Зерносушение на предприятиях элеваторной промышленности

10.11.2014

Хлебоприемные предприятия принимают от хлебосдатчиков зерно, различное по влажности, в том числе и сырое. Продолжительное время хранить можно только сухое зерно с влажностью не выше 14,5—15,0%, не опасаясь его порчи.
Зерно с повышенной влажностью нестойко при хранении, так как в нем под влиянием влаги и тепла создаются благоприятные условия для развития микроорганизмов и вредителей хлебных запасов, что приводит к самосогреванию и порче зерна. Особенно опасно хранить сырое зерно, в котором иногда процесс самосогревания начинается на второй-третий день после приема его в зернохранилище.
При самосогревании температура зерна в греющихся слоях достигает 40—50°, а иногда и выше. Качество зерна резко ухудшается: изменяется цвет, появляется затхлый запах, снижается всхожесть, ухудшаются мукомольные и хлебопекарные свойства.
Основным мероприятием, обеспечивающим сохранность свежеубранного сырого и влажного зерна, является его сушка на зерносушилках с доведением зерна до стойкого для хранения состояния, которое определяется пределом критической влажности для пшеницы, ржи и ячменя — 14,5%, для овса, риса, проса и кукурузы — 13,5%, для гороха и гречихи — 15%,
В процессе сушки зерна на его семенные и продовольственные качества влияют следующие показатели: температура нагрева зерна, температура и скорость движения агента сушки; время пребывания зерна в нагретом состоянии (экспозиция сушки).
Эти показатели следует выбирать так, чтобы провести сушку в кратчайшие сроки и с наименьшими затратами тепла и воздуха при полном сохранении или улучшении качества зерна.
В первую очередь сушат партии зерна, имеющего, наибольшую влажность и размещенного в зернохранилищах, не оборудованных установками для активного вентилирования.
Сушка зерна имеет следующие положительные стороны: улучшает условия хранения зерна, так как предупреждает процесс самосогревания; служит радикальным средством борьбы с вредителями хлебных запасов; ускоряет процесс послеуборочного дозревания; положительно влияет на улучшение качества зерна; обеспечивает более эффективное использование зернохранилищ, так как сухое зерно можно размещать, более высокой насыпью, чем влажное и особенно сырое зерно.
В процессе хранения зерно сушат в следующих случаях:
- для оздоровления при повышении температуры зерна, если нет возможности предупредить процесс самосогревания другими способами;
- при обнаружении зараженности вредителями хлебных запасов и отсутствии других мер борьбы с зараженностью;
- при заданиях на снижение влажности до специальных кондиций.
Сушат зерно в специальных зерносушилках, которые являются составной частью технической базы хлебоприемных предприятий.
Зерносушильное хозяйство в основном оснащено зерносушилками шахтного типа, работа которых основана на тепло- и влагообмене в плотном малоподвижном зерновом слое.
Наряду с этим за последние годы хлебоприемные предприятия широко внедряют новый, прогрессивный способ сушки зерна в пневмогазовых и газово-рециркуляционных зерносушилках, где оно нагревается и сушится в восходящем потоке агента сушки.
Зерносушилки шахтного типа. Зерно в шахтных зерносушилках можно сушить либо при одноступенчатом, либо при дифференцированном двухступенчатом режимах.
При одноступенчатом режиме в камеру нагрева агент сушки (смесь топочных газов с воздухом) подается одним потоком с одинаковой температурой. При двухступенчатом режиме камера нагрева делится по высоте на две зоны. В первую зону поступает агент сушки с несколько пониженной температурой, чем во вторую. Такой дифференцированный режим сушки увеличивает производительность зерносушилки и улучшает условия сушки.
На рисунке 61. показана схема процесса сушки в шахтной двухступенчатой зерносушилке.

Зерносушение  на предприятиях элеваторной промышленности

Надсушильная камера 4 является буферной емкостью, в которой всегда должен быть запас зерна во избежание перебоев в работе зерносушилки. Надсушильная камера отделена от камеры нагрева решеткой для удержания случайно попавших с зерном крупных грубых примесей (соломы, тряпок, палок и др.). Решетку необходимо систематически очищать от этих примесей.
В камерах нагрева 5 и 6 расположены рядами в шахматном порядке короба, изготовленные из листовой стали. Форма и расположение коробов показаны на рисунке 62. Короба распределяют в зерновой массе агент сушки, поданный из топки вентиляторами, и удаляют отработанный и увлажненный агент сушки.
Зерносушение  на предприятиях элеваторной промышленности

В охладительной камере 7 также расположены короба, которые служат для подачи в нагретую зерновую массу холодного атмосферного воздуха и удаления отработанного воздуха.
Выпускной механизм 9, расположенный под охладительной камерой, регулирует экспозицию сушки (продолжительность пребывания зерна в камере нагрева), а также служит для равномерного выпуска зерна из шахты по всему ее сечению на ленточный транспортер 10 для сухого зерна.
Зерно, подлежащее сушке, предварительно очищают от соломы, крупных грубых примесей и другого сора и только после этого подают в надсушильную камеру. Зерно необходимо очищать для того, чтобы избежать засорения выпускного механизма примесями и забивания каналов между коробами, что может привести к неравномерному движению зерна в сушильной камере и даже явиться причиной загорания внутри сушилки. Сушить в шахтных сушилках неочищенное зерно нельзя.
Из надсушильной камеры зерно поступает в камеру нагрева, заполняя ее полностью по всему сечению, и постепенно перемещается по каналам между коробами сверху вниз. В процессе перемещения зерно пронизывается потоком агента сушки, который поступает в массу зерна из подводящих коробов, нагревается, что приводит к некоторому испарению влаги, и через отводящие короба удаляется из камеры нагрева, унося с собой влагу. Зерно при движении в камере сушилки благодаря шахматному расположению коробов несколько перемешивается, что улучшает соприкосновение зерен с газовоздушной смесью и ускоряет процесс сушки.
Теплое зерно после сушилки необходимо охладить, а затем направить на хранение. Для охлаждения зерна служит камера 7, где теплое зерно продувается наружным воздухом. При этом происходит дополнительное испарение влаги. Температура охлажденного зерна не должна превышать температуру окружающего воздуха больше чем на 10°С.
Зерно в зерносушилке сушит агент сушки, состоящий из смеси топочных газов, полученных от сжигания топлива в топке сушилки, и атмосферного воздуха. Температура топочных газов достигает 600°С и выше. Поэтому для получения необходимой для сушки температуры (до 160°С) в смесительную камеру к этим газам добавляется атмосферный воздух. Если этого количества воздуха будет недостаточно, что определяется температурой агента сушки при поступлении его в камеру нагрева, то воздух добавляют непосредственно в смесь газов через отводную трубу с клапаном до получения заданной температуры.
При выходе из охладительной камеры через выпускное устройство просушенное и охлажденное зерно поступает на ленточный транспортер 10 и направляется на хранение.
В таблице 19 приведены нормы высших пределов температуры нагрева зерна и температуры агента сушки при сушке зерна продовольственного и фуражного назначения в зерносушилках шахтного типа.
Зерносушение  на предприятиях элеваторной промышленности

Различаются шахтные зерносушилки по производительности и по конструкции, сохраняя при этом принципиальную схему процесса сушки.
Зерносушилки шахтного типа имеют некоторые недостатки. Зерносушилки рассчитаны на снижение влажности зерна за один пропуск на 6% (с 20 до 14%). При необходимости большего снижения влажности требуется двух- или даже трехкратный пропуск зерна через сушилку, что нарушает его поточную обработку. Шахтные сушилки не допускают смешивания перед сушкой партий зерна, отличающихся по влажности более чем на 2—3%, что также усложняет поточную обработку и создает большие трудности, так как приходится формировать много партий зерна, размещать и сушить их отдельно.
Необходимость очищать зерно перед сушкой приводит к образованию значительного количества зерновых отходов повышенной влажности.
Одним из существенных недостатков шахтных зерносушилок является неравномерность нагрева и сушки зерна, что нередко приводит к снижению его качества.
Рециркуляционные зерносушилки. За последние годы созданы новые методы сушки зерна и новые конструкции зерносушилок. Наибольший интерес представляют рециркуляционные сушилки с интенсивным нагревом зерна — пневмогазовые и газовые, которые в отличие от шахтных приспособлены одновременно сушить зерно различной начальной влажности в потоке при сохранении его качества и при меньших затратах труда. В связи с этим рециркуляционные зерносушилки широко внедряются в производство.
Зерносушение  на предприятиях элеваторной промышленности

На рисунке 63 показана схема работы газовой рециркуляционной зерносушилки типа «Целинная-50» производительностью 50 т/ч.
Влажное зерно, подлежащее сушке, поступает в оперативный бункер 1, где всегда должен быть некоторый запас зерна во избежание перерывов в работе сушилки. Из оперативного бункера зерно направляется на норию № 1 производительностью 350 т/ч, поднимается наверх и попадает в бункер 14 камеры нагрева 11.
Камера нагрева представляет собой железобетонную шахту сечением 1,5х3 м и высотой 6 м, в которой установлено в шахматном порядке 20 горизонтальных рядов стержней 10 диаметром 100 мм. Такое размещение стержней способствует равномерному распределению падающих зерен по объему камеры, интенсивному их перемешиванию, а также увеличению продолжительности нагрева зерен в камере до 2—3 с.
Зерно в камеру нагрева равномерно загружается из бункера 14 загрузочным устройством 13 и падает в виде дождя в восходящем потоке агента сушки с высокой начальной температурой (250—380°С), движущемся по камере нагрева снизу вверх со скоростью несколько меньшей, чем скорость витания зерна (4—8 м/с).
При таком противоточном нагреве зерно за очень короткий срок (2—3 с) нагревается до температуры 55—60°С.
Из камеры нагрева горячее зерно поступает в бункер тепло- и влагообменника 9, где в процессе его отволаживания в течение 10—12 мин происходит выравнивание температуры и частичное перераспределение влаги между отдельными зернами.
После отволаживания зерно охлаждается атмосферным воздухом в плотном малоподвижном слое в охладителях 3 и 7, куда оно поступает двумя потоками. Воздух в охладители нагнетается вентиляторами 6 и 8. Процесс охлаждения аналогичен с охлаждением зерна в шахтных зерносушилках.
В охладителе 7 происходит окончательное охлаждение зерна, после чего оно поступает на норию № 2 производительностью 100 т/ч, которая передает его в склад сухого зерна.
Охладитель 3 служит для предварительного неполного охлаждения. Продолжительность нахождения зерна в охладителе предварительного охлаждения колеблется от 4 до 6 мин, а окончательного — 20 мин. Время пребывания зерна в охладителях регулируется выпускными механизмами 4 и 5.
После охладителя 3 зерно снова направляется на норию № 1, куда также подается влажное зерно из бункера 1, и поступает в бункер 14 камеры нагрева. Происходит смешивание сырого и рециркулирующего подсушенного зерна, и процесс продолжается.
Благодаря такому способу рециркуляции зерно подвергается многократному повторному нагреву и происходит выравнивание его температуры и влажности. Основное количество влаги в охладителях удаляется самоиспарением за счет тепла, аккумулированного зерном при нагреве.
При нарушении установленного режима работы сушильного агрегата и при выходе из шахты окончательного охлаждения зерна с влажностью выше заданной оно направляется в бункер 1 для повторной сушки.
При переполнении зерносушилки зерном его избыток удаляется из бункера теплообменника по сливному самотеку 2 в оперативней бункер 1, а при недостаточной подаче на сушку свежего зерна автоматически отключается выпускной механизм на время пополнения теплообменника зерном из камеры нагрева.
Агент сушки из топки подается в нижнюю зону камеры нагрева по трубе, а отработавшие газы удаляются из верхней зоны вентилятором 12.
Зерносушение  на предприятиях элеваторной промышленности

Опыт эксплуатации газово-рециркуляционных зерносушилок показал, что в них можно одновременно сушить до заданных кондиций без предварительной очистки несколько партий зерна различной исходной влажности (в пределах от 17 до 25—30%). В процессе сушки увеличивается натура (объемная масса зерна) и увеличивается примерно на 1 % содержание сырой клейковины. Засоренность зерна снижается благодаря уносу из его массы в камере нагрева подсушенных легких примесей. При таком способе сушки сохраняются семенные качества зерна.
Пневмогазовая рециркуляционная зерносушилка работает примерно по такой же схеме, но только зерно перемещается снизу вверх в потоке агента сушки по пневмогазовой трубе, где оно в основном нагревается и сушится.
Температурные режимы сушки продовольственного зерна на рециркуляционных зерносушилках приведены в таблице 20.
Для бесперебойной и ритмичной работы шахтные и рециркуляционные зерносушилки должны быть обеспечены достаточной емкостью для просушенного и непросушенного зерна.
Работу сушилок учитывают взвешиванием зерна до и после сушилки. Если одну и ту же партию зерна пропускают через сушилку дважды, то ее взвешивают каждый раз.
Продовольственное, кормовое и семенное зерно, предназначенное для хранения свыше одного года, должно быть просушено до влажности (не ниже):
Зерносушение  на предприятиях элеваторной промышленности

Снижать влажность ниже указанных пределов при правильном его хранении нецелесообразно, так как это связано с лишней затратой средств. Зерно, не предназначенное для длительного хранения, должно быть просушено до влажности с учетом целевого назначения и обеспечения его сохранности.
Для сохранения качества клейковины пшеницы в процессе ее сушки на шахтных или рециркуляционных зерносушилках следует применять дифференцированные режимы (табл. 21).
Зерносушение  на предприятиях элеваторной промышленности

Работу зерносушилок контролирует лаборатория технохимического контроля (TXK) предприятия. Работники лаборатории проверяют качество всех партий зерна до и после сушки. Для определения результатов через каждые 2 ч работы сушилки отбирают контрольные пробы зерна и проверяют следующие показатели: температуру зерна и агента сушки, влажность зерна, цвет, запах, количество и качество клейковины (у пшеницы), состояние оболочек (потемнение, обугливание), зараженность. Если по данным анализа будут установлены признаки ухудшения качества зерна или несоответствие результатов сушки заданию, то об этом немедленно докладывают мастеру зерносушения для принятия необходимых мер.