СПОСОБ СУШКИ И МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СУШИЛКА ЗЕРНА
METHOD FOR DRYING AND MULTIFUNCTIONAL GRAIN DRYER

Изобретение относится к способам сушки, когда осушивающий воздух пронизывает просушиваемый продукт (зерновые и масличные культуры, овощи, например, лук-севок) и тем самым снижает влажность осушаемого продукта до значений, при которых продукт можно безопасно заложить на длительное хранение, не опасаясь возникновения очагов самосогревания. Изобретение представляет собой устройство для стабильной индустриальной обдувки осушаемого продукта теплым или нагретым сжатым воздухом, предварительно осушенным промышленным осушителем сжатого воздуха. Основная функция – сушка зерновых и масличных культур, овощей (лук-севок).
Может применяться для заготовки в промышленных масштабах сушеных грибов, ягод, сухофруктов.
Изобретение также может применяться в зернохранилищах (в зерноскладах,  элеваторах) и овощехранилищах для обеспечения постоянной либо периодической принудительной продувки сжатым осушенным воздухом длительно хранимой сельхозпродукции, что значительно повышает ее сохранность.
УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ
В качестве прототипа выбрано изобретение «Способ сушки и хранения зерна и устройство для его осуществления» (патент на изобретение RU 2243463, F26B 3/06, F26B 9/02, опубликовано 27.12.2004 г., Бюл. № 36) как наиболее близкое по техническому замыслу и принципу обеспечения сохранности осушиваемого зерна. В известном способе сушки зерна, заключающемся в формировании насыпи в зернохранилище и активном вентилировании, насыпь наращивают по длине зернохранилища, располагая гребни над источниками газовой среды с шагом Т = 2[H-L/2tq(90° - p/2)]/[tq + tq(90° - p/2)], где L - ширина застойной зоны на свободной поверхности насыпи, м; Н - высота насыпи, м;  р - угол раскрытия струи, град.,  - угол естественного откоса зерна, град., причем в качестве газового компонента используют озоновоздушную смесь, кроме того, задача достигается тем, что в устройстве, содержащем вентилятор, калорифер, воздухораспределительные каналы на входе подключены к озонатору и размещены на полу зернохранилища с указанным шагом Т, кроме того, озонатор выполнен с возможностью подключения нескольких блоков генераторов озона и установлен после калорифера, подключенного к компьютеру. Это изобретение исключает потери зерна при сушке, однако процесс сушки очень энергозатратный, при реализации используется много электрической энергии, как при подготовке озоновоздушной смеси, так и на работу центробежного воздушного вентилятора, который обеспечивает прохождение рабочего воздуха сквозь осушаемый продукт. Этот недостаток устранен в предлагаемом изобретении.
Появлению нового предлагаемого способа сушки зерна и многофункциональной сушилки зерна повлияло повышение уровня техники в целом. В частности, стали известны производительные, мощные воздушные поршневые и винтовые компрессоры. Стали известны рефрижераторные осушители сжатого воздуха, эффективно удаляющие влагу, из которых вода выливается, настолько они производительны.
Общеизвестно, чем меньше относительная влажность воздуха, тем эффективнее воздух поглощает влагу из осушаемого продукта при их взаимодействии. С повышением температуры воздуха относительная влажность уменьшается. Также общеизвестно, что относительную влажность воздуха можно уменьшить не только путем нагревания воздуха, но и путем осушивания этого воздуха. Эти общеизвестные законы физики и современный уровень техники позволили создать предлагаемые способ и устройство для его практической реализации.
В качестве источника информации также использован Компендиум, составленный ЗАО «ИММЕРТЕХНИК» (Справочная информация по теории и практике применения компрессорного оборудования, www.иммертехник.рф), в котором изложены не только известные законы физики, но и описания устройств, описания работы, технические характеристики новейших образцов компрессорного оборудования и осушителей воздуха, которые применяются в предлагаемом изобретении.
Технический  результат заключается в повышении универсальности способа и снижения энергозатрат на сушку. Технический результат - значительное снижение энергозатрат на сушку, достигается, во-первых, тем, что энергия, затраченная воздушным компрессором на сжатие воздуха, используется не только для удаления влаги из сжатого воздуха, но используется полностью и достаточна для медленного выдавливания осушенного и нагретого воздуха сквозь осушаемую массу. Во-вторых, рабочий воздух циркулирует в сушилке.
Технический результат обеспечивается в способе сушки снижением влажности осушаемого продукта путем его продувки рабочим воздухом, причем атмосферный воздух через воздушный фильтр предварительно закачивается воздушным компрессором в малый ресивер, осушается при прохождении через рефрижераторный осушитель сжатого воздуха, накапливается в рабочем ресивере, затем через воздушный редуктор при постоянном рабочем давлении подается в теплообменник вода-воздух, где нагревается от горячей воды, нагретой водонагревателем, с получением рабочего воздуха, проходит сквозь массу осушаемого продукта с получением отработавшего воздуха.
Дополнительно технический результат может обеспечиваться путем нагрева воды в электрическом проточном водонагревателе и/или в водонагревателях на твердом, жидком или газообразном топливе, за счет того, что рабочий воздух проходит сквозь массу осушаемого продукта через напольные воздухораспределительные решетки, или проходит сквозь массу осушаемого продукта через воздухораспределительную решетку шахтного зернохранилища, или проходит сквозь массу осушаемого продукта в контейнере с двойным дном, а также за счет того, что осуществляют циркуляцию рабочего воздуха путем подвода отработавшего воздуха в воздушный фильтр.
Также технический результат обеспечивается в сушилке, содержащая воздушный фильтр, воздушный компрессор с малым ресивером, рефрижераторный осушитель сжатого воздуха, рабочий ресивер с краником для слива водяного конденсата и с редуктором, теплообменник с нагревателем проточной воды и с циркуляционным водяным насосом, контейнер с двойным дном, где первое дно состоит из плетеной металлической сетки, или содержит напольную воздухораспределительную решетку, на которую насыпается зерно и удерживается бортами, или используется шахтное зернохранилище с воздухораспределительной решеткой. Дополнительно технический результат может обеспечиваться путем использования электрического проточного водонагревателя и/или водонагревателей на твердом, жидком или газообразном топливе, а также за счет того, что воздуховод, принимающий отработавший воздух, подводит его к воздушному фильтру.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг.1 показано осуществление изобретений с использованием герметичного контейнера16 с двойным дном.
На фиг 2 показано осуществление изобретений с использованием напольная воздухораспределительной решетки 18.
На фиг 3 показано осуществление изобретений с использованием шахтных зернохранилищ 20.
Сушилка выполнена следующим образом.
Сушилка содержит воздушный фильтр 1, воздушный компрессор 2, малый ресивер 3, рефрижераторный осушитель 4, дренажное отверстие 5, рабочий ресивер 6 объемом 5000 л, барометр 7, воздушный редуктор 8, воздушный кран 9, теплообменник «вода-воздух» 10, проточный водонагреватель 11, циркуляционный водяной насос 12, водонагреватели 13 на твердом, жидком или газообразном топливе, термометр 14, осушаемый продукт 15,  герметичный контейнер16 с двойным дном, где первое дно состоит из плетеной нержавеющей стальной проволоки, то есть  металлической сетки 17, напольная воздухораспределительная решетка 18, бортами 19 (Фиг. 2), шахтное зернохранилище 20, полость 21 между днами контейнера, воздушный кран 22, гибкий шланг 23, воздуховод 24.
Сушилка работает следующим образом. Атмосферный воздух через воздушный фильтр 1 закачивается воздушным компрессором 2 в малый ресивер 3. Затем сжатый воздух поступает в рефрижераторный осушитель 4, где он осушивается и из рефрижераторного осушителя вытекает вода, удаленная из сжатого воздуха, через дренажное отверстие 5. Осушенный сжатый воздух из рефрижераторного осушителя поступает в рабочий ресивер 6 объемом 5000 л с рабочим давлением 8-12 бар. Давление определяется барометром 7. Сжатый воздух из большого ресивера выходит через воздушный редуктор 8 при открытом воздушном кране 9 с постоянным рабочим давлением и поступает в теплообменник «вода-воздух» 10. Рабочее давление выбирается в зависимости от скважистости осушаемого продукта и от толщины слоя просушивания. Начинать просушку рекомендуется с кратковременной подачи максимального  напора воздуха, при котором сжатый воздух «прокладывает» себе путь сквозь осушаемый продукт.
В теплообменнике «вода-воздух» осушенный воздух нагревается до рабочей температуры и становится готовым для сушки осушаемого продукта. Рабочая температура  до +65°С выбирается в зависимости от осушаемого продукта. Циркулирующая в теплообменнике вода нагревается электрическим проточным водонагревателем 11 и циркулирует от водонагревателя к теплообменнику и обратно под воздействием циркуляционного водяного насоса 12 с переменной мощностью. Также эта вода может нагреваться (вместо электрического проточного водонагревателя или наряду с ним известными водонагревателями 13 на твердом, жидком или газообразном топливе). Температура выходящего из теплообменника воздуха контролируется термометром 14. В случае излишне высокой температуры воздуха уменьшаются обороты водяного циркуляционного насоса, а в случае уменьшения температуры, наоборот, обороты увеличиваются. Проточный водонагреватель при любой скорости воды выдает постоянную температуру выхода горячей воды в +85°С.
В полость 21 между днами контейнера при открытом воздушном кране 22 через гибкий шланг 23 подается сжатый рабочий воздух и через металлическую сетку медленно проходит сквозь массу осушаемого продукта, поглощая из него влагу. Затем отработавший воздух вновь возвращается в воздушный фильтр через воздуховод 24 и цикл начинается заново.
Количество одновременно используемых контейнеров выбирается в зависимости от интенсивности работ по сушке.
Осушаемый продукт 15 помещается в герметичный контейнер16 с двойным дном, где первое дно состоит из плетеной нержавеющей стальной проволоки, то есть  металлической сетки 17. Размер ячеек металлической сетки составляет 2,6 мм на 2,6 мм. В случае необходимости сушки мелкозернистой продукции, например, рапса, на рабочую металлическую сетку дополнительно стелется сетка с меньшими размерами ячеек (фиг.1).
При сушке вместо контейнера либо наряду с ним может быть использована напольная воздухораспределительная решетка 18, когда зерно насыпается на пол и удерживается бортами 19 (Фиг. 2).
При применении сушилки в шахтных зернохранилищах 20 также используется воздухораспределительная решетка 18 (Фиг. 3), но не целесообразна циркуляция осушающего воздуха в системе в связи с тем, что при длительном хранении, например, зерна, в зерновой массе могут размножаться микроорганизмы-паразиты.
При сушке, например, зерна предложенным способом обеспечивается сохранность 100% продукции, так как зерно абсолютно не повреждается механически и никак не повреждается разрушающим высокотемпературным режимом сушки. Так, благодаря сухости осушающего воздуха, сушилка эффективно сушит рапс даже при рабочей температуре до +35°С. Такой щадящий режим сушки существенен при заготовке семенного фонда. В то же время сушилка может показать свою высокую производительность при сушке фуражного зерна. Свою высокую эффективность сушилка показала и в процессе зернохранения: как в напольных (Фиг. 2), так и в шахтных типах (Фиг. 3). Поэтому по праву называется многофункциональной.
Изобретение обеспечивает достижение технического результата, удовлетворяет существующую потребность, а именно повышение универсальности способа и значительное снижение энергозатрат на сушку.