СПОСОБ СУШКИ СЕМЯН РАПСА
METHOD FOR DRYING COLZA SEEDS

Изобретение относится к области низкотемпературной инфракрасной сушки сельскохозяйственной продукции, в частности зерновых и мелкосемянных культур, непосредственно семян рапса, и предназначено для применения в государственных, фермерских и личных хозяйствах для обработки семян рапса с целью подготовки их для пищевых и кормовых целей, а также их хранения.
Известен способ сушки семян рапса (патент RU №2416919, МПК A23B 9/16, опубл. 27.04.2011). Согласно предложенному способу сушку осуществляют в осциллирующих режимах по несимметричной схеме осцилляции чередованием интервалов нагрева в псевдоожиженном слое и охлаждения воздухом с влагосодержанием 0,006…0,007 кг/кг в плотном фильтрующем слое. Соотношение интервалов нагрева и интервалов охлаждения составляет 2:1. После каждого интервала нагрева продукта вводят антиоксидант Эндокс. Температура и скорость воздуха в первом интервале нагрева соответственно составляют 350…352 K и 6,5…7,0 м/с, в каждом последующем интервале нагрева температура воздуха повышается на 4…5 K, а его скорость снижается на 0,15…0,2 м/с. Температура и скорость воздуха на интервалах охлаждения постоянны и поддерживают значения 288…290 K и 1,8…2,0 м/с соответственно.
К основным недостаткам данного способа сушки можно отнести несовершенство аппаратов с псевдоожиженным слоем. К ним можно отнести: эрозию внутренней поверхности самого аппарата теплообменных поверхностей и различное время пребывания отдельных порций сырья в объеме псевдоожиженного слоя, что приводит к различной степени нагрева, а следовательно и высушивания.
Необходимость обработки сырья антиоксидантом Эндокс снижает степень экологичности данного способа сушки. Данный препарат небезопасен для персонала, при работе необходимо использовать средства индивидуальной защиты: защитную маску или респиратор, защитные очки, перчатки и др.
В качестве прототипа взят способ инфракрасной сушки семян (патент RU №2433364, МПК F26B 3/30, опубл. 10.11.2011), предназначенный для сушки семян подсолнечника. Способ заключается в том, что семена послойно помещают на подложке, где на ярусах поэтапно вводят тепловую энергию с разной плотностью потоков инфракрасного излучения, совмещая с принудительной вентиляцией паровоздушной среды, способ содержит межоперационную выдержку насыпных семян в нагретом состоянии и охлаждение. Сушку семян подсолнечника слоем высотой 2-3 см, помещенным на тефлоновой ленте бесконечного транспортера, проводят инфракрасным излучением с длиной волны 1,5-3,0 мкм при постоянной скорости влагоотвода.
Существенным недостатком данного способа является то, что процесс сушки при данной длине волны ведется при слишком высоких температурах, что не приемлемо для масличных культур.
Задачей изобретения является создание оптимальных условий сушки для получения высокого качества высушенных семян рапса в режиме щадящих температур, уменьшение энергозатрат и упрощения монтажа оборудования за счет исключения принудительной вентиляции, применив для этого материал транспортерной ленты, не препятствующий выходу влаги.
Способ сушки семян рапса, заключающийся в размещении семян слоем на ленте бесконечного транспортера, воздействии на семена инфракрасным излучением, в отличие от прототипа семена рапса слоем 0,8-1,2 см размещают на транспортерной ленте, выполненной из материала, способного максимально пропускать ИК-излучение и не препятствующего выходу влаги, в качестве излучающих элементов используют низкотемпературные пленочные электронагреватели с температурой нагрева 35-55°C и длиной волны излучателя 8-9 мкм.
Техническим результатом предлагаемого способа является снижение энергозатрат за счет использования низкотемпературных пленочных электронагревателей, упрощение способа сушки за счет исключения принудительной вентиляции и создание оптимальных условий процесса сушки путем правильно определенных длине волны и толщине слоя семян рапса. Размещение семян слоем меньше 0,8-1,2 см отрицательно скажется на производительности, а слоем больше на качестве готового высушенного продукта. Длина волны, выявленная в результате исследований и анализа оптических характеристик семян рапса, позволяет вести процесс сушки при необходимой температуре в названных пределах, так как увеличение температуры ведет к возникновению горечи масла в семенах и потере жизнеспособности и посевных качеств семян, а уменьшение к увеличению времени всего процесса. Транспортерная лента выполнена из материала позволяющего максимально пропускать ИК-излучение, что позволяет снять экранировку высушиваемого материала, обеспечить большой коэффициент отражения лучистой энергии, более равномерный нагрев высушиваемого продукта и повысить производительность за счет возможности увеличения толщины слоя, также материал не должен препятствовать выходу влаги для исключения принудительной вентиляции.
Заявляемый способ осуществляется в сушильной установке транспортерно-каскадного типа.
Сушильная установка поясняется чертежом, на котором схематично изображен общий вид сушильной установки.
Сушильная установка содержит металлический корпус 1, каркас которого состоит из вертикальных 2 и горизонтальных 3 стоек на опорах 4.
Внутри корпуса параллельно друг над другом расположены ленточные конвейеры 5, при этом нечетные ряды конвейеров смещены по длине на одинаковую величину, достаточную для перекантовки продукта сушки с конвейера на конвейер, а в зонах перекантовки установлены жестко связанные с каркасом экранирующие щитки 6 для исключения рассыпания продукта сушки при перекантовке.
Каркас снабжен направляющими 8, на которые опираются верхние рабочие ветви лент конвейеров, над ними установлены жестко связанные с каркасом пленочные электронагреватели 9 и дополнительно установленные пленочные электронагреватели 10, служащие активной подложкой.
Над верхней рабочей ветвью верхнего конвейера расположены загрузочный бункер 11 и раскладчик 12 для равномерного распределения продукта сушки. В нижней части корпуса расположен разгрузочный бункер 13.
Приводной механизм установки состоит из электродвигателя 14, редуктора 15, цепной передачи 16, клиноременной передачи 17, ведущих барабанов 18. Ведущие барабаны 18 и ведомые барабаны 19 попарно соединены лентой 20, выполненной из материала, способного максимально пропускать ИК-излучение, не поглощая их, это те материалы, у которых чернота тела близка к 0 (например, полиэстера, полиэфирного волокна, лавсана и т.д.). Также материал не должен задерживать выход влаги (например, сетка). Этим требованиям отвечает сетка из полиэстера.
Установка содержит систему автоматического управления, состоящую из блока управления 21, датчиков температуры 22 и датчиков влажности 23. Устройство включается в электрическую сеть посредством электрошкафа 24.
Способ осуществляется следующим образом. Семена рапса через загрузочный бункер 11 при помощи раскладчика 12 равномерно распределяют слоем 0,8-1,2 см по всей ширине верхней рабочей ветви ленты 20 верхнего конвейера 5. Включают установку в электрическую сеть, посредством электрошкафа включают пленочные электронагреватели 9 и дополнительно установленные пленочные электронагреватели 10, служащие активной подложкой. Воздействуют на семена инфракрасным излучением, равномерно облучая при длине волны излучателя 8-9 мкм в режиме щадящих температур 35-55°C.
Приводной механизм, состоящий из электродвигателя 14 и редуктора 15, при помощи клиноременной передачи 17 и цепной передачи 16 приводит в движение ведущие барабаны 18. Ленты конвейеров 20, попарно соединяющие ведущие и ведомые барабаны, приводят в движение ведомые барабаны 19.
Датчик влажности 23, установленный над верхней рабочей ветвью ленты 20 верхнего конвейера 5, контролирует начальную влажность продукта сушки. В зависимости от значения начальной влажности продукта сушки системой автоматического управления задаются скорость движения лент конвейеров и скорость работы вентиляторов.
Датчики температуры 22, установленные над каждым конвейером, контролируют температуру продукта сушки. В зависимости от значения температуры продукта сушки системой автоматического управления регулируется рабочая температура пленочных электронагревателей 9.
Пройдя до конца уровня верхней рабочей ветви, продукт сушки пересыпается на уровень низлежащей рабочей ветви. Экранирующие щитки 6, установленные над концами лент 20 конвейера 5, улавливают продукт сушки при перекантовке и направляют на ленту 20 низлежащего конвейера 5.
Продукт сушки, пройдя, таким образом, все уровни конвейеров, пересыпается на ленту нижнего конвейера. Над лентой нижнего конвейера установлен датчик влажности 23, контролирующий конечную влажность продукта сушки. В зависимости от значения конечной влажности продукт сушки через разгрузочный бункер 13 высыпается в тару или отправляется на повторную сушку.
Способ позволяет получить высушенный продукт высокого качества и снизить энергозатраты процесса сушки семян рапса.