Установки активного вентилирования зерна

Рис. 5. Телескопическая установка ТВУ-2 в собранном виде

 

Перед эксплуатацией  звенья вытягивают во всю длину (9,86 м) на площадке или полу склада, а  затем засыпают зерновой массой, которую  необходимо вентилировать. К наружному концу (звену без отверстий) присоединяют вентилятор с электродвигателем. По окончании вентилирования установку вытягивают из насыпи за трос с помощью трактора или автомобиля и укладывают на новом месте. Масса установки 295 кг. За один прием с помощью ТВУ-2 можно обработать 100-150 т зерна. При необходимости обработки больших масс зерна размещают несколько установок. Расстояние между трубами зависит от влажности зерновой массы и высоты ее насыпи.

 

2.5. Вентилируемые  бункера.

Вентилируемые бункера являются наиболее совершенными устройствами для быстрого охлаждения, а также для медленной сушки зерна и семян различных культур, предназначены для накопления и временной консервации зерна влажностью до 25 % с сохранением его посевных и продовольственных качеств (рис 6).

Рис. 6. Бункер вентилируемый БВ-25

1- кольцевая рама, 2 – корпус, 3 –  регулятор влажности, 4 – грузики, 5 – клапан, 6 – распределитель  зерна, 7 – воздухораспределительная  труба, 8 – вентилятор с электродвигателем, 9 – электрокалорифер, 10 – опоры корпуса, 11 – регулировочное кольцо.

 

Они занимают сравнительно мало места, обеспечивают полную механизацию  загрузки и выгрузки зерна, достаточно быстро монтируются. Благодаря возможности  работы при любой погоде, быстроте охлаждения, полной механизации загрузки и выгрузки зерна, вентилируемые бункера пригодны для использования их в сочетании с поточными зерноочистительно-сушильными линиями.

3. Режимы и  условия активного вентилирования.

При активном вентилировании только определенное количество воздуха обеспечивает достаточно быстрое охлаждение зерна. Если воздуха недостаточно, зерно охлаждается медленно, а самые удаленные от места поступления воздуха участки зерновой насыпи (застойные зоны) нередко отпотевают и увлажняются. В этих зонах в результате длительного нахождения зерна при повышенной температуре и влажности активно развиваются микроорганизмы, и возможно возникновение процесса самосогревания. Следовательно, вентилирование нужно вести с такой интенсивностью, чтобы исключить развитие нежелательных процессов и охладить обрабатываемую партию зерна значительно раньше, чем может возникнуть его порча.

Активное вентилирование надо проводить в строгом соответствии с установленными для каждой культуры режимами обработки. Под Режимом  активного вентилирования понимают оптимальное сочетание основных параметров обработки зерна воздушным потоком, обеспечивающее наилучшие хозяйственные результаты. К таким параметрам относят: удельную подачу воздуха, продолжительность и периодичность вентилирования, высоту зерновой насыпи.

Под удельной подачей понимают расход воздуха в расчете на 1 т зерна за 1 ч. Этот важнейший норматив активного вентилирования определяют с учетом обеспечения максимальной хозяйственной выгоды, то есть сохранения высокого качества зерна охлаждением в течение возможно большего времени при нагрузке на каждый вентилятор возможно большего количества зерна.

Общее количество воздуха, необходимое  для охлаждения 1 т зерна с учетом его теплоемкости, равно примерно 2000 м³. Эта величина мало зависит от разности температур зерна и воздуха, так как при более высокой температуре зерна воздух будет нагреваться до соответственно большей температуры и удалять за одно и то же время больше тепла, то есть охлаждение зерна будет идти более интенсивно.

Исходя из общей величины расхода  воздуха, необходимого для охлаждения каждой тонны зерна (2000 м³/т), несложно обосновать и нормы удельной подачи воздуха при вентилировании для охлаждения.

Исходным показателем для расчета  удельной подачи воздуха является время, за которое должна быть охлаждена вся зерновая насыпь. Последнее зависит от влажности зерна: чем она выше, тем более вероятна быстрая порча зерна и тем быстрее надо закончить вентилирование. Для условий сельскохозяйственного предприятия применительно к свежеубранным семенам основных зерновых культур охлаждение должно быть закончено не более чем за 10 ч при влажности зерна свыше 24 %, примерно за 20 ч при влажности зерна 20-24 % и за 30-40 ч при влажности зерна до 20 %. Чтобы выполнить это требование, необходимо установить такую удельную подачу воздуха, которая была бы равна общему расходу воздуха (2000 м³/т), деленному на заданное время охлаждения. Основные параметры активного вентилирования, включая удельную подачу воздуха, высоту насыпи зерна и время вентилирования, приведены в таблице 2.

При повышении влажности зерна  надо применять более высокий  удельный расход воздуха. Существующие стационарные вентиляционные установки  имеют постоянные размеры площадки для размещения зерна и обслуживаются, как правило, одним постоянным вентилятором. Поэтому основной способ регулирования удельной подачи воздуха в необходимых пределах заключается в изменении высоты зерновой насыпи и, следовательно, высоты загрузки зерна в установку. При невысокой влажности зерна в установку загружают зерно максимально высокой насыпью до 4-6 м. Чем выше влажность зерна и чем больше надо подавать воздуха на каждую его тонну, тем соответственно менее высокой формируется зерновая насыпь. Это позволяет увеличить в необходимых пределах удельную подачу воздуха и сократить время обработки конкретной партии зерна.

 

Таблица 2. Режимы вентилирования насыпи зерна и семян атмосферным  воздухом при охлаждении и временной  консервации на установках напольного типа.

Влажность зерна, %	Удельная подача воздуха, м3/ч на 1 т зерна	Продолжительность охлаждения, ч	Высота насыпи зерна, м
до 16	30 – 40	67 – 50	до 5
17 – 20	50 – 80	40 – 25	2 – 3
21 – 24	100 – 120	20 – 17	1,5 – 2
более 24	160 – 200	13 – 10	1 – 1,5

 

Активное вентилирование зерновой массы можно проводить не всегда. Свежеубранное зерно с влажностью 20 % и более допустимо вентилировать круглосуточно при любой влажности воздуха, пока оно не будет направлено на сушку. Вентилирование зерна также целесообразно во всех случаях, когда температура его выше температуры атмосферного воздуха на 4-6 °С и более. Зерно при этом нормально охлаждается и не увлажняется. В дождливую и туманную погоду разность температур должна составлять не менее 8 %.

При влажности зерна ниже 20 % и  особенно ниже 18 % в процессе вентилирования в отдельных случаях возможно его небольшое увлажнение. Чтобы не допустить этого, необходимо регулярно контролировать уровень относительной влажности воздуха и по этому показателю определять величину Равновесной влажности зерна, к которой оно будет стремиться при вентилировании. Зерно будет подсушиваться, если равновесная влажность ниже фактической влажности зерна, в этом случае вентилировать зерно можно. Если же равновесная влажность зерна выше фактической его влажности, то оно будет увлажняться, и вентилирование проводить не следует.

Таким образом, для определения  возможности вентилирования необходимо регулярно определять относительную  влажность воздуха через каждые 6 часов при установившейся погоде, а при переменной – через 3 часа и чаще. Относительную влажность воздуха определяют по показаниям психрометра.

 

4. Сушка неподвижной зерновой насыпи активным вентилированием.

Сушка зерна в неподвижной  насыпи активным вентилированием представляет собой самый простой способ конвективной сушки, широко применяемый в сельском хозяйстве. Этим способом сушат зерно и семена всех культур. Для сушки используют простейшие напольные Камерные или бункерные установки.

Схема простейшей двухкамерной установки для сушки зерна  приведена на рисунке 7. Она представляет собой приподнятое над полом решетное основание и тепловентиляционное устройство, обеспечивающее нагрев и подачу агента сушки в подрешетное пространство. Агент сушки под воздействием избыточного давления проникает через решето и проходит затем через зерновую насыпь снизу вверх. Для нагрева воздуха применяют электрокалориферы (ВПЕ-4) или теплогенераторы (ТГ-75, ВПТ-400).

Рис. 7. Двухкамерная установка для сушки зерна в насыпи

1 - воздухоподогреватель; 2 - патрубок; 3 - диффузор с поворотной заслонкой; 4 - воздухораспределительный канал; 5 - решетное основание; 6 - стенка; 7 - съемная часть стенки.

 

Зерно в установку  загружают равномерно слоем 70-100 см. Сушка зерна активным вентилированием  в неподвижной насыпи происходит послойно. В процессе работы установки образуется небольшая по толщине, обычно 20-30 см, зона сушки, которая постепенно перемещается в направлении потока воздуха. Ниже зоны сушки формируется зона высушенного зерна, которое находится в равновесии с влажностью агента сушки. Зона высушенного зерна по мере продолжения работы установки и продвижения зоны сушки вверх увеличивается. Соответственно этому зона сырого зерна постепенно уменьшается, пока не исчезнет полностью. Таким образом, в неподвижной зерновой насыпи сушка первоначально происходит в небольшом нижнем слое зерновой насыпи. Зерно высушивается сразу до равновесной влажности, и за один прием удаляется вся избыточная влага. Если воздух слишком сухой, зерно неизбежно будет пересушиваться ниже оптимального предела. Так как верхняя часть насыпи высыхает в последнюю очередь, качество зерна может ухудшиться и, следовательно, сушку необходимо закончить раньше, чем это произойдет.

Главный фактор ускорения  сушки – повышение температуры  агента сушки до пределов, безопасных для качества зерна. Нагрев воздуха на 1 °С снижает его относительную влажность на 4-5 %. Для повышения производительности установки используют максимально допустимый нагрев агента сушки. Исходным параметром для расчета является допустимая температура нагрева непосредственно зерна. Если зерно пшеницы семенного назначения, то при влажности 20 % его возможно сушить, нагревая до 45 °С. Температура агента сушки также должна быть 45 °С. По сравнению с атмосферным воздухом скорость сушки в этом случае возрастет в 3-5 раз. Если нагреть агент сушки выше 45 °С, высушенное зерно будет перегреваться, что недопустимо.

При сушке зерна подогретым воздухом проявляется серьезный отрицательный  фактор, связанный с резким пересушиванием зерна в нижней и средней частях насыпи до 7-8 %. Это естественно, так как при нагреве наружного воздуха с 20 до 40-45 °С не только резко повышается его способность к поглощению влаги, но одновременно он делается очень сухим, его относительная влажность снижается примерно до 20 %. Следовательно, влажность высушенного зерна, которая стремится к равновесной влажности по отношению к агенту сушки, будет близка к 7 %. Это не ухудшает посевных качеств семян, но связано с большой дополнительной работой по сушке зерна.

 

Заключение

Наряду со значительной технологической эффективностью активное вентилирование выгодно и в экономическом отношении. Оно исключает необходимость перемещать зерновую массу и значительно сокращает потребность в рабочей силе.

Длительное время для  активного вентилирования использовали только естественный атмосферный воздух. Теперь в ряде случаев применяют активное вентилирование подогретым воздухом, что позволяет значительно подсушивать зерновую массу без ее перемещения непосредственно в хранилище. Вентилирование подогретым воздухом дает очень хорошие результаты и экономически выгодно в сельском хозяйстве. Широко применяется активное вентилирование зерновых масс искусственно охлажденным воздухом. Этот прием проводят в силосах элеваторов, в складах, а иногда и на площадках.

 

 

Список литературы

 

1. В. И. Анискин, В.  А. Рыбарук « Теория и технология  сушки и временной консервации  зерна активным вентилированием»  М. ВИМ 1974г.

 

2. Б. А. Карпов « Технология  послеуборочной обработки и хранения  зерна» 

    М. Агропромиздат 1997г.

 

3. В. А. Сакун « Сушка и активное вентилирование зерна и зеленых кормов»

    М. Колос 1978г.