5.2. Агротехнические требования к сушке зерна

Агротехнические требования устанавливают допустимые температуры нагрева теплоносителя и зерна для разных зерносушилок.

В барабанной зерносушилке зерно движется вдоль вращающегося барабана в потоке теплоносителя. Температура теплоносителя для сушки продовольственного зерна колосовых культур 180…200 °С, семян 100…160 °С. При этом продовольственное зерно пшеницы нагревается до 55 °С, семенное - до 48 °С.

В шахтной зерносушилке зерно перемещается вниз под действием силы тяжести, а теплоноситель движется навстречу зерну. Температура теплоносителя для сушки продовольственного зерна колосовых культур 100… 140 "С, семенного - 65…70 °С, температура нагрева продовольственного зерна до 55 °С, семенного -до 45 °С. Неравномерность нагрева зерна в процессе сушки должна быть не более 3…4°С. Неравномерность влажности высушенного (до 15 %) зерна допускается ±1%. Влажность зерна за один пропуск через барабанную зерносушилку можно снизить с 25 до 17%, через шахтную сушилку - с 25 до 19%.

Зерно после сушки необходимо охладить до температуры, превышающей температуру атмосферного воздуха не более чем на I0…15 °С. Закладывать на хранение нагретое зерно запрещается, так как оно может погибнуть или потерять товарные качества.

5.3. Комплекс машин

Барабанные зерносушилки

Зерносушилка СЗСБ-8А (рис.5.3) предназначена для сушки семенного и фуражного зерна любой исходной влажности и засоренности. Сушилку используют в составе зсрноочистительно-сушильных комплексов КСЗ-25Б.

Барабанная зерносушилка состоит из топочного блока, переходника, сушильного барабана, выгрузной камеры, вентилятора, охладительной колонки, нории, приводной станции, воздухопроводов и топливной системы.

Топочный блок предназначен для сжигания жидкого топлива и образования теплоносителя (смеси топочных газов с воздухом) с параметрами, необходимыми для сушки. Подачей топлива управляет автоматика, с помощью которой устанавливают и поддерживают температуру теплоносителя.

Сушильный барабан включает в себя шестисекционную крестовину и обечайки. На лучах крестовины закреплены полочки для пересыпания зерна. На внутренней поверхности в начале и конце барабана смонтированы лопасти, расположенные по винтовым линиям. На выходном конце барабана установлен конусный патрубок, к торцу которого присоединено подпорное кольцо с окнами. Обечайка барабана заключена в два кольца-бандажа, которыми барабан опирается на приводные и поддерживающие ролики. Барабан приводится во вращение с частотой 8 мин^-1 приводной станцией.

Сверху на выгрузной камере установлен вентилятор, засасывающий теплоноситель от топочного блока. Внизу камера суживается, образуя выгрузной лоток, на котором смонтирован шлюзовой затвор.

Охладительная колонка, предназначенная для охлаждения зерна после сушки, состоит из наружного и внутреннего перфорированных цилиндров, вентилятора, шлюзового затвора и автоматики для поддержания необходимого уровня зерна в кольцевой камере колонки.

Рис. 5.3. Зерносушилка СЗСБ-8А:

Рабочий процесс сушки заключается в следующем. Влажный зерновой ворох, подаваемый по трубе в загрузочную камеру, высыпается на винтовые лопасти. Семена под действием теплоносителя, движущегося внутри барабана от топочного блока к вентилятору, напора вороха в зоне загрузки и винтовых лопаток поступают в барабан. Полочки захватывают порции семян, поднимают их и затем сбрасывают. Теплоноситель, проходя через барабан, пронизывает семена, ссыпающиеся с полочек, и нагревает их. В результате нагрева влага из семян испаряется, поглощается теплоносителем и удаляется из сушилки. Отработанный теплоноситель вентилятором выбрасывается в атмосферу.

Количество теплоносителя, проходящего через барабан, регулируют с помощью дросселя вентилятора в зависимости от критической скорости высушиваемых семян.

Скорость испарения влаги увеличивается пропорционально температуре нагрева зерна, которую можно поднимать лишь до значений, допустимых агротехническими требованиями. Перегрев зерна приводит к распаду веществ (денатурация белка), входящих к состав клеток зерна, отмиранию протоплазмы и гибели зерна как живого организма. Поэтому при сушке зерна важно обеспечить такой режим, который исключал бы его перегрев.

Температура нагрева зерна зависит от двух факторов: температуры теплоносителя и времени пребывания зерна в сушильной камере (экспозиции сушки). Температуру теплоносителя регулирует и поддерживает автоматика топочного блока, а экспозицию сушки устанавливают с помощью выгрузного устройства.

Высушенное зерно, непрерывно выгружаемое шлюзовым затвором, поступает в норию и загружается сверху в охладительную колонку. Холодный воздух, всасываемый другим вентилятором через отверстия наружного цилиндра, проходит через слой зерна, охлаждает его и по внутреннему цилиндру поступает в вентилятор. Шлюзовой затвор непрерывно выгружает зерно из охладительной колонки. Поэтому зерно в колонке движется вниз. Датчики автоматически поддерживают постоянный уровень зерна в кольцевой камере охладительной колонки.

Производительность сушилки при снижении влажности зерна с 20 до 14% составляет 10 т/ч. Рабочие органы приводятся в действие электродвигателями суммарной мощностью 38 кВт. Удельный расход условного топлива 12,8 кг/т.

Шахтные зерносушилки

Шахтные зерносушилки в отличие от барабанных требуют более тщательной очистки зернового материала от посторонних примесей. Их нельзя использовать для сушки малосыпучего вороха, например вороха семенников трав, льна, а также сильно засоренного вороха зерновых культур.

Зерносушилка СЗШ-16А используется в очистительно-сушильных комплексах для сушки продовольственного, семенного и фуражного зерна зерновых и крупяных культур.

Рис.5.4. Зерносушилка СЗШ-16А

Сушилка состоит из двух сушильных камер (рис. 5.4), топки, загрузочных и разгрузочных норий, двух охладительных колонок и подводящего и двух отводящих диффузоров, двух отсасывающих вентиляторов, двух разгрузочных устройств, механизма привода, зернопроводящих труб и системы автоматического контроля и регулирования режима сушки.

Топка представляет собой самостоятельный агрегат, смонтированный в отдельной пристройке. Теплоноситель получают в результате смешивания топочных газов с атмосферным воздухом или нагрева атмосферного воздуха. КПД топки в первом случае выше, чем во втором. Поэтому нагретый воздух используют только для сушки продовольственных партий зерна и крупяных культур. Теплоноситель поступает в сушильную камеру по трубопроводу и подводящему диффузору.

Сушильная камера - это шахта размером 980 х 1980 х 3650 мм. Две шахты смонтированы на бетонном основании так, что между ними имеется пространство, перекрытое подводящим диффузором, к которому присоединен трубопровод. На боковых стенках шахт установлены диффузоры, предназначенные для отвода отработанного теплоносителя. Диффузоры соединены патрубком со всасывающим окном вентиляторов. В патрубке выполнены жалюзи с регулятором.

Шахта состоит из рамы, стенок (боковых с вырезами и торцовых глухих), пятигранных коробов, размещенных рядами между боковыми стенками шахты. В каждом ряду насчитывается восемь полых коробов. Ребро каждого короба направлено вверх, открытая часть - вниз. Короба установлены в горизонтальных рядах в шахматном порядке. Часть рядов из коробов предназначена для ввода в сушильную шахту теплоносителя. Концы этих коробов присоединены к окнам в стенке, обращенной к межшахтному пространству. Ряды коробов, расположенных между рядами подводящих коробов, предназначены для отвода отработанных газов. Концы отводящих коробов присоединены к окнам стенки шахты, обращенной к отводящему диффузору.

Над шахтами смонтированы надсушильные бункера закрытого типа. На вертикальной стенке бункеров установлены датчики верхнего и нижнего уровней зерна, с помощью которых автоматика управляет работой разгрузочного устройства. В нижней части каждой шахты размещены разгрузочное устройство, подсушильный бункер с патрубком, подводящим высушенное зерно к нории.

Разгрузочное устройство состоит из неподвижной лотковой коробки с восемью окнами и подвижной каретки, на которой закреплены пластины. Каретка движется возвратно-поступательно под действием механизма. Выпуск зерна регулируют, изменяя зазор между выпускными окнами и пластинами каретки, а также амплитуду колебаний пластин.

За каждый ход каретки пластины сбрасывают порцию зерна в подсушильный бункер, обеспечивая непрерывную выгрузку высушенного зерна и движение сверху вниз всего объема зерна, находящегося в шахте.

Скорость движения зерен в шахте зависит от зазора между выпускными окнами и пластинами, амплитуды и частоты перемещений каретки с пластинами. Зазор изменяют от 0 до 20 мм, поднимая и опуская каретку. Амплитуду колебаний в пределах 0…20мм регулируют, изменяя взаимное расположение эксцентриков привода. Для ускорения выгрузки зерна из шахты привод снабжен механизмом включения, которым каретку перемещают на большую амплитуду и полностью открывают выходные отверстия. Охладительное устройство составлено из двух колонок, аналогичных СЗСБ-8А.

Рабочий процесс протекает следующим образом. Предварительно очищенный влажный материал непрерывно подается нориями в надсушильный бункер каждой шахты и заполняет пространство между коробами. Когда уровень зерна в бункере 6 достигнет верхнего датчика, автоматика включает привод кареток разгрузочного устройства и зерно под действием силы тяжести движется вниз. Если бункер опорожнится до нижнего датчика, автоматика выключает на время привод кареток.

При установившемся режиме зерно медленно движется вниз в пространстве между коробами. Теплоноситель входит через окна в стенке в подводящие короба, выходит из-под их боковых граней, просачивается сквозь слой зерна, поступает снизу в отводящие короба и выводится из сушильной камеры вентилятором. Теплоноситель, двигаясь сквозь слой зерна, нагревает его, испаряет влагу и уносит ее из сушилки.

Высушенное зерно выгружается в бункер, поступает в норию, которая загружает его в охладительные колонки. После охлаждения атмосферным воздухом зерно выгружается из колонок шлюзовым затвором в бункер и подается норией на последующую обработку.

Режим сушки регулируют, изменяя температуру теплоносителя и скорость движения зерна в шахте. Температуру теплоносителя регулируют, изменяя подачу топлива в горелку и холодного воздуха в смесительную камеру. Скорость движения теплоносителя в слое зерна изменяют регулятором поворота жалюзи в патрубке. Она должна быть меньше критической скорости семян; в противном случае семена будут уноситься теплоносителем. Скорость движения зерна в шахте (экспозицию сушки) регулируют с помощью разгрузочного устройства.

Процесс сушки необходимо периодически контролировать, отбирая пробы для определения влажности и качества зерна и семян. Из каждой партии зерна, поступающей для сушки, отбирают средние пробы для определения влажности, а для семян - и всхожести. Для контроля температуры нагрева зерна специальным совочком берут пробы в трех-четырех местах нижнего ряда коробов. Зерно ссыпают в деревянный ящик, снабженный термометром. Если температура нагрева зерна окажется выше допустимой, увеличивают выпуск зерна из зерносушилки. Если температура нагрева соответствует максимально допустимой, а влажность зерна после сушки выше кондиционной, его сушат вторично. Через каждые пять-семь дней непрерывной работы зерносушилку очищают.

Производительность на сушке продовольственного зерна пшеницы при снижении влажности с 20 до 14% составляет 20 т/ч.

Конвейерная, ромбическая и карусельная зерносушилки (рис.5.5)

Конвейерная сушилка предназначена для сушки продовольственного и фуражного зерна зерновых, зернобобовых, масличных, крупяных и других культур, а также слабосыпучего семенного вороха трав. Она может работать на жидком, газообразном и твердом топливе.

Рабочий процесс конвейерной сушилки заключается в следующем. Зерно подают загрузочным транспортером в бункер. Из него оно самотеком высыпается на верхнюю ветвь транспортера, распределяется им тонким слоем и перемещается по поверхности сначала верхнего, а затем нижнего решета. Теплоноситель, получаемый в теплогенераторе в результате сжигания топлива, венилятором нагнетается под нижнее решето, проходит сначала через нижний, а затем через верхний слой зерна, нагревает его и удаляет испарившуюся влагу. При перемещении зерна по поверхности настила планки транспортера ворошат слой, обеспечивая необходимую равномерность сушки.

Высушенное зерно поступает на транспортер охладительной камеры, который перемещает его по решету к выгрузному окну. Атмосферный воздух, подаваемый вентилятором, проходит через слой зерна и охлаждает его. Режим сушки регулируют, изменяя температуру теплоносителя и скорость движения транспортера сушильной камеры. Производительность при сушке фуражного зерна 4 т/ч.

Ромбическая сушилка снабжена сушильной камерой (рис. 5.5 б) в форме ромба с двойными перфорированными стенками. При сушке зерно движется сверху вниз между стенками, продувается теплоносителем, нагревается и высыхает. В процессе движения по верхнему и нижнему наклонным каналам зерновой слой перемешивается. Ромбическая сушилка обеспечивает качественную сушку фуражного, продовольственного и семенного зерна. Ромбические сушилки бывают передвижные и стационарные.

Производительность этих сушилок в зависимости от длины сушильной камеры составляет 5…25 т/ч.

Карусельная зерносушилка предназначена для сушки» зерна зерновых и зернобобовых культур с исходной влажностью до 35%. Сушилка снабжена цилиндрической камерой (рис. 5.5 в), в которой зерновой ворох вращается вместе с решетчатой платформой вокруг вертикальной оси и обрабатывается теплоносителем. Загрузочное устройство подает влажное зерно сверху на вращающийся зерновой ворох, а выгрузное устройство отбирает сухое зерно из нижнего слоя и выводит его из сушилки. Производительность на сушке продовольственного зерна пшеницы при снижении влажности с 26 до 14% составляет 5 т/ч.

Рис. 5.5 Схема рабочего процесса конвейерной (я), ромбической (б) и карусельной (в) зерносушилок

Комплексное использование очистительных, топочных, сушильных агрегатов очень удобно. Поэтому существуют комплексы зерносушильно-очистительные, объединяющие все компоненты послеуборочной обработки зерна. Примером такого комплекса является ЗСК-30 (30 тонн/час)

Рисунок 5.6. Зерносушильно-очистительный комплекс ЗСК-30

Он включает в себя:

• приемное отделение;

• зерноочистительное отделение;          

• сушильное отделение;

• бункер временного хранения зерна;

• система зернопроводов;

• металлические конструкции;

• система контроля и управления температурой агента сушки и нагрева зерна, поддержания заданного уровня заполнения надсушильного бункера, пуска и управления топочным блоком АТ-2,5, световая и звуковая сигнализация.