mehanizaciya i elektrifikaciya

обработке продовольственного зерна технологический процесс завершается вторичной очисткой сухого зерна.

6.7.2. Зерноочистительные агрегаты Зерноочистительные агрегаты, выпускаемые промышленностью, характери-

зуются различной производительностью. Они предназначены для механизированной очистки вороха зерновых, зернобобовых и крупяных культур с комплексной механизацией погрузочно-разгрузочных работ.

Агрегат типа ЗАВ-20 применяют во всех зонах страны.

Основные его элементы: строительная часть (завальная яма, приямок норий, фундамент под опоры блока бункеров и т. п.) и металлическая арматура, на которой монтируют машины и оборудование.

В комплект машин и оборудования входят: автомобилеподъемник 12 (рис. 6.9), загрузочная нория 10, очистительные машины 7, передаточные транспортеры 1, триерные блоки 2 и централизованная аспирационная система 4. Машины и оборудование согласованы по производительности. Обслуживает их один человек с пульта управления. Агрегат состоит из двух параллельно смонтированных технологических линий. Каждая из них может быть настроена на две технологические схемы работы.

Агрегат имеет производительность 20 т/ч на очистке продовольственного зерна и 7,5 т/ч на обработке семенного материала. Мощность электродвигателей 33,2 кВт. Масса комплекта машин и оборудования 15930 кг.

Агрегат ЗАВ-40 рассчитан на хозяйства зерновых зон страны с большим объемом производства и обслуживается двумя рабочими.

В комплект машин и оборудования агрегата ЗАВ-40 входят: две нории, две воздушно-решетные очистительные машины, промежуточный шнек, две аспирационные системы, два центробежно-пневматических сепаратора и два шнека для отвода примесей от триерных блоков. На двухпоточном агрегате можно обрабатывать одновременно две культуры. Для этого завальную яму разделяют перегородкой на две секции.

Расстановка технологического оборудования и блокировка пульта управления дают возможность работать по шести технологическим схемам.

Агрегат имеет производительность 40 т/ч на очистке продовольственного зерна и 15 т/ч на очистке семенного материала. Мощность электродвигателей 45,4 кВт. Суммарная масса комплекта машин и оборудования 22320 кг.

Зерноочистительный агрегат ЗАВ-50 производительностью 50 т/ч предназначен для приема и очистки зерна колосовых, крупяных, зернобобовых и других культур в хозяйствах с валовым сбором зерна более 6000 т. Он состоит из трех отделений, связанных в технологическую линию с единой системой управления: отделение приема, очистки и отделение оперативных бункеров.

Исходный материал из завальной ямы с помощью нории подаётся на маши-

91

Рисунок 6.9. Схема агрегата ЗАВ-20А:

/ - передаточный транспортер; 2 - триерный блок; 3 - пневмотранспортер; 4 - централизованная аспирационная система; 5 - дроссельная заслонка; 6 - отстойник; 7 - очистительная машина, 8 - распределитель-течка; 9 - распределитель; 10 - нория типа НЗ-20; 11 - приемный бункер; 12 - автомобилеподъемник типа ГАП-2Ц; 13 - течка пневмотранспортера; 14 - передвижной бункер

ну предварительной очистки, где выделяются крупные и легкие примеси. Затем материал поступает на воздушно-решетную машину первичной очистки, далее при необходимости на триерный блок и после очистки зерно направляется в бункеры временного хранения или в транспортные средства.

Зерноочистительный агрегат ЗАВ-25 разработан на базе агрегата ЗАВ-20. В отличие от агрегата ЗАВ-20, он включает отделение приема и временного хранения ОП-50 производительностью 50 т/ч. Это отделение обеспечивает непрерывный прием вороха с большегрузных автомобилей и прицепов, его предварительную очистку и временное хранение в аэрируемых бункерах.

92

Поточная технология очистки зерна осуществляется следующим образом. Ворох, поступивший в отделение приема и временного хранения, подвергается предварительной очистке, после чего часть зерна направляется в бункера временного хранения, а часть — на очистительную линию ЗАВ-20 (укомплектованную модернизированными машинами), где зерно очищается до базисных кондиций. В периоды, когда зерно не поступает от комбайнов, линия питается из бункеров временного хранения.

При комплектовании агрегата ЗАВ-25 семяочистительной приставкой типа СП-10 и приспособлениями для обработки семян он может быть также использован на послеуборочной обработке семян льна масличного, подсолнечника, горчицы и клещевины.

93

ГЛАВА 7. Машины и оборудование для сушки и консервирования зерна

7.1.Общие вопросы сушки

7.1.1.Основные сведения о сельскохозяйственных материалах как объектах

сушки В сельскохозяйственном производстве искусственной сушке подвергаются

продовольственное, семенное и фуражное зерно, плоды, овощи, трава, стебли растений и другие материалы. Наибольший объем работ приходится на сушку зерна.

Зерно (семя) представляет собой коллоидное капиллярно-пористое тело. Оно состоит из твердого вещества с включениями воды и воздуха. В зерне, как и в любом живом организме, протекают разнообразные жизненные процессы, включая и дыхание. Важнейшие факторы, определяющие процесс дыхания, - влажность и температура. При повышенной влажности и благоприятной температуре процесс дыхания усиливается и, как следствие, приводит к интенсивному выделению тепла и потерям массы. Возникающие очаги самосогревания могут быть причиной полной порчи зерна.

Следовательно, основное назначение сушки — удаление излишней влаги для повышения стойкости зерна к хранению. Но роль сушки этим не ограничивается. В процессе сушки изменяются технологические и биологические свойства зерна. Например, сушка ускоряет процесс послеуборочного дозревания семян и улучшает их посевные качества. Для сохранения влажного зерна и других сельскохозяйственных материалов применяют их консервирование. В практике находит применение химическое консервирование и консервирование методом герметичного хранения и охлаждения. В последнем случае специальными смесителями влажные материалы смешивают с химическими веществами, угнетающими жизнедеятельность микрофлоры. Для этого используют пропионовую, муравьиную, уксусную и другие кислоты.

7.1.2. Агротехнические требования к работе зерносушилок и способы сушки зерна

Агротехнические требования. Основное требование, предъявляемое к сушке семян, заключается в сохранении всхожести и энергии их прорастания. Поэтому, семена зерновых колосовых культур не следует нагревать выше 48°С, а бобовых — выше 45°С. Продовольственное зерно можно нагревать до 60°С.

Неравномерность нагрева зерна в процессе сушки не должна превышать 3...4 °С. Испарение влаги за однократный процесс сушки не должно превышать: для семян зерновых колосовых 5 %; зернобобовых, гречихи, проса, кукурузы 3...4 %. Допустимая неравномерность сушки (при конечной влажности зерна 15%) ±1 %.

После сушки зерно охлаждают так, чтобы температура его при выходе из охладительной камеры не превышала температуры наружного воздуха более

94

чем на 10...15°С.

После сушки и охлаждения в зерновой массе не должно быть зерен подгорелых, поджаренных, вздутых или с лопнувшими оболочками.

Способы сушки. При сушке зерно нагревается и влага из его внутренних слоев перемещается на поверхность, испаряется, а затем в виде пара удаляется в окружающую среду. Поскольку нагревать зерно можно различными способами, то и сушку его классифицируют по способу передачи тепла влажному зерну.

Ко н в е к ти вн ы й способ заключается в том, что тепло, необходимое для нагрева зерна, передается конвекцией, то есть от движущегося газообразного агента сушки.

В качестве агента сушки обычно используют нагретый воздух или смесь воздуха с продуктами сгорания топлива.

Ко н д ук ти вн ы й (или контактный) способ сушки заключается в передаче тепла зерну от нагретой поверхности, с которой оно находится в контакте.

Р а д и а ц и о н н ы й способ заключается в нагреве зерна тепловыми лучами от нагретых поверхностей, не имеющих непосредственного контакта с зерном, например, сушка зерна солнечными лучами.

Э л е к тр и ч е с к и й способ сушки, или сушка токами высокой частоты (ТВЧ), заключается в том, что зерно помещают в поле ТВЧ, где его молекулы поляризуются и приводятся в колебательное движение. Колебания вызывают трение частиц и выделение тепла. В силу большой диэлектрической постоянной воды тепло концентрируется, главным образом, в центре зерна, где больше всего накапливается влаги. За счет этого достигают высокой скорости сушки.

С уб л и ма ц и о н н ы й способ сушки проводится в глубоком вакууме. В этих условиях температура материала снижается и влага в виде кристаллов льда выходит на его поверхность. В дальнейшем при подводе тепла происходит испарение льда. Материал при этом обезвоживается, но его молекулярная структура полностью сохраняется. Этот способ применяется при сушке фруктов, овощей, мяса.

Удалять воду из материалов повышенной влажности можно и механическим способом без применения тепла.

Со р б ц и о н н ы й способ заключается в смешивании высушиваемого сыпучего материала с влагопоглотителем (силикагелем, хлористым кальцием, опилками и т. п.). Влагу из материала впитывает в себя влагопоглотитель, который после некоторой выдержки отделяют.

Ц е н тр и ф уги р о ва н и е — удаление свободной влаги из материалов под действием центробежной силы.

П р е с с о в а н и е — выделение влаги методом сжатия обрабатываемых материалов.

95

7.2. Устройство и принцип работы зерносушилок конвективного действия

7.2.1. Классификация зерносушилок и схемы технологических процессов Зерносушилки классифицируют по виду используемого топлива — твердое,

жидкое или газообразное; по виду агента сушки — нагретый воздух или его смесь с топочными газами; по характеру процесса сушки — периодического или непрерывного действия; по мобильности — стационарные или передвижные; по направлению движения агента сушки относительно зернового потока

— прямоточные, противоточные, с поперечным потоком, со смешанным потоком; по состоянию зернового слоя — с неподвижным, подвижным, псевдоожиженным (кипящим) и взвешенным слоем.

Сушилки с подвижным зерновым слоем наиболее распространены. По конструктивному оформлению они могут быть шахтными, барабанными и вибрационными.

Ш а х т н ы е с уш и л к и (рис. 7.1, а) оборудованы шахтами с расположенными внутри них в шахматном порядке коробами. Зерно 2 под собственным весом движется сверху вниз, агент сушки 1 — в поперечном и вертикальном направлениях.

Б а р а б а н н ы е зе р н о с уши лк и (рис. 7.1, б) имеют сушильную камеру в виде пустотелого стального цилиндра (барабана).

Внутри барабана закреплены лопасти и полочки. При вращении барабан своими лопастями поднимает и сбрасывает поступающее в него зерно. Пересыпаясь с полочки на полочку, зерно сушится нагретым агентом и перемещается вдоль барабана в направлении газового потока.

В и б р а ц и о н н ы е з е р н о с уши л к и (рис. 7.1, в) состоят из ряда решет, расположенных одно под другим. Для перемещения и лучшего перемешивания зерна решета приводятся в колебательное движение. Движущееся на решете зерно пронизывается нагретым агентом сушки, подаваемым снизу вверх.

Сушка зерна в неподвижном слое применяется в вентилируемых бункерах, в лотковых, платформенных и других сушилках.

В е н ти ли р уе мы е б ун к е р а (рис. 7.1, г) состоят из бункера и вентилятора с воздухоподогревателем и воздухопроводом. Подогретый воздух пронизывает слой влажного зерна в бункере и тем самым высушивает его. Эти установки применяют также для вентилирования зерна наружным воздухом при его охлаждении и консервации.

Л о т к о вы е с уши л к и (рис. 7.1, д) состоят из топки, вентилятора и одного или нескольких лотков, изготовленных из перфорированного металлического листа. Нагретый агент сушки пронизывает неподвижный слой зерна на лотках, нагревает зерно и удаляет из него влагу.

Напольные сушилки (рис. 7.1, е) предназначены для сушки или консервирования холодным воздухом зерна, льновороха, сена и т.п. Воздух или агент сушки подают через перфорированный или щелевой пол.

96

Рисунок 7.1. Схемы рабочих процессов сушилок:

а) — шахтная; б) - барабанная, в) — вибрационная; г) — вентилируемый бункер; д) — лотковая; е) - напольная; ж) - с псевдоожиженным слоем; з) - пневмогазовая рециркуляционная; 1 - направление движения воздуха; 2 — зерно

Сушка зерна в псевдоожиженном слое (рис. 7.1, ж) заключается в следующем. Зерно размещают на решете и продувают нагретым агентом сушки. Скорость газового потока постепенно увеличивают, и когда его подъемная сила становится близкой к силе тяжести отдельных зерен, давление зерен одно на другое исчезает и слой переходит в псевдоожиженное состояние. В псевдоожиженном (кипящем) слое происходит интенсивное перемешивание и движение зерен, такой слой напоминает маловязкую жидкость, поэтому подсохшие зерна всплывают на поверхность слоя и выводятся из сушилки.

Пневмогазовые рециркуляционные сушилки (рис. 7.1, з) представляют собой трубу, в которую с большой скоростью вентилятором подается агент сушки, в нижнюю часть трубы-сушилки подается влажное зерно. Газовым потоком в течение нескольких секунд оно нагревается до необходимой температуры и поднимается в шахту. В верхней части шахты зерно выдерживается некоторое время. Нижняя часть шахты разделена вертикальной перегородкой на две зоны. Из правой зоны охлаждения зерно вновь поступает (рециркулирует) в трубусушилку, смешивается с влажным зерном, затем масса попадает в шахту на выдержку и охлаждение. Из левой зоны сухое зерно выводится наружу.

97

7.2.2. Топки и их типы Типы топок. Различают топки прямого действия, в которых агент сушки

получается в результате непосредственного смешивания топочных газов с воздухом, и непрямого действия (топки-теплообменники) с нагревом воздуха в калорифере. При использовании топок прямого действия продукты сгорания топлива входят в соприкосновение с зерном. Поэтому в топках зерносушилок топливо должно сгорать полностью, а топочные газы хорошо перемешиваться с наружным воздухом. Дым, копоть, зола, несгоревшие частицы топлива не должны попадать в сушильную камеру.

Топка для сжигания жидкого топлива (рис. 7.2), состоит из форсунки 3, камеры сгорания 4, отражательного экрана 8, кожуха 5, теплоизоляционного экрана 6 и смесительной камеры 7.

Топливо от насоса подается к форсунке 3, и одновременно к ней поступает сжатый воздух от вентилятора 1.

Топливо распыляется и смешивается с воздухом. Образовавшаяся горючая смесь загорается от электрической свечи 2. Топочные газы поступают в смесительную камеру 7, выполненную в виде улитки. Сюда же по кольцевым каналам, образованным кожухом 5, теплоизоляционным экраном 6 и камерой сгорания 4, поступает наружный воздух и смешивается в камере с топочными газами. Образовавшаяся газовоздушная смесь (агент сушки) вентиляторами нагнетается в сушильную камеру для сушки зерна.

Рисунок 7.2. Топка для сжигания жидкого топлива:

1 – вентилятор; 2 - электрическая свеча; 3 – форсунка; 4 и 7 - камеры сгорания и смесительная; 5 – кожух; 6 – теплоизоляционный экран; 8 – отражательный экран

Свеча зажигания включается автоматически при пуске электродвигателя топливного насоса. Если в течение некоторого времени воспламенение не произошло, реле времени выключает электродвигатель.

Пламя контролируется фотоэлементом. В случае срыва пламени с фотоэлемента подается сигнал на магнитный пускатель электродвигателя топливного насоса, электродвигатель выключается, и подача топлива прекращается.

98

7.2.3. Сушильные камеры

Сушильная камера шахтной зерносушилки выполнена в виде вертикальной шахты 1 (рис. 7.3) прямоугольного сечения. Внутри шахты размещены в шахматном порядке короба 2 и 3.

Короба имеют вид желоба, повернутого открытой частью вниз. Один из торцов каждого короба имеет окно, другой закрыт. Горизонтальные ряды коробов (рис. 7.3, а) разделяются на подводящие 2 и отводящие 3. По вертикали эти

Сушильная камера барабанной зерносушилки представляет собой стальной цилиндр (барабан) 1 (рис. 7.4), разделенный перегородками 2 на четыре или шесть секторов. На внутренней поверхности барабана и перегородках закреплены полочки 3 и лопасти 4. При вращении барабана зерно поднимается лопастями и свободно пересыпается с них. Агент сушки и зерно подают с одной и той же стороны барабана. Поэтому под действием газового потока зерно медленно перемещается в противоположную сторону цилиндра. Этому же способствует наклон цилиндра.

99

Рисунок 7.4. Сушильный барабан с выпу-

скным механизмом:

1 – барабан; 2 – перегородки; 3 – полочки; 4 - лопасти; 5 – подпорное кольцо; 6 – выпускные окна; 7 – заслонки; 8 – шлюзовой затвор

7.3. Активное вентилирование

7.3.1. Охлаждение зерна активным вентилированием Под активным вентилированием понимают принудительное продувание не-

подвижного слоя зерна холодным или подогретым воздухом.

Наибольшее распространение активное вентилирование получило как средство охлаждения влажного зерна с целью его временной консервации в период массовой уборки. Активное вентилирование позволяет предотвратить самосогревание влажного зерна.

Охлаждение необходимо проводить с учетом состояния и свойств зерновой массы и воздуха. Для охлаждения относительно сухого зерна требуется холодный, не насыщенный влагой воздух. При самосогревании зерновую массу можно продувать холодным воздухом любой влажности. Охлаждение обычно проводят в ночные часы.

При определении целесообразности вентилирования необходимо учитывать относительную влажность воздуха и равновесную влажность зерна. Если начальная влажность зерна больше равновесной, то можно проводить вентилирование. Оно возможно в том случае, если наружный воздух холоднее зерна в ясную погоду не менее чем на 4 °С, а в дождливую и туманную — на 8 °С

Неправильный выбор режима вентилирования может привести к переув-

лажнению зерна.

7.3.2. Сушка зерна активным вентилированием Как средство сушки, вентилирование применяют в хозяйствах с небольшим

сбором зерна, а также для обработки семенного материала с целью сохранения его посевных качеств.

100