СУШИЛКА ЗЕРНОВЫХ МАТЕРИАЛОВ

Полезная модель, сушилка зерновых материалов, относится к устройствам для обезвоживания зерна, круп, гранулированных продуктов в области сельского хозяйства, пищевой и комбикормовой промышленности.
Для сушки зерновых материалов в сельском хозяйстве широкое распространение получили конвективные сушилки различных конструкций (шахтные, бункерные, барабанные и др.). В основном варианте конвективной сушилки сушильный агент, предварительно нагретый в калорифере до максимально допустимой температуры воздух (или его смесь с топочными газами), продувает слой зернового материала, нагревая его и отбирая влагу с поверхностных слоев зерен (гранул и т.п.). Таким образом, сушильный агент является одновременно как теплоносителем, так и влагопоглотителем.
п.д.
п.д.
Интенсивность и эффективность способа сушки определяется в значительной степени его параметрами: температурой и скоростью потока, проходящего через слой просушиваемого материала. Температурный режим, как правило, выбирается близким к обеспечению при сушке предельно допустимой температуры нагрева Т зернового материала (например, для зерна и семян различных культур она находится в пределах Т=40÷60°С). Скорость продува теплоносителя через слой зернового продукта в различных установках существенно отличается. Однако общим в данном случае является тенденция к обеспечению оптимальных условий контакта (конвекции) поверхности каждой частицы (зерна, гранулы и т.п.) зернового материала с агентом сушки. При этом с одной стороны, достигается максимально возможный теплообмен - передача тепла от агента сушки зерновому материалу, а, с другой стороны - максимально возможная (для конвективной сушки) влагоотдача - перенос влаги от поверхностных слоев зерна через, так называемый, пограничный слой к агенту сушки.
Известна /1/ сушилка зерна со взвешенным (псевдоожиженным) слоем, содержащая сушильную камеру с расположенным в ее нижней части и наклоненным на 1-4° вниз, в сторону выгрузного окна решетом, дозатор подачи исходного
влажного материала; теплогенератор, вентилятор, батарейный циклон, соединенный воздуховодами с сушильной камерой, а также охладитель.
Недостатками известной сушилки являются большая неравномерность сушки (нагрева и влагоотдачи), обусловленная широким спектром времени пребывания отдельных групп зерна в сушильной камере и повышенные затраты энергии на сушку, обусловленные дополнительными значительными затратами энергии на подъем и удержание во взвешенном состоянии зерен потокам воздуха (агентом сушки).
Известна сушилка /2/, содержащая станину, сушильную камеру, подключенную к виброприводу и взаимодействующую с упругими элементами балочного типа, причем сушильная камера своей верхней частью через систему тяг, балок и опор подвешена к упругим элементам, размещенным в верхней части станины, а своей нижней частью подключена к виброприводу.
Известна сушилка /3/, содержащая сушильную камеру прямоугольного сечения с размещенными в ней лотками ромбовидной формы, она подключенына к виброприводу и подвижно прикреплена к упругим элементам балочного типа, при этом камера разделена сплошной вертикальной перегородкой на отсеки, каждый из которых снабжен однотипными вибролотками.
Известные /1, 2, 3/ сушилки, в которых зерновой слой при сушке находится на решете, подвергают продувке сушильным агентом и, как правило, вертикально направленным вибрациям частотой 20-35 Гц, что разрыхляет слой зерна его облегчает продувку сушильным агентом.
Однако, основным недостатком известных /2, 3/ сушилок является ограниченная равномерность сушки (нагрева и влагоотдачи), обусловленная послойным разделением зернового слоя по удельному весу и парусности отдельных частиц, так как более легкие частицы "всплывают" вверх, что приводит к потере качества, а также низкая надежность и долговечность конструкции, присущая механизмам, подверженным действию вибрации.
Известна, как наиболее близкая по технической сущности к заявляемой сушилке, зерновая сушилка /4/, содержащая сушильную камеру, бункер загрузки зерна в сушилку, установленный над сушильной камерой, дозатор, соединенный
входом с выходом бункера загрузки зерна, а выходом - со входом ввода зерна в сушильную камеру, бункер выгрузки зерна из сушилки, соединенный входом с выходом вывода зерна из сушильной камеры, нагнетатель сушильного агента, соединенный входом с открытой атмосферой, теплообменник подогрева сушильного агента, соединенный входом с выходом нагнетателя сушильного агента, канал подачи сушильного агента в сушильную камеру, соединенный входом с выходом теплообменника, а выходами - со входами ввода сушильного агента в сушильную камеру, объем сушильной камеры сушилки разделен на зоны: зону обработки зерна ультрафиолетовыми излучениями, зону отвода сушильного агента, зоны сверхвысокочастотной обработки зерна, каждая из которых имеет автономный источник сверхвысокочастотной энергии, соединенный выходом со входом ввода сверхвысокочастотной энергии в сушильную камеру, и зоны ввода сушильного агента в сушильную камеру, каждая из которых соединена с выходами канала нагнетания (подачи) сушильного агента в сушильную камеру, причем входы ввода сушильного агента в сушильную камеру ориентированы перпендикулярно к направлению перемещения зерна и в противоположных в зоне и от зоны к зоне направлениях, близких к касательным к образующей внутреннюю поверхность сушильной камеры.
Основным недостатком известной сушилки является недостаточная равномерность сушки (нагрева и влагоотдачи), обусловленная ограниченностью разрыхления зернового материала, что снижает качество сушки.
Задача предлагаемой сушилки зерновых материалов - повышение производительности сушки за счет варьирования разрыхления высушиваемого материала, повышения равномерности нагрева и влагосъема и снижения энергоемкости процесса сушки.
Технический результат предлагаемой установки для сушки зерновых материалов состоит в обеспечении более экономичного механического, разрыхления и варьируемого перемешивания высушиваемого материала (зерна) и его перемешивания в процессе сушки, что обеспечивает равномерное проникновение сушильного агента в зерновой слой, более полное обтекание поверхности отдельных зерен агентом сушки, их
ности отдельных зерен агентом сушки, их перемешивание в объеме рабочей камеры и, как следствие, повышение скорости извлечения влаги из высушиваемого материала при снижении энергоемкости и повышении равномерности процесса сушки.
Технический результат предлагаемой сушилки зерновых материалов достигается тем, сушилка зерновых материалов, содержащая сушильную камеру, бункер загрузки зерна в сушилку, установленный над сушильной камерой, дозатор, соединенный входом с выходом бункера загрузки зерна, а выходом - со входом ввода зерна в сушильную камеру, бункер выгрузки зерна из сушилки, соединенный входом с выходом вывода зерна из сушильной камеры, нагнетатель сушильного агента, соединенный входом с открытой атмосферой, теплообменник подогрева сушильного агента, соединенный входом с выходом нагнетателя сушильного агента, канал подачи сушильного агента в сушильную камеру, соединенный входом с выходом теплообменника, а выходами - со входами ввода сушильного агента в сушильную камеру, объем сушильной камеры сушилки разделен на зоны: зону обработки зерна ультрафиолетовыми излучениями, зону отвода сушильного агента, зоны сверхвысокочастотной обработки зерна, каждая из которых имеет автономный источник сверхвысокочастотной энергии, соединенный выходом со входом ввода сверхвысокочастотной энергии в сушильную камеру, и зоны ввода сушильного агента в сушильную камеру, каждая из которых соединена с выходами канала нагнетания (подачи) сушильного агента в сушильную камеру, причем входы ввода сушильного агента в сушильную камеру ориентированы перпендикулярно к направлению перемещения зерна и в противоположных в зоне и от зоны к зоне направлениях, близких к касательным к образующей внутреннюю поверхность сушильной камеры, дополнительно введены вращающиеся на валах рабочие органы, сообщающие разным, постоянно заменяющимся, порциям зерна внутри сушильной камеры поступательные движения преимущественно вверх, причем рабочие звездочки на валах обладают разным передаточным отношением и объединены общей приводной цепью, и приводная цепь, через вариатор, соединена с выходным валом двигателя.
Конструкция сушилки зерновых материалов приведена на фиг.1.
Сушилка зерновых материалов, содержит сушильную камеру 1, бункер 2 загрузки зерна в сушилку, установленный над сушильной камерой 1, дозатор 3, соединенный входом с выходом бункера 2 загрузки зерна, а выходом - со входом ввода зерна в сушильную камеру, бункер 4 выгрузки зерна из сушилки, соединенный входом с выходом вывода зерна из сушильной камеры 1, нагнетатель 5 сушильного агента, дроссель 6, соединенный входом с открытой атмосферой, а выходом - со входом нагнетателя 5 сушильного агента, теплообменник 7 подогрева сушильного агента, соединенный входом с выходом нагнетателя 5 сушильного агента, канал 8 подачи сушильного агента в сушильную камеру 1, соединенный входом с выходом теплообменника 7, а выходами - со входами 9 ввода сушильного агента в сушильную камеру 1, источник(и) 10 ультрафиолетовых излучений, соединенный(е) выходом(ами) со входом(ами) 11 ввода ультрафиолетовых излучений в сушильную камеру 1, источник(и) 12 сверхвысокочастотной энергии, объем сушильной камеры 1 сушилки разделен на зоны (сверху вниз): зону 1-а отвода сушильного агента с выходами 13 отвода сушильного агента, зону 1-б обработки зерна ультрафиолетовыми излучениями со входами 11 ввода в сушильную камеру ультрафиолетовых излучений, зоны 1-в обработки зерна сверхвысокочастотной энергией, каждая из которых имеет вход(ы) 14 ввода сверхвысокочастотной энергии и автономный(е) источник(и) 12 сверхвысокочастотной энергии, соединенный(е) выходом(ами) со входом(ами) ввода 14 сверхвысокочастотной энергии в сушильную камеру 1, и зоны 1-г ввода сушильного агента в сушильную камеру 1, каждая из которых входами 15 соединена с выходами канала 8 нагнетания (подачи) сушильного агента в сушильную камеру 1, причем входы 9 ввода сушильного агента в сушильную камеру патрубками ориентированы перпендикулярно к направлению перемещения зерна и в противоположных, в каждой зоне 1-г и от зоны 1-г: к зоне 1-г; направлениях, близких к касательным к образующей внутреннюю поверхность сушильной камеры 1, а также вращающиеся на валах рабочие органы 15 рыхления высушиваемого материала, канал 16 отвода сушильного агента из сушильной камеры 1, циклон 17,
соединенный входом через канал 16 отвода сушильного агента из сушильной камеры 1 с выходом(ами) 13 отвода сушильного агента, первый воздуховод 18, соединенный входом с выходом циклона 17, конденсор 19, соединенный входом с выходом первого воздуховода 18, второй воздуховод 20, соединенный входом с выходом конденсора 19, а выходом - со входом нагнетателя 5 сушильного агента, причем ведомые звездочки (на фиг.1 не показаны) привода во вращение рабочих органов 15 рыхления высушиваемого материала обладают разным передаточным отношением и объединены общей приводной цепью (на фиг.1 не показана), и приводная цепь, через ведущую звездочку привода рабочих органов 15 рыхления высушиваемого материала и вариатор (на фиг.1 не показан), соединена с выходным валом двигателя (на фиг.1 не показан).
Сушилка зерновых материалов работает следующим образом.
Зерно, загруженное в бункер 2, порционно через дозатор 3 поступает в сушильную камеру 1, куда от источника(ов) 10 ультрафиолетовых излучений (УФИ), через вход(ы) 11, и источника(ов) 12 сверхвысокочастотной (СВЧ) энергии, через вход(ы) 14, соответственно, поступают УФИ и СВЧ энергия. Сушильный агент нагнетателем 5 через теплообменник 7, канал 8 и входы 9 подается в сушильную камеру 1, а через выходы 13, канал 16, циклон 17, воздуховод 18, конденсор 19 и воздуховод 20 отсасывается. При этом под зерном создается повышенное, а над зерном - пониженное давление, высушиваемый материал (зерно) обеззараживается УФИ и озоном и подвергается объемной термообработке СВЧ энергией, что облегчает извлечение влаги из полости зерна и ее отвод. Дросселем 6 обеспечивается заданная разность давлений под и над слоем высушиваемого материала. Рабочие органы 15 разрыхления зерна, посредством привода, в составе двигателя, вариатора, ведущей звездочки, приводной цепи, ведомых звездочек и валов, приводятся во вращение и разрыхляют зерно, облегчая его продувку сушильным агентом. Высушенное зерно через бункер 4 выводится из сушилки.
Сушилка зерновых материалов за счет рыхления высушиваемого материала, его продувки сушильным агентом, обработки СВЧ энергией и пониженного
давления над ним обладает повышенной производительностью при снижении энергоемкости.
Источники информации
1. Сажин Б.С. Основы техники сушки. - М.: Химия, 1984. - 320 с.
2. Патент RU 2177130, F 26 В 17/30, 18.02.2000.
3. Патент RU 2120093, F 26 В 17/14, 06.06.1996.
4. Патент RU 40448, F 26 В 3/347, 10.09.2004.