Стабилизация по влажности зерна, подавляемого на сушку
Зерновая смесь, поступающая на хлебоприемные предприятия в период закупок, характеризуется значительной неоднородностью как по засоренности, так и по влажности. В связи с этим контактный влагообмен наблюдается не только при сушке (в тепло- и влагообменниках рециркуляционных зерносушилок), но и в процессе хранения смеси зерна перед сушкой.
Из практики хранения свежеубранного зерна известно, что наличие в смеси даже небольших количеств зерна или примесей повышенной влажности является причиной самосогревания зерновой массы. Однако это свойственно лишь для условий, исключающих возможность перераспределения части влаги от сырых компонентов зерновой смеси к сухим. При искусственной организации такого процесса совершенно очевидна необходимость тщательного перемешивания компонентов зерна различной влажности, т.е. следует создать такие условия, чтобы каждое сырое зернышко контактировало по меньшей мере с одним или двумя (тремя) сухими зернами. При таких условиях будет эффективно протекать процесс влагообмена и срок безопасного хранения партии зерна повышенной влажности будет значительно продлен.
В условиях производства смешивание зерна различной влажности происходит на этапе формирования партий свежеубранного зерна одинакового качества и на этапе сушки путем возврата на смешивание с сырым зерном части просушенного (рециркулируемого) зерна.
Осуществление этих мероприятий в дополнение к описанным выше положительным эффектам (снижение влажности и повышение температуры зерна, подаваемого на сушку; переход к сушке зерна в плотном подвижном слое и др.) позволяет, во-первых, формировать крупные однородные по качеству партии зерна; во-вторых — увеличить срок устойчивого хранения влажного и сырого зерна; в-третьих — обеспечить устойчивую работу зерносушилок (за счет подачи в них стабильного по влажности зерна) и тем самым повысить их технико-экономические показатели.
В результате исследований контактного влагообмена смеси зерна пшеницы влажностью wсм = 18,0 %, wсм = 20,0 % и wсм = 22,0 %, полученной смешиванием сырого компонента влажностью w0 = 26,26 % и сухого влажностью w3 = 14,0 %, установлено следующее.
Влажность сырого компонента наиболее существенно приближается к влажности смеси уже в первые сутки хранения при температуре 18 °С. При последующем хранении смеси наблюдается даже некоторое снижение влажности сырого компонента по сравнению с влажностью смеси, а затем ее выравнивание. Последние явления свидетельствуют о неравномерном увлажнении сухих компонентов от более сырых. Окончательного выравнивания влажности компонентов по существу не произошло даже через семь суток хранения смеси (имелся небольшой разброс).
Наблюдение за качеством сырого компонента смеси показало, что в течение первых пяти суток показатели всхожести и энергии прорастания, а также количество и качество клейковины не изменились. Что касается контрольного образца влажностью 26,26 %, то за первые трое суток указанные показатели изменились незначительно. В последующие сутки наблюдалось резкое ухудшение его качества, вызванное активизацией жизнедеятельности микрофлоры и дыханием зерна (появился солодовый запах, большая часть зерен явно покрылась плесенью).
Исследования кинетики сушки смеси зерна пшеницы в сравнении с контрольным образцом сырого зерна применительно к условиям пребывания его в первой и второй зонах сушки зерносушилки типа ДСП-32 (ДСП-32от), результаты которых приведены в табл. 7.1 и на рис. 7.6, 7.7, показали следующее.
При подаче на сушку смеси зерна влажностью 22,0 и 20,0 % происходило некоторое (незначительное) снижение производительности по сравнению с сушкой сырого зерна с контрольной влажностью 24,7 % (при исследовании процесса сушки влажность контрольного и одновременно сырого компонента была принята несколько ниже образца влажностью 26,26 %), а при сушке смеси влажностью 18,0 % — повышение производительности (на 6,4 %).
В результате отлежки смеси зерна (влажностью 20,0 %) перед сушкой происходит сокращение длительности сушки смеси до конечной заданной влажности и, естественно, повышение производительности сушилки (причем в основном за первые 8 ч отлежки).
Сокращение длительности процесса сушки имеет место и при повышении температуры агента сушки.
Фактический эффект, полученный от перехода на сушку смеси зерна и от повышения температуры агента сушки, можно оценить, сравнивая затраты теплоты. Так, при использовании агента сушки температурой 130 °C затраты теплоты на сушку смеси зерна влажностью 18,0 % составляют 94,0 % от затрат теплоты на сушку зерна влажностью 24,7 %. Затраты теплоты при отлежке смеси зерна влажностью 20,0 % перед сушкой в течение 8, 24 и 48 ч составляют соответственно 95,6, 92,2 и 90,2 % от затрат на сушку этой же смеси без отлежки. При использовании агента сушки температурой 150, 140 и 130 °C затраты теплоты составили соответственно 63,1, 69,4 и 74,9 % от величины затрат на сушку смеси зерна влажностью 18,0 % агентом сушки температурой 110 °С.
В результате параллельно проводившихся исследований влияния сушки на качество зерна было отмечено снижение его семенных достоинств. В наибольшей мере это характерно для зерна влажностью 20,0 % и выше. В наименьшей мере сушка повлияла на семенные достоинства смеси влажностью 18,0 %.
Что же касается количества и качества клейковины, то во всем диапазоне исследованных режимов сушка по существу не оказала на них никакого влияния.
Таким образом, если исходить из требования сохранения в процессе сушки не только технологических, но и семенных достоинств, то из полученных результатов, в том числе по энергозатратам и необходимости подачи на сушку стабильного по влажности зерна, в шахтные прямоточные сушилки следует подавать смесь зерна влажностью не выше 18,0 %.
В результате производственной проверки эффективности сушки пшеницы, стабилизированной до влажности 18 %, установлено, что внедрение этого способа сушки зерна после отлежки в течение 6...8 ч (колебания составляли ± 0,3 %) позволило:
- использовать повышенные температурные режимы (рекомендуемые инструкцией для зерна влажностью до 20 %);
- повысить производительность зерносушилки на 28 %;
- исключить необходимость изменения температурных режимов и количества подаваемого на сушку сырого зерна;
- сохранить (несмотря на использование более жестких температурных режимов) исходное качество зерна;
- существенно снизить затраты топлива на сушку; при общем объеме просушенного зерна в размере 15 000 пл.т экономия газа составила 37 500 м3, что эквивалентно экономии условного топлива порядка 2,22 кг/пл.т, или 20,2 %.