи зерна по температуре. Так, через б час. вентилирования темпера тура нижнего слоя насыпи на высоте 5 м снизилась на 12°С, в то время как в верхних ее слоях она оставалась без изменений, а на чиная с высоты 20 м повышалась на 3—3,5°С. С увеличением про должительности вентилирования происходит выравнивание темпе ратуры по всей насыпи с максимальным разрывом между верхним н нижнчм слоями з 2°С (табл. 13).
Колебания температуры насыпи, которые наблюдаются практи чески во всех ее слоях обусловлены колебаниями температуры на ружною воздуха в период вентилирования.
23
В начальный период вентилирования в нижнем слое насыпи образуется зона наибольшего' охлаждения с температурой 7,5— 11,5°С, которая постепенно перемещается вверх.
П родолж и |
Температура |
тельность вен- |
наружного |
тилирования, |
воздуха, |
час. |
°С |
|
Тега пер ату Iга, |
СС сjгоя зерн а |
на |
вы соте |
|
|
Ог днища |
силоса |
м |
|
|
б |
10 |
15 |
20 |
25 |
27,5 |
Таблица 13
Средняя тем пература зерца
всилосе.
СС
0 |
■б |
23,5 |
2-6,0 |
27,5 |
24,5 |
1-8,0 |
20,0 |
23,5 |
6 |
4 |
14,5 |
24,0 |
2-5,5 |
26^5 |
21,5 |
23,5 |
22,0 |
13 |
Ю |
9,5 |
23,0 |
20,0 |
26,5 |
22,0 |
23,5 |
21,0 |
48 |
2 |
9,5 |
13/) |
15,0 |
24,5 |
22,0 |
2-3,5 |
1-8,0 |
24 |
0 |
8,0 |
М,5 |
43,5 |
2-3,5 |
22,0 |
-24,0 |
17,0 |
30 |
3 |
9,0 |
9,0 |
10,5 |
18,0 |
20,5 |
22,5 |
45,0 |
36 |
1 |
9,0 |
7,5 |
9,0 |
14,0 |
19,0 |
19,0 |
13,0 |
42 |
3 |
10,0 |
9,0 |
10,0- |
11,0 |
1-6,0 |
19,0 |
12,5 |
48 |
4 |
11,0 |
9,5 |
1-0,0 |
11,0 |
14,5 |
17,0 |
1-2,0 |
54 |
3 |
10,5 |
10,0 |
1-0,5 |
40,0 |
13,0 |
115,0 |
14,5 |
58 |
4 |
10,-5 |
9,-5 |
10,5 |
10,-0 |
10,5 |
11,5 |
110,5 |
За первые 12 час. вентилирования зона наибольшего охлажде-' няя установилась з нижней части насыпи на высоте 5 м, содержа щей около 100 т зерна, а через 58 час. зона охлаждения распрост ранилась на всю массу зерна. При этом наблюдалось выравнива ние температуры, по всем слоям насыпи. Продвижение зоны наи большего охлаждения происходило в насыпи равномерно и в сред нем за каждые 12 час. она распространялась на 100 т зерна, или на 8—9 г зерна за час.
Таким образом, можно охладить в течение двух суток рис-зер но, размещенное в одном силосе.
Хранение зерна повышенной влажности в искусственно охлаж денном состоянии представляет собой новое перспективное направ ление в технологии послеуборочной обработки свежеубранного ри са-зерна. Поэтому. Министерством заготовок СССР в 1971 г. было решено разработать и смонтировать первый в Советском Союзе комплекс «холодильная установка—железобетонный силос», иссле довав его эффективность для консервирования риса-зерна.
По заданию Министерства заготовок СССР кафедрой хранения зерна Всесоюзного заочного института пищевой промышленности (ВЗИПП) под руководством про-ф. М. Г. Голика было составлено техническое задание, включающее следующие требования на про ектирование и оборудование технологического комплекса «железо бетонный силос — холодильная установка»:
хранимая продукция — свежеубранный рис-зерно с влажностью до 21 % ;
способ хранения — в типовом железобетонном силосе диаметром 6 м при высоте насыпи 30 м;
температура, создаваемая и поддерживаемая в насыпи — 0°С; способ производства холода — холодильный стационарный агре
гат производительностью около 500 тыс. ккал/час;
24
способ распределения холодного воздуха в насыпи силоса—на гнетание снизу под металлический короб;
удельная подача воздуха—1 м3 на г в час.
На основе технического задания, представленного кафедрой «Хранение зерна и продуктов его переработки» ВЗИПП, конструк торское бюро .Краснодарского краевого управления хлебопродук тов разработало проект комплекса «холодильная установка — железобе гонпый силос» и произвело расчет необходимого оборудова ния. Монтаж холодильной установки и присоединение ее к имею щейся воздухораспределительной сети был осуществлен на Сла вянском элеваторе Краснодарского края. На рис. 8 показана схема комплекса. Для охлаждения воздуха была использована промыш
ленная |
фреоновая |
холодильная |
|
|
||||
установка |
с |
|
компрессором |
|
|
|||
ФУ-175 |
|
производительностью |
|
|
||||
190 тыс. ккал/час с электродвига |
|
|
||||||
телем |
АП-92-6 |
мощностью |
|
|
||||
980 об/мин. |
|
|
|
|
|
|
||
Фреоновый испарительно-кон |
|
|
||||||
денсаторный агрегат АИК-150 |
|
|
||||||
установки состоит из кожухотруб |
Охлажденный |
|
||||||
ного испарителя |
ИТР-100 с по |
Чоэдух$.‘ Ч т'С |
D |
|||||
верхностью |
охлаждения |
100 л 2, |
|
Дтмоярерный Воздух |
||||
Рассолг*-15вС |
|
|||||||
■ Д |
|
|||||||
горизонтального |
кожухотрубного |
|
||||||
конденсатора КТР-75, с поверхно |
г > - |
Охлажденная бода |
||||||
|
|
|
|
|
|
|||
стью охлаждения 70 м\, теплооб |
|
|||||||
Рис. 8. Схема комплекса «холодильная |
||||||||
менника ТФ-3, приборов |
автома |
|||||||
тического регулирования и защи |
установка — железобетонный силос» |
|||||||
|
|
ты машины и аппаратуры.
Для циркуляции рассола в четырех воздухоохладителях ВО-450 4 и оборотной воды в градирне 3 устанавливаются три насоса 2 (один—резервный) марки К-9 производительностью 54 м3/час при напоре Н = 27 мм вод. ст. с электродвигателем мощностью 7 кет при 2890 об/мин.
В качестве воздухораспределительной сети были использованы на этом этапе исследований имеющиеся на элеваторе воздуховоды установки для активного вентилирования с вертикальным продува нием насыпей зерна в силосах.
При работе комплекса холодный воздух из воздухоохладителей отсасывается вентилятором ЦВ-18 № 8 5 и нагнетается в зерновую насыпь. Воздухораспределительная сеть может одновременно обслуживать от одного до шести силосов 6, емкостью по 550 / (в среднем) риса-зерна каждый. Количество одновременно венти лируемых силосов с зерном изменяют с помощью дроссельных кла панов.
Для выяснения эффективности использования комплекса ВЗИПП совхместно с Ростовской МИС в 1972 г. провели опыты по охлаждению насыпей риса-зерна одновременно в одном, двух, трех и пяти силосах [9].
При этом ставилась задача определить максимальное количе ство силосов с рисом-зерном, которое можно эффективно охлаж дать при работе комплекса.
Для этого необходимо было установить: аэродинамические параметры работы комплекса;
изменение скорости охлаждения насыпи риса-зерна в процессе вентилирования в зависимости от перепадов температур зерна и охлажденного воздуха;
влияние исходной температуры насыпи на скорость охлажде ния;
продолжительность охлаждения насыпи риса-зерна в зависимо сти от количества вентилируемых силосов;
изменение скорости охлаждения насыпи в зависимости от коли чества вентилируемых силосов;
перемещение зоны охлаждения в зависимости от количества вентилируемых силосов;
изменение показателей качества риса-зерна в процессе вентили рования.
Аэродинамические параметры работы комплекса «холодильная
установка—железобетонный |
силос» |
представлены |
в табл. |
14. |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 14 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Количество |
одновременно |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
вентилируемых силосов |
||
|
Показатели |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
5 |
Вес насыпи риса-зерна, т |
. i . |
. i . |
54.2 |
1177 |
1708 |
2890 |
|||||
Исходная влажность, |
% |
. . ,. |
15,5 |
1.5,5 |
14,7 |
■ 15,5 |
|||||
Исходная температура, °С |
|
|
| . |
31,4 |
20,7 |
28,4 |
19,9 |
||||
Аэродинамические параметры: |
|
|
|
|
|
|
|
||||
средняя скорость воздуха на вы- |
|
|
|
|
|||||||
ходе |
из |
вентилятора, м ^ е к . . |
■20,02 |
24,2 |
25,6 |
27,15 |
|||||
средняя |
скорость воздуха |
на |
вы- |
|
|
|
|
||||
ходе |
из |
силоса, |
м;сск . . . . |
4, 7 |
2,35 |
1,5 |
0,83 |
||||
Полное давление, развиваемое вентиля- |
|
|
|
|
|||||||
тором, кгс/см 2 |
. . |
. | |
. . . | |
|
|
: |
831,0 |
440,3 |
337,4 |
260,2 |
|
Производительность' вентилятора, м 3/час |
■8230 |
9784 |
10435 |
11474 |
|||||||
Удельная подача |
воздуха, м 3/час |
|
на |
1 т |
13,8 |
8,4 |
6,1 |
4,1 |
|||
Скорость фильтрации воздуха в насыпи |
|
|
|
|
|||||||
риса-зерна, |
м /сек . |
|
. . ■........................ |
0,08 |
0,05 |
0,03 |
0,02 |
||||
Общие потерн воздуха в системе, |
% . . |
22,6 |
22,9 |
28,5 |
65,5 |
Одновременному охлаждению подвергали различное количество зерна от 542 до 2800 тв зависимости от количества вентилируемых силосов. В связи с последним удельные подачи воздуха изменялись от 13,8 до 4,1 м3/час на 1 т. В процессе вентилирования искусствен но охлажденным воздухом потери воздуха в системе были значи тельными. Так, при охлаждении риса-зерна одновременно в одном, двух и трех силосах (силосы расположены в одном ряду) они со ставляли 22,6—28,5%, при охлаждении в пяти силосах—65,5%.
26