Эффективность различных вариантов охлаждения просушенного зерна в охладительных камерах зерносушилок
Факторы, влияющие на эффективность работы охладительных камер зерносушилок, условно можно разделить на две группы: постоянно действующие и переменные.
К постоянно действующим факторам, зависящим от технологических особенностей процесса охлаждения, могут быть отнесены:
- толщина охлаждаемого слоя зерна (для определенных типов охладительных камер имеет постоянное значение);
- скорость воздушного потока в слое охлаждаемого зерна (зависит от конструкции воздухоподводящих коробов и их расположения в шахте);
- способ продувания воздухом охлаждаемого слоя зерна (обусловлен конструктивными особенностями охладительной камеры; может быть односторонним или реверсивным);
- наличие (отсутствие) зоны отлежки нагретого зерна перед охлаждением;
- способ выпуска зерна из охладительной камеры (зависит от конструкции выпускного устройства, которое может быть непрерывного или периодического действия).
К переменным факторам, не зависящим от технологических особенностей процесса охлаждения, могут быть отнесены:
- исходный температурный перепад (разница между температурой зерна и воздуха);
- начальная влажность зерна (при поступлении в охладительную камеру); продолжительность отлежки нагретого зерна перед охлаждением (зависит от вместимости бункера над охладительной камерой и начальной влажности подаваемого на сушку зерна);
- продолжительность пребывания зерна в охладительной камере (зависит от вместимости охладительной камеры, а также от начальной влажности подаваемого на сушку зерна);
- активная поверхность зернового слоя, участвующая в процессе тепло- и влагообмена с атмосферным воздухом (зависит от геометрических характеристик зерна и плотности его укладки в объеме охладительной камеры);
- влагосодержание (или относительная влажность) воздуха, используемого для охлаждения зерна;
- консистенция зерна и его жизнеспособность.
В процессе проведенных лабораторных исследований, в ходе которых изучалось влияние всех перечисленных факторов на процесс охлаждения зерна пшеницы, установлено следующее.
Необходимая продолжительность процесса охлаждения т (мин) пшеницы до конечной заданной температуры, определенной из выражения (4.20), равна:
при одностороннем способе продувания воздухом охлаждаемого слоя зерна
Величина влагосъема (г вл/кг с.в.зерна) при охлаждении пшеницы до конечной заданной температуры, полученная из выражения (4.20), равна:
при одностороннем способе продувания воздухом охлаждаемого слоя зерна
Сравнительный анализ работы охладительных камер шахтных прямоточных зерносушилок ДСП и «Целинная-50» показал (см. табл. 7.2...7.4) следующее:
- производительность охладительных камер зерносушилок типов ДСП-24 и ДСП-24сн не только соответствует, но и незначительно (соответственно на 8,1 и на 9,3 %) превышает необходимую, достаточную для охлаждения просушенного зерна (этим условиям должно отвечать равенство Gохл = G, пл.т/ч);
- производительность охладительной камеры зерносушилки типа ДСП-32 лишь на 83,2 % соответствует необходимой; производительность охладительной камеры зерносушилки типа «Целинная-50», созданной на базе зерносушилки ДСП-32, лишь на 76,8 % соответствует необходимой; в охладительных камерах этих сушилок недостающее количество рядов коробов (nр.к) составляет (табл. 7.2) соответственно 4 (для каждой шахты зерносушилки ДСП-32) и 17 (для шахты зерносушилки «Целинная-50», используемой в качестве охладительной камеры);
- организация реверсивного поперечного продувания вертикального слоя толщиной 100 мм повышает производительность охладительной камеры зерносушилки ДСП-32 до 90,6 %, но одновременно снижает количество испаряемой влаги на 8 %; недостающее количество рядов коробов nр.к в охладительных камерах каждой шахты сушилки сокращается с 4 до 3 (см. табл. 7.2);
- организация одностороннего поперечного продувания вертикального слоя толщиной 100 мм повышает производительность охладительной камеры зерносушилки ДСП-32 до 118% (nр.к превышает необходимое число на 5), но одновременно снижает количество испаряемой влаги на 11 % (см. табл. 7.2);
- организация реверсивного поперечного продувания вертикального слоя толщиной 100 мм повышает производительность охладительной камеры зерносушилки «Целинная-50» на базе ДСП-32 до 93,6 % (недостающее количество рядов коробов n в охладительной камере этой сушилки сокращается с 17 до 2) и одновременно повышает количество испаряемой влаги на 2 % (см. табл. 7.2);
- организация одностороннего поперечного продувания вертикального слоя толщиной 100 мм повышает производительность охладительной камеры зерносушилки «Целинная-50» на базе ДСП-32 до 122 % (nр.к превышает необходимое число на 10) и одновременно повышает количество испаряемой влаги на 2 % (см. табл. 7.2);
- организация одностороннего продувания неподвижного горизонтального слоя зерна толщиной 200 мм повышает производительность охладительной камеры зерносушилки «Целинная-50» на базе ДСП-32 до 122 % (nр.к превышает необходимое число на 23) и одновременно повышает количество испаряемой влаги на 23 % (см. табл. 7.2);
- снижение количества испаряемой влаги в результате повышения эффективности охлаждения зерна в охладителе зерносушилки типа ДСП-32 сопровождается повышением удельных затрат внутренней тепловой энергии зерна на испарение влаги qи на 19 % при реверсивном и на 59,3 % при одностороннем поперечном продувании вертикального слоя толщиной 100 мм (см. табл. 7.2);
- увеличение количества испаряемой влаги в результате повышения эффективности охлаждения зерна в охладителе зерносушилки «Целинная-50» на базе ДСП-32 сопровождается (см. табл. 7.2) повышением удельных затрат внутренней тепловой энергии зерна на испарение влаги (на 24 % при реверсивном и на 55 % при одностороннем поперечном продувании вертикального слоя толщиной 100 мм; на 29 % при одностороннем продувании неподвижного горизонтального слоя толщиной 200 мм).
В связи с тем, что нижним пределом температуры охлажденного зерна является температура охлаждающего агента (атмосферного воздуха), уменьшение производительности зерносушилок при работе с пониженными температурами агента сушки неоднозначно сказывается на их производительности в плановых тоннах охлажденного зерна.
Так, в зерносушилке ДСП-32 наивысшая производительность по охлаждению зерна (27,47 пл.т) наблюдается при температуре агента сушки 120 °С. Снижение температуры агента сушки до 100 °C влечет за собой снижение производительности по охлаждению зерна до 20,3 пл.т (при 60 °C составляет лишь 5,5 пл.т), а повышение температуры агента сушки до 160 °C — также уменьшение производительности по охлаждению, но только до 26 пл.т (см. табл. 7.3).
В зерносушилке «Целинная-50» в СОБ-МК наивысшая производительность по охлаждению зерна (35,2 пл.т) наблюдается при температуре агента сушки 250 °C и наименьшая (33,0 пл.т) при температуре агента сушки 370 °C, т. е. в этой сушилке снижение производительности в плановых тоннах просушенного зерна влечет за собой увеличение производительности в плановых тоннах охлажденного зерна (табл. 7.4).
Приведенные в табл. 7.3 и 7.4 данные о низких удельных расходах теплоты q соответственно 4626 и 4400 кДж на 1 кг испаренной влаги при использовании повышенных температур агента сушки (160 °C в сушилке ДСП-32 и 370 °C в сушилке «Целинная-50») свидетельствуют не столько о высокой эффективности процесса охлаждения (о чем говорят данные по недостающему числу рядов коробов — 9 и 30 соответственно), сколько о том, что при этом удаляется наименее прочно связанная влага.