Зерносушение — 1.2. Принципы обезвоживания и способы сушки зерна

1.2. Принципы обезвоживания и способы сушки зерна

Принципы обезвоживания и способы сушки

Сушилка аэродинамическая комбинированного типа (АСКТ)

В технологии зерносушения используют два основных принципа удаления излишней влаги из зерна:

  • в виде жидкости
  • в виде пара.

Принцип удаления влаги из зерна в виде жидкости

Первый принцип сушки осуществляют при непосредственном контакте сырого зерна с более  гигроскопическим веществом, способным поглощать влагу из зерна путем сорбции. Это так называемая сорбционная сушка (контактный влагообмен).

В качестве сорбируемого вещества могут быть использованы сухое зерно, гранулированный силикагель или другие вещества.

Принцип удаления влаги из зерна в виде пара

Второй принцип сушки связан с затратой тепла на превращение жидкости в пар. Такая сушка называется тепловой.

Энергию, необходимую для испарения влаги, можно сообщать зерну различными методами:

  • конвекцией,
  • кондукцией,
  • терморадиацией,
  • в электрическом поле токов высокой частоты
  • и др.

Применение того или иного принципа сушки и метода энергоподвода необходимо увязывать со свойствами зерна, в частности, с прочностью связи влаги в зерне.

Сушка с конвективным теплоотводом

Конвективная сушка продуктов

Наибольшее применение в технологии зерносушения получила сушка с конвективным теплоотводом. В этом случаи энергию, необходимую для испарения влаги, сообщают зерну нагретым газом - воздухом или смесью воздуха с продуктами сгорания топлива.

Конвективную сушку осуществляют, как правило, продуванием зернового слоя потоком нагретого газа. Широкое распространение конвективного метода сушки зерна обусловлено простотой его осуществления и достаточно высокой экономичностью процесса.

Технология сушки зерна кондуктивным методом

Теплота может быть передана зерну от нагретой поверхности кондукцией (теплопроводностью), в связи с чем этот метод сушки называют кондуктивным. В качестве нагретой поверхности используют трубы, обогреваемые изнутри паром, горячей водой или газом. Выделяющийся из зерна водяной пар поглощается холодным или нагретым воздухом, подаваемым в сушильную камеру.

  • Скорость кондуктивной сушки зависит от температуры греющей поверхности и толщины зернового слоя.
  • Кондуктивную сушку применяют, главным образом, для прогрева зерна и небольшого снижения влажности при подготовке зерна к переработке.
  • Кондуктивный теплоподвод используют в вакуум - сушилках.
  • Сушка под вакуумом позволяет повысить интенсивность процесса, проводимого при низких температурах высушиваемого зерна.
  • Усиление вакуума приводит к снижению температуры зерна и интенсифицирует подвод тепла от поверхности нагрева к зерну.

Терморадиационная сушка зерна

Терморадиационная конвейерная сушилка

Терморадиационная конвейерная сушилка

При терморадиационной сушке подвод тепла к зерну осуществляют от генераторов инфракрасного излучения или солнечными лучами. Внимание к использованию солнечной энергии, как источника тепла для сушки зерна, в последнее время усиливается.

Технология терморадиационная сушка (воздушная)

Простейшую солнечно - воздушную сушку рекомендуется проводить в сухую и ясную погоду на специально оборудованных деревянных, кирпичных, асфальтовых или глинобитных площадках.

  • Зерно, в зависимости от влажности, рассыпают слоем толщиной 10-15 см. На  1 т. зерна требуется примерно 15 м2 площади.
  • В течение дня в благоприятных погодных условиях  влажность зерна может быть снижена на 3-4%.
  • При периодическом перемешивании и провеивании зерна сушка заметно ускоряется.

При солнечной сушке полностью сохраняются семенные и продовольственные достоинства зерна, ускоряется послеуборочное дозревание, снижается зараженность вредителями. Вместе с тем, солнечная сушка весьма трудоемка, зависит от метеорологических условий, требует специально оборудованных площадок.

Сушка зерна инфракрасным излучением

Инфракрасная сушка зерна

Сейчас накоплен достаточно большой экспериментальный материал по использованию инфракрасного излучения для сушки зерна.

  • Созданы полупроизводственные зерносушильные установки;
  • имеются промышленные установки небольшой производительности для удаления поверхностной влаги с промытого зерна, направляемого на переработку.

При инфракрасном излучении плотность теплового потока на поверхности материала в 20-100 раз выше, чем при конвективной сушке. Однако зерно в целом малопроницаемо для инфракрасного излучения. Так, при применении светлых излучателей проницаемость слоя толщиной в одно зерно составляет только 20%, а слоя толщиной в  два зерна - всего лишь 5%.

В качестве генераторов излучения следует применять газовые горелки или панели, обогреваемые продуктами сжигания природного газа или жидкого топлива.

Сушка зерна в электрическом поле высокой частоты

Микроволновая сушилка шнекового типа

Микроволновая сушилка шнекового типа

1 — воздуховод; 2 —внешний воздуховод; 3 — вентилятор; 4 — магнитрон; 5— корпус сушилки; б—шнек; 7—привод шнека

Возможен нагрев и сушка зерна в электрическом поле высокой частоты. Высокочастотный нагрев материалов основан на явлении поляризации. Имеющиеся во влажном материале полярные молекулы (диполи) стремятся расположиться своими осями вдоль поля. Колебания молекул связаны с трением частиц между собой, в результате чего в массе материала выделяется тепло.

Характер метода

Характерной особенностью такого метода сушки является прогрев зерна в массе. Количество выделяемой теплоты зависит от напряженности поля и частоты, а также от диэлектрических свойств зерна. С повышением его влажность диэлектрические потери возрастают, в связи с чем возрастает количество выделяемой теплоты.

В промышленных условиях обычно применяют ламповые генераторы. Общий к.п.д. их невысок, в связи с чем удельный расход энергии при высокочастотной сушке более чем в два раза превышает расход энергии при конвективной сушке.

Метод комбинированной сушки зерна

Проточные зерносушилки S3, S6, S6D

Перспективны различные методы комбинированной сушки, например, при сочетании конвективно-кондуктивного, радиационно-конвективного теплоотводе при разном состоянии зернового слоя.

Интерес представляет конвективною - контактная сушка зерна, получившая широкое развитие и внедрение в сушилках с рециркуляцией зерна.

На стадии опытной проверки находятся методы сушки зерна в акустическом поле, сушка сублимацией и вакуум - сушка.

Еще полезные статьи: