СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРИОДОВ ПРОЦЕССА СУШКИ ЗЕРНИСТОГО ПРОДУКТА
METHOD FOR DETERMINING PERIODS OF DRYING OF GRAINY PRODUCTS

Изобретение относится к пищевой, фармакологической и другим отраслям промышленности и служит для определения периодов процесса сушки зернистых материалов в вакуумной сушильной установке.
Известно, что периоды постоянной скорости и падающей скорости сушки определяют по динамике изменения влажности обрабатываемого материала в зависимости от времени сушки w=f(τ) (Лыков А.В. Теория сушки /А.В. Лыков. - М.: Энергия, 1968. - 471 с.), однако этот способ невозможно осуществить при сушке сыпучих влажных материалов в вакуумной сушильной установке, так как измерение влажности материала в условиях вакуума проблематично.
Определение начала и окончания периодов сушки необходимо для регулирования температуры теплоносителя с целью оптимизации процесса сушки.
Из патентной литературы известен способ автоматического регулирования процесса сушки зерна (F26B 25/22 SU 1483218, 30.05.89), включающий регулирование процесса сушки в трехзонной сушилке, содержащей датчики температуры нагрева зерна в каждой из сушильных зон, влагомер зерна на входе в сушилку и влагомер на выходе зерна из сушилки, причем дополнительно регулируют температуру теплоносителя в каждой из зон и корректируют экспозицию сушки по температуре зерна на выходе из зон, а по величине влагосъема корректируют температуру теплоносителя в каждой из зон. Недостатком данного способа является то, что процесс контроля осуществляется лишь частично, только на конечной стадии при выгрузке после сушки. Также невозможно использовать данный способ в вакуумных сушильных установках.
В качестве зернистого материала при исследовании возможности применения способа определения периодов сушки в вакуумных сушильных установках использовались пророщенные семена сельскохозяйственных культур. В процессе сушки они должны сохранить свои питательные свойства, поэтому повышение температуры внутри пророщенных семян выше 50°С недопустимо, так как это приведет к снижению качества готового материала. В связи с этим регулирование температурных параметров при сушке указанного зернистого материала является необходимостью, а оно осуществимо только зная моменты начала испарения свободной влаги (период постоянной скорости сушки) и моменты начала удаления связанной влаги (период падающей скорости сушки).
Таким образом, для получения качественного готового материала и снижения энергетических затрат необходимо своевременное получение информации о динамике процесса сушки. Предлагаемый способ и устройство для его осуществления позволит зафиксировать момент начала и окончания испарения свободной влаги и начала испарения связанной влаги и скорректировать температурные параметры сушки.
Способ определения периодов процесса сушки зернистых материалов в вакуумной сушильной установке заключается в построении графика зависимости изменения электрического (омического) сопротивления зернистого материала от времени сушки R=f(τ) взамен построения графика сушки w=f(τ). Тем самым определяются моменты начала испарения свободной и связанной влаги из материала, что позволяет корректировать температурные показатели режимов сушки.
График изменения сопротивления, построенный на основании полученных данных, опосредованно представляет кривую сушки, наглядно продемонстрирует точку перехода одного периода сушки в другой и позволит изменить программу сушки, снизив температуру и не допустив перегрев зернистого материала.
Технический результат - определение периодов процесса сушки зернистых материалов в вакуумной сушильной установке, которое осуществляется с помощью датчика измерения электрического сопротивления высушиваемого материала. Датчик установлен непосредственно в вакуумной сушильной камере и позволяет непрерывно контролировать изменение электрического сопротивления в зернистом материале (соответственно с возможностью определения моментов начала и окончания испарения свободной влаги и начала испарения связанной влаги из высушиваемого материала).
Пример.
Сушка пророщенных зерен пшеницы производилась в вакуумной сушильной установке с инфракрасными излучателями ВДСУ-2М. Перед сушкой на противень с пророщенными зернами был установлен датчик, измеряющий сопротивление материала. С течением времени сушки были получены данные по изменению сопротивления. По полученным значениям сопротивления строился график. На графике точка изменения линейной функции на показательную функцию является точкой перехода периода постоянной скорости сушки в период падающей скорости сушки. График изменения значения сопротивления отражен на фиг. 1, где показана зависимость электрического сопротивления зернового слоя от времени сушки R=f(τ). Точки 1 и 2 - точки перехода одной стадии в другую. В этот момент корректировалась программа сушки и соответственно температура на нагревателях.