автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.03, диссертация на тему:Повышение эффективности сушки проса

государственный комитет российской ФЕДЕРАЦИИ

ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ МОСКОВСКАЯ ГОСУД,л1>СТВЕНР4Я5 АКАДЕМИЯ ПИЩЕВЫХ НРОИЗ^О^СД$7 (МГАПП) ^

На правах рукописи

ПИЗНЯК Иван Фадеевнч УДК 684,723,047:633.17

ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ СУШКИ ПРОСА

эциальность 05. 18- 03 эвичная обработка, хранение зна и другой продукции :тениеводства

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учекой степени кандидата технических неук

МОСКВА

1995 год

Работа выполнена в лаборатории зерносушения и актш го вентилирования Всероссийского иаучно-исследовательсь института зерна и продуктов еш переработки Российской Акаде; сельскохозяйственных наук.

Научный руководитель — доктор технических наук, профес

академик АЭН РЕЗЧИКОВ В. Д.

Официальные оппоненты — доктор технических наук, профес

МЕЛЬНИКОВ Е. М..

кандидат технических наук, доцент ЛТАНАЗЕВИЧ В. И.

Ведущая организация — Научно-технический центр АС

«РОСХЛЕБОПРОДУКТ»

Защита диссертации состо и т с я -ХТ^Ш*^/^_199,

на заседании диссертационного Совета Д.063.51,01. Москова Государственной Академии пищевых производств.

Просим Вас принять участие в заседании диссертационн Совета или прислать отзыв в двух экземплярах^ заверени печатью учреждения по адресу;

125080, Москва. А-80, Волоколамское шоссе, 11, МГАПП С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МГА1 Автореферат разослан

Ученый секретарь диссертационного Совета

кандидат технических наук, доцент И. В, АРКАНОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. С учетом складывающейся в странах СИГ ищлыю.экономической ситуации проблема сокращения потерь ша на всех этапах его послеуборочной обработки и хранения 1 иовится все более актуальной.

Особое внимание при этом должно быть уделено сохранности эса, отличающегося несюйкостью при хранении.

К тому же, во многих регионах производства проса (Украины, ссийской Федерации, Северного Казахстана) более половины неубранного зерна нуждается в сушке.

Как объект сушки, просо имеет свои специфические особен-сти обусловленные своеобразием строения зерновки,-, ее хими-:кого состава, физических свойств зерновой массы.

При сушке проса, в широко распространенных шахтных пря-ггочных зерносушилках, зерно подвергается достаточно жестко' тепловому воздействию. При нагреве проса свыше 40°С проис-дит растрескивание оболочки, а в дальнейшем повреждается и мо ядро. Находящаяся между оболочкой и ядром небольшая здушная прослойка замедляет процесс сушки, несмотря на рых-с строение ядра. Незначительная, в сравнении с другими, сква-1ст0сть зерновой массы затрудняет фильтрацию агента сушки в ое зерна, что, в свою очередь, ведет к снижению интенсивности парения влаги. При этом значительно увеличивается содержа-:е поврежденных и шелушенных зерен, что в свою очередь скатается на выходе и показателях качества крупы.

Режимы сушки проса, рекомендуемые «Инструкцией по суш: продовольственного, кормового зерна, маслосемян и эксплуата-1н зерносушилок №9—3—82», суть которых состоит в том, что шка проводится при температуре агента сушки 80 и 100°С при )ухступенчатом режиме с нагревом зерна 40°С независимо от шальной влажности, нуждаются в корректировке.

Данные научно-технической литературы свидетельствуют о несообразности сушки проса с предварительным нагревом зерна повторным использованием отработавшего сушильного агента.

В связи с вышеизложенным всестороннее изучение закономер-эстей процесса, исследование влияния ранее неизвестных условий онки на качество проса и научное обоснование эффективных ре-имов сушки является актуальным, имеющим важное теоретичес-эе и практическое значение. ' ■ s ' '

Целью работы является- более- полное сохранение качества роса при сушке и-повышение-экономичности процесса ; сушки.

а - ......

Для достижения поставленной цели продуематрииалось 1 шить • следующие задачи:

— исследовать'термоустойчнвость зерна проса в услопп сушки агентом различного влагосодержания, установить пре; лыю допустимую температуру нагрева проса продовольствен!» назначения;

— изучить кинетику процесса сушки зерна проса иродово/ стпениою назначения; -

— выявить влияние агента сушки повышенного влагосод: жайпя на технологические свойства, питательные п вкусовые I чества пшена;

— разработать технологическую схему сушки проса с на льзованпем отработавшего сушильного агента.

— разработать технологическую схему проса с использо! пнем отработавшего сушильного агента.

— разработать предложения по реконструкции прямоточн шахтных сушилок на более прогрессивную схему сушкн;

— определить технико-экономические показатели сушило! экономическую эффективность разработанных режимов суп проса;

— разработать предложения и рекомендации промышлеп сти по более эффективной сушке зерна проса.

Научная новизна.

Развиты представления о механизме сушки зерна агеш повышенного влагосодержания.

Установлены закономерности термоустопчнвости высуши емого зерна проса и кинетики процесса в условиях сушки агеш повышенного влагосодержания.

Научно обоснованы параметры и разработана методика ] бора рационального режима сушки зерна проса.

■ Разработана математическая модель процесса сушки пр< с предварительным- нагревом. Алгоритм расчета реализован пр рамно для решения на ЭВМ. Адекватность модели реальнс процессу подтверждена данными испытании.

Выявлено .влияние- режимных параметров при сушке зе] проса агеитом' повышенного влагосодержания на технологпчес свойства зерна.

'Практическая значимость.

Разработаны и внедрены в производстве режимы сушки п С£1 продовольственного назначения на зерносушилках К4—УС2 (ЗСПЖ—8) с использованием отработавшего сушильного ага

ан'чпвшощне сохранение технологических свойств зерна.

Разработаны рекомендации но переоборудованию нередвнж-с прямоточных зерносушилок шахтного типа для сушки зерна ■са продовольственного назначения. ;

Предложены дополнения к действующей «Инструкции по су> продовольственного, кормового зерна, маслосемян и эксплуа-ии зерносушилок» №9—3—82 в части усовершенствования тех-огических схем, ведения процесса сушки, конструктивных реши при сушке зерна проса по новой ресурсосберегающей техно-пи.

Проведенные исследования показывают, что годовой экономики й эффект от внедрения новой ресурсосберегающей технологии |ки зерна проса составляет около 97 тыс. руб./год в расчете' одну реконструированную сушилку К4 — УС2—-А при сушке — 1100 тонн свежеубранного зерна, (в ценах на 3 квартал 2 г.).

Апробация диссертационной работы.

Результаты лабораторных исследований проверены на Заче-овском хлебоприемном предприятии Харьковской области 'айны при сушке свежеубранного зерна проса на типовых и ре-струированных зерносушилках ЗСПЖ—8 и К.4—УС2—А.

Основные положения диссертационной работы доложены на союзной научной конференции «Пути повышения качества зе-и зернопродуктов, улучшения ассортимента крупы, муки и хлев 1989 году, па Всесоюзной научной конференции «Проблемы янпя тепловой обработки на пищевую ценность продуктов пи-!1я» в 1990 году и на научной конференции, посвященной 60-ле МТИПП в 1991 г.

Публикации.

По результатам выполненных исследований опубликовано гчатных работы, получено авторское свидетельство на новый эд сушки зерна с использованием отработавшего сушильного гта №4926723/13 от 8.04.1991 г.

Структура и объем работы.

Диссертационная работа состоит из введения 5 глав, выводов гкомендацнй, списка использованной литературы, приложение, ота изложена на 194 страницах машинописного текста, содер-37 рисунков, 36 таблиц, 16 приложений; список использован-лнтературы включает 112 наименований, в том числе '23 на странных языках.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе представлен анализ современною состоя вопроса сушки проса. Освещены вопросы происхождения н [ пространення проса, отмечены особенности проса как биологш кого объекта, рассмотрена характеристика зерновой массы, объекта послеуборочной обработки и хранения; приведены ст| турно-мехапичеокне, гигроскопические и массообменпые хара рпстики проса. Проанализированы общие принципы технолс сушки зерна, рассмотрены основные закономерности и режимы шкн проса. При анализе литературных данных акцентирон внимание на способе сушки зерна, с повторным использован отработавшего сушильного агента, как перспективного напра! ния в совершенствовании технологии сушки и повышения экс мичности процесса.

Анализ отечественных и зарубежных литературных дан показывает, что в последние два десятка лег работы по иссл ванню процессов, совершенствованию технологических схем обоснованию режимов сушки зерна проса практически не пров< лпсь. Отсутствуют и научно.обоснованные данные о режимах шкн проса с повторным использованием отработавшего сушил го агента. На основании анализа литературных данных, как р льтат, сформулированы задачи диссертационной работы.

Во второй главе представлено описание применяемых мете лабораторных исследований и проведения опытов на промыт ных зерносушилках, оценки технологических свойств высуши мого зерна, обработки опытных данных и оценка погрешно результатов измерений.

Лабораторные опыты проведены на экспериментальной лупроизводственной лабораторной установке Д1СШ—2 (ВНИ1 позволяющей моделировать процесс сушки в шахтных зернос; лках с воздухораспределительнымп коробами и осуществлять кусственное увлажнение сушильного агента. Эксперпментал установка оснащена системами автоматического контроля, \ лнрования и записи режимных параметров процесса и высуни мого зерна.

В ходе опытов измеряли и контролировали влажность н пературу зерна; температуру, относительную влажность, вла] держание и скорость агента сушки; продолжительность суши

Текущую влажность высушиваемого зерна определяли четным путем по убыли массы зерна. Температуру зерна нзл1 ли с помощью малоннерционных хромель-копелевых термоп

точках слоя и записывали автоматическим самопишущим 12-то-ним потенциометром КСП—4 класса 0,25. Температуру агента [кн измеряли с помощью хромель-копелевых термопар и за. ывали потенциометром КСП—4 класса 0,25. .

Относительную влажность агента сушки регулировали, изме-

колнчество влаги, испаряемой в испарителе. Скорость агента тки устанавливали с помощью ротаметров PC—7. Продолжите-ость и количество циклов продувки регулировали с помощью е времени и счетчика.

Всхожесть зерна определяли по ГОСТ 12—38—84 «Методы сделсния всхожести», энергию прорастания по ОСТ 10968—88 гтоды определения унергнн прорастания и способности npopacv ия». [) 1 ■

Проращивание семян проводили в термостате «/Ulbji' ffUi'ilif ¡'"<Г'| tftUvMc» т,ша ТР97—1.

Лабораторные исследования процесса сушки проводили при <пмных параметрах, максимально приближенных к реальным. 1стнку сушки изучали на основе анализа кривых сушки, термо-мм зерна кривых скорости сушки и нагрева зерна.

Кривые скорости сушки и нагрева зерна строили традицион->1 методом графического дифференцирования кривой сушки и мограммы зерна.

За допустимую температуру нагрева зерна принимали та.

ее значение, при котором наступали необратимые изменения в [ковом комплексе зерна, характеризуемые снижением энергии >растания и всхожести. Допустимую температуру нагрева зерна «еделяли в увязке с кривыми кинетики сушки.

При проведении опытов на промышленной зерносушилке сре-ie пробы зерна для дальнейших анализов составляли в течение 8 часов работы сушилки, отбирая пробы через каждые 15 ми. ■ в заранее определенных точках. В составленных пробах зерна )еделяли влажность, энергию прорастания, всхожесть, содержа; обрушенных зерен, эффективность шелушения, развариваешь, пищевые достоинства. В ходе опытов измеряли и контролн-5али также температуру и относительную влажность супшльно-агента, производительность зерносушилок, расходы топлива и жтроэнергии.

Для зерна, высушенного в лабораторных условиях, контроль-ми показателями качества служили показатели исходной пар. I зерна, не подвергавшегося сушке. Для зерна, высушенного в шзводственных условиях, контрольными показателями качеет-служпли показа гели сырого зерна, просушенного в сстествен-х условиях при комнатной температуре.

(

.. ..При комплексном анализе проб зерна использовали стапд тцзированные меюды. Отбор проб осуществляли по ГОСТ 13Е 3—83; .определение запаха п цвета — но ГОСТ 109667—75; " держание влажности — по ГОСТ 13536. 5—85; энергию ripopai ния.и способность прорастания — но ГОСТ 10968—88; плен тссть, —. по ГОСТ 10843—76; содержание ссориой, зерновой, ос учитываемой примеси и крупности — по ГОСТ 13586.2—81; на ство пшена — по ГОСТ 572—60; всхожесть -- по ГОСТ 12038—

В .третьей главе содержатся результаты исследований и вершенствования технологии сушки проса.

Экспериментальные исследования проведены в соотвегст с поставленными задачами и разработанной методикой. Кинет изучена в начале на уровне единичных зерен, при сушке так на ваемр1 о «элементарного слоя зерна», а затем б плотном слое т Щ(ЩОй 200 мм при моделировании реальных условий сушки в и тных зерносушилках. Исследование кинетики сушки проведен увязке с происходящими изменениями качества высушиваем проса::по :показателям его семенных, технологических п потре тельеких достоинств, что дало возможность, в конечном итоге, \ работать и обосновать новую более эффективную технологию шки гпроса.

В качестве объекта исследования выбрано просо Харькове 57. Ш-го типа, массой 1000 зерен 6,8 г, пленчатостыо 20,8% Mai вой долей ядра 78,8%..Энергия прорастания составляла 88%, вс жесть — 91%. Выход крупы из исходного зерна составлял 80,

/При сушке единичных зерен в «элементарном слое» из г, гообразия ¡факторов, влияющих на гермоустоичивость зерна б выбраны для изучения параметры, оказывающие наиболее су стаенное влияние на качество высушиваемого зерна и на кинет сушки —.¡начальная влажность зерна, температура сушилы агента и продолжительность теплового воздействия.

I- - Опыты; проводили с зерном влажностью от 13,6%, до 24, Температура сушильного агента изменялась в пределах от £ до: 130°С с: шагом в 10°С. Скорость сушильного агента во i опытах была равна 0,4 м/с, что характерно для большинства ша ных сушилок с воздухораспределительными коробами.

Продолжительность теплового воздействия в опытах сос ляла от 2 до 40 минут.

: Анализ полученных экспериментальных данных показал, сушка, единичных зерен в «элементарном» слое протекает с j вающей скоростью при непрерывном возрастании температ зерна. Влияние температуры сушильного агента на кинетику с ки и семенные свойства зерна представлено па prie. 1.

Всэсьис&сы

¡¿О

1в у?

1

к 1 i 4

V

• 1 £ 9 1 ;

# \ э. А

1 5Г

и 1

г ■,1 у? Ч

) ■ » ( ».'-«Л 1 1 ► \

/0 ¿0 70 Ы>

Рис.1 Кинетика сушки зерна проса в "элементарном" слое.Кривые сушки(1-4);кривые всхоасе-сти(1" -4');температура сушильного агента 50, 70, 90, НО "С; начальная влажность проса 19 119. б; 19 , б ; 19 ,1 (№с) .

~СЗ -

е/с

в

51

4

ъс ?с

Рис.2 Кинетика сушки зерна проса в плотном слое.Кривые сушки 1-2,кривые нагрева 1'—2'. режимы сушки (1 , 1 ' ) -№с=31 , 1%; 1:<5 . а . =65 ~ С ; {2,2' )-Мс = 20,5%;1:с.а.=55-С;

Опыты на лабораторной модели шахтной сушилки проведены зерном начальной влажностью от 17,6%, до. 24,4%. Температура ■шильного агента составляла 55—65° С, его скорость во всех опы-!.х была неизменной и составляла 0,4, м/с. Зеруо высушивалось ) конечной влажности 13,6—15,0%. При этом максимальный на->ев достигал 44—05° С, продолжительность сушки 40,5—117,5 мин.

В соответствии с поставленными задачами, в лабораторных ус-впях проведено пять серий опытов по разным технологическим емам:

— обычной прямоточной сушки;

— сушки с предварительным нагревом зерна сушильным

агентом различного вллгосодержания.

Первая серия опытов проведена по схеме обычной нрямото-кж сушки при пониженной температуре сушильного агента в пре-•лах от 55 до 67°С, то есть пониженной па 13—25°С в сравнении рекомендуемой «Инструкцией...».

В результате установлено, что при нагреве зерна до 44—49°С шество зерна практически сохранялось. При нагреве зерна до )—65°С, который происходит даже при пониженной на 15— 13°С г рекомендуемой по Инструкции..,», как и следовало ожидать :хожесть и энергия прорастания снижаются в среднем на 7-—9%, покается также и выход крупы в среднем на 3—4%, в сравнении контролем. Структура сваренной каши стала полурассыпчатой тегка мажущейся, изменился цвет от светло-желтого до желтого.

Повышение температуры сушильного агента значительно ин-шспфнцпрует процесс с\шкп. Так, в результате повышения тем-ературы сушильного агента на 12°С, снижение влаги в опытах ыло от 8,1 до 9,3%, причем за более короткое время. (Рис. 2).

Таким образом, при- сушке зерна в плотном слое толщиной 00 мм, соответствующе!": толщине продуваемого слоя в шахтных ?рносушилках необходимо снижение температуры сушильного гейта и пропуск зерна через сушилку за несколько приемов. В ротнвном случае неизбежен перегрев зерна выше допустимой емпературы п ухудшение его качества.

Следующие серии опытов проведены по схеме сушки с пред-арительным нагревом зерна агентом разного влагосодержания от 0 до 40 г/кг сухого воздуха. Эти серии лабораторных опытов роведены по технологической схеме: «интенсивный предварительны! нагрев — сушка при пониженных температурных режимах».

Предварительный нагрев зерна осуществляли в псевдоожн-генном слое. Скорость агента сушки во всех опытах была посто-нна и составляла 1,5 м-'с, продолжительность предварительного агрева — 3 минуты. Влаге,содержание сушильного агента изме-

нялось от 10 до 40 г/кг сухого воздуха. Предварительно нагрет зерно высушивали в плотном слое при смягченных режимах температура сушильного агента находилась в пределах 55—57"

Анализ полученных данных показал, что с применением п|-дварительного нагрева зерна агентом сушки повышенного влаг содержания, процесс сушки интенсифицируется, так при обычн сушке зерна влажностью УУ=18% енпжечне влажности на 5," достигается за 80 минут, тогда как с применением нпедвариге.' ного нагрева при снижении влажности на 4,8%, при той же нач льной влажности, продолжительность сушки составляет 37 мин; при том же нагреве зерна. При этом полностью сохраняются пок затели качества зерна.

При сушке зерна повышенной влажности УУ=25% качест зерна значительно ухудшается, тогда как с применением предг рнтельного нагрева зерна качество зерна полностью сохраняете при этом сушка осуществляется при более мягком темиературш режиме.

Полученные данные свидетельствуют о том, что скорость суш с увеличением начальной влажности зерна при прочих равных ; ловиях увеличивается в среднем в 1,4 раза, (при влажности 17,8 до 23,7% соответственно), при менее интенсивном нагреве лучшими показателями семенных свойств. Как и следовало о>н дать в пробах зерна, высушенного с максимальным нагревом вьп 50°С снижение энергии прорастания ц всхожести составляло 10 16%.

Аналогичная закономерность отмечается и при анализе ] зультатов определения общего выхода крупы и коэффициента рг вариваемости. Снижение этого показателя качества на 1,5—4,( наблюдалось в пробах пшена, полученного из зерна, просушеннс с максимальным нагревом свыше 50°С. Структура каши, сваре ной из этого пшена, стала полурассыпчатой слегка мажущеГк цвет ее изменился от светло-желтого до желтого, коэффицпе развариваемости каши по пробах снижался от 0,17 до> 0,53.

Анализ показал, что температура предварительно нагрето зерна в начальный период сушки заметно снижается. С рост« температуры сушки на стадии предварительного нагрева отмс ется большее снижение температуры зерна.

Процесс сушки предварительно нагретого зерна протекает убывающей скоростью сушки, полученные экспериментальные л иные показывают, что с увеличением начальной влажности зер при прочих равных условиях скорость сушки увеличиваете (Рис. 4).

С увеличением начальной влажности зерна при прочих р;

с условиях отмечается большее снижение температуры лредва-ельио. нагретого зерна в начальный период сушки. (Рис. 3).

1^ак и следовало ожидать, более влажное зерно,- нагревается,-lee'интенсивно. 'Аналогичная закономерность была "отмечена : и i более высокой температуре' агента сушки' lia стадии: предва-г гельШого иагрева. • : ■ ,'*

Как известно, перенос влаги при сушке предварительно, на-л :того зерна происходит'в основном в виде жидкости, что способ-»уст переносу водорастворимых минеральных веществ к зароды-. '. Это позволяет более полно сохранять семенные . свойства. выпиваемого . зерна, о чем свидетельствуют результаты определе-и всхожести-и энергии прорастания высушиваемого проса. í -,

При общих тенденциях, в сериях опытов, при различной вла-" юсти сушильного агента на стадии предварительного нагрева-мечалось, что снижение температуры, предварительно нагретого рна при прочих равных условиях больше при более влажном шильном агенте. • -, - -.v1

Так при нагреве зерна проса с 90 до 100°С агентом-суш^и-с ;ажностью 10—12 г/кг с. в, снижение температуры зерна , было среднем на 6—7°С, а при нагреве сушильным агентом с влажно-ыо 40 г/кг с в снижение температуры зерна было в среднем

13 °с. " .

При изменении влажности сушильного агента на стадии-пред-фнтельного нагрева скорость сушки в зависимости от начальной 1ажности имеет тенденцию к увеличению. Так при влажности 'шильного агента 10—12 г/кг с. в., при увеличении влажности зе-ia в начале сушки от 17,8% до 23,7% скорость увеличилась в сред-ем в 1,4 раза, при влажности сушильного агента 40 г/кг с, в, со-тветственпо в 1,5 раза. - -

С увеличением начальной влажности, при прочих равных* словиях, большее снижение температуры зерна в начальный ,пе-иод сушки в серии опытов отмечалось при более влажном суши-ыюы агенте сушки на стадии основной сушки. Так при предвари-ельном нагреве сушильным агентом с влажностью 10—12 г/кг С. в. ннжение температуры в среднем было на 5°С, то с влажностью 0 г/кг с. в. на IÍ — 12°С в среднем.

При сравнивании полученных результатов сушки " в плотном лое, сушки с предварительным нагревом «сухим» сушильным íreiiTOM (10—12 г/кг с. в.) и сушильным агентом повышенного иагосодержання (25—35—40 г/кг с. в.) видим, что зерно с нача-тьной влажностью 23,7% в плотном слое высушивалось сушильном агентом температурой СГ/С, за 117,5 минут. Максимальный 1агрев зерна при этом достигал 59°С. При сушке зерна с лредва-

рктёлкнОД-нагревом сухад, агентом той же начальной влажност бйр'ййсуцпшалось ж,112,1 минуты, причем температура; аген сушки составляла 60"С, при сушке зерна агентом с влажность 40 г/кр с. в. зерно высушивалось-за 96,1 минуты, при макснимал иои нагреве зерна 56°С. , . •

•. Отмечалось'. и .лучшее сохранение семенных свойств, при суп кё зёрНй й предварительным нагревом агентом сушки повышен!! го вжагосодержанйя.' : ...... , .

Т^впри превышении нагрева зерна выше 50°С,агентом" суШ1 с. влажМОСТкю .10—12 г/кг с. ,в. снижение в среднем составля; 87%, то, с влажностью 40 г/кг с. в. соответственно 89%'.

■ Кулинарные ■ и технологические достоинства крупы иб'луче!

Суигк'е-зерна.проса,:с предварительным нагревомагёито ^й^лИчНОго ййагоесдержания во всех сериях опытов изменяли! незначительно, но заметна тенденция к улучшению .этих свойств основном -при' сушке зерна проса .с. предварительным наУрево агёйтом' п'сшшенгюго влагосодержания. При сушке,зерна с пре. п'арйтелы'ш'м нагревам сушильным агентом повышенного влаго'сс МбрШНнА' процесс нрртекаст в. два .этапа., В начаде •происхо'д! сравнительно небольшое увлажнение за счет конденсации, ког^ ге&'гёратура зерна достигает температуры мокрого термометр' п^6Йё&С'Сур1ки! переходит во второй период, . характеризующий« ушЙ'йЩбй скоростью сушки и.ростом температуры, зерна. Пр эУом Скорость сушки «сухим» агентом вначале выше, но в конг йр'ОДеСса скорости выравниваются и становятся практически од! нй*ко'вь1мй; ...

В результате обработки экспериментальных данных получ< ньГ .ур&авешя,-кривых сушки при обычном режиме и при сушке преДйЙрительным ..нагревом.

Для Математического описания процесса сушки зерна прос эк бен'рру была принята модель разработанная Резчиковым В. / й Дубйничевой Р.- II. с учетом выявленных закономерностей прс тШнйй- йроцесса. сушки проса...

Математическая модель сушки зерна описывается 24 уравне ййяйй с 35-Ю ^переменными из которых 11 входных независимы; а остальные 24 неизвестные, в данном случае система замкнута, • решение блок —г схемы математической модели сушки прос ёёлйсь путем составления программы на ЭВМ.

, Полученные в результате обработки на ЭВМ, коэффициент: Ь.доАучёйнЬщн данными и показывают то, Что интвь сйвй6Ст{> йуШки Ь предварительным нагревом агентом повы

шенного влагосодержания не уменьшается, а при повышенной влг.

иГй $ г

Рис.3 КинетиКа сушки зерна проса с предварительным нагревом агентом сушки влагосодержа-нием с!=30г/кг с.в.; Ьпр. н. =120" С; 1. 2-кривые сушки; 1'-2'-термограммы нагрева зерна.

¿и)с

сСГ

с о

1 ш* ж

шг Оп

А о <

¡¡¡2^1. у ш

V- к ¿К- .7

/| ..- N

ч .1 _

5

4 •

о

-г

во

гч

28

ы и?;

Рис.4 Кривые скорости сушки и нагрева зерна проса при сушке с предварительным нагревом агентом сушки влагосодержанием с!=30г/кг с. в. 1пр.н.=120"С;1.2-кривые скорости сушки; 1'-2'- кривые скорости нагрева.

жности зерна проса увеличивается, вследствие совпадения градиентов1 влагопроводностй и' термоилагонроводностн.

В четвёртой' riiitie представлен^ результаты производственно/г rißöuepkil1 разработанной технологии сушки проса-.

Проведены сравнительные ой'ы'гьг по дв\'м технологическим схемам:

— обычная' прямоточная сушка;

— сушка с предварительным нагревом зерна сушильным' аген-

том, отработавшим в первой зоне.

При обычной прямоточной- сушке зерно проса высушивалось на типовой" зерносушилке К4—УС2--А Зачепнловского хлебоприемного предприятия Харьковской области. Высушивали npöco Харьковское 57 III тина 1 — 2 класса начальной влажностью 15,2— 18,8%..

При проведении опытов измеряли и контролировали: вП'аЖ-ность зерна, до и после суш'киг,.тёйпёр'атуру сушильного агента- и' атмосферного воздуха', тёмпёр'аУур'у з'ерна — до- сушки, в' конце второй зоны и после охлаждения, продол>1Ь:Лельпость- сушки,- производительность бушилки, рас'хбд тбпл'пва'.

В Ходе опытов высушивалось' з'ерно' прост;- начальной влажности 15,2— Г8,8%. всхожесть 77—93%, энергия- прорастания 75—90%, сорность 0,18%, пленчатость 19,9%. Температура сушильного* агента составляла- 80' и 120°С. При- указанных температурных режимах максимальный нагрев- зерна достигал 40—45°С. Продолжительность сушки составляла 1,0—2,9 часа в зависимости от начальной ё^а'жнббти зер'на й режимных параметров процесса. Зерно было просушено до в'лажчюстй 12,6-14,0%,- снижение влажности за процесс составляло' 2,6'—5,7%'.. Производительность сушилки находилась в поедеЛ'ах 0т 6',5 до 8,7 пл т/ч, расход условного топлива от 8,3 до 12,0" кг/ал.

Проведенные опыты показали, что' напббле'е полное сохранё-нне качества высушиваемого iipoca на типовой зерносушилке Достигается лишь iipii строгом на'бл10денин инструкционных режимов сушки. Интенсификация сушки с помощью ужесточения температурных режимов обеспечивает некоторое повышение технологической эффективности работы сушилки, однако способствует заметно'му ухудшению качества высушиваемого зерна. Следует отметить также недостаточное охлаждение просушенного зерна. Так при температуре атмосферного воздуха т5,.+8°С температура зерна, выпускаемого из сушилки, составляла 39—4'б°С, что в последствии влияет на сохранение качества зерна при хранении и

вызывает необходимость дополнительных затрат, связанных с охлаждением'зерна. ; .

С целью проверки эффективности разработанной . технологии, сушки проса, проведены сравнительные опыты на реконструированной зерносушилке ' К4—УС2—А на Зачепиловском хлебоприемном предприятии Харьковской области. Разработанная технология сушки защищена патентом.

Суть реконструкции сводилась к следующему — отработавший сушильный агент в 1-ой"зоне сушилки, имеющий повышенное Влагосодержанне, отбирался в отводящий воздуховод, дополнительно подогревался, смешиваясь с топочными газами и подавался в бункер н башмак Г-образиой норин зерна, где использовался для предварительного нагрева в непрерывно движущемся слое зерна (Рис. 5).

При проведении опытов измеряли и контролировали все тс параметры как и при типовой сушке, кроме того, измеряли и контролировали скорость и фактический расход воздуха агента сушки, отработавшего в первой зоне сушилки, (в конце сборного отводящего воздуховода) по показаниям цифрового анемометра АП-1; скорость и расход воздуха сушильного агента, подготовленного для предварительного нагрева зерна в подводящих воздуховодах и на выходе из устройства подогрева, состоящих из теплогенераторов ТНГ—2 и воздуховодов с помощью цифрового анемометра АП—1. ■ ■ . - ■

В ходе опытов высушивалось просо начальной влажностью 15,0—18,4%. Температура сушильного агента, используемого для предварительного нагрева зерна была 91 — 105°С. Относительная 'влажность составила 5—8% (влагосодержание 29,8—47,6 г/кг с. в.). Температура агента сушки на входе в сушилку составляла 80— 90'С,"т. е. была практически на уровне рекомендуемой, а на выходе из первой зоны сушки — 24—27°С. Относительная влажность отработавшего сушильного агента достигала 69—87%. Поступав-.шее на сушку зерно имело температуру 10—15°С. Максимальный нагрев,, при указанных режимах достигал до 32—38°С. Зерно бы-1 .ло просушено.до конечной влажности 12,4—13%.

Продолжительность сушки проса на реконструированной су 'щилке сократилась в сравнении с типовой на 0,5—0,9 часа и соста-.вляла не более 1,5 часов. Производительность сушилки возросла на 17—30%, расход условного топлива уменьшался на 20—25%. Технологические свойства высушиваемого зерна проса оценивались по такому комплексу показателей, как и при суинге на типовой'. сушилке. . ' '

Анализ полученных результатов показывает, что разработанная технология еушки проса обеспечивает полное сохранение качества высушиваемого зерна.

Общин выход крупы из проса, просушенного по повой техно, логни несколько выше (на 1,0—1,5%), в то время как при сушке по обычной технологической схеме па 0,5%.

Кроме того, следует отметить большее охлаждение просушенного зерна на реконструированной сушилке — его температура не превышала температуру атмосферного воздуха более чем на 10-15°С.

Партии зерна проса, в количестве 383,9 т, просушенные по новой технологии были отправлены на переработку. Результаты переработки подтверждают данные лабораторных анализов.

О сохранности качества при хранении получены положительные отзывы на отправленные партии.

Анализ полученных результатов показал, что наряду с повышением общего выхода крупы из просушенного зерна, отмечалось и снижение выхода дробленной крупы и улучшались органолептн-ческне показатели получаемой продукции.

Таким образом, разработанная технология сушки проса, позволяет более полно сохранять качество высушиваемого зерна, при улучшении технико-экономических показателей работы сушилки.

Для типовой и реконструированной сушилки был составлен тепловой баланс. Невязка теплового баланса в процентах составила 3,73%. Тепловой баланс сушилки реализован програмно на интерпретаторе Варитаб-86 в системе —1_>0$ на ППЭВМ— ЕС 1841.

В пятой главе произведен расчет экономической эффективности разработанной повой технологии сушки по сравнению с типовой. Проведен расчет суммарной экономии всех производственных ресурсов .живого труда, материалов, капитальных вложений, энергетических и тепловых ресурсог! в расчете за год, по среднегодовому за 10 лет поступлению проса па Зачепиловское хлебоприемное предприятие, что и определило среднегодовой экономически^ эффект, и

При определении годового экономического эффекта обеспечивали сопоставимость сравниваемых вариантов новой и базовой техники по следующим показателям:

— объему просушенного зерна по типовой (базовой) схеме сушки и на реконструированной по новой схеме;

— качественным параметрам (семенным, технологическим и суммарным достоинствам),

■ Расчет эксплуатационных затрат рассчитан на сушку одной плановой тонны, в-ценах фактически сложившихся (но данным бухгалтерского отчета за 3 квартал 1992 года).

Затраты на реконструкцию зерносушилки 1\4—УС2—А приняты на основании сметной стоимости, согласованной с Харьковским производственным объединением элеваторной и зерноиере-р а б а ты в а юще й и ро м ышл енности.

ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ II ВЫВОДЫ

1, Проведенные исследования позволили развить представление о термоустоичпвостн зерна проса, как объекта сушки, разработать .технологию и обосновать режимы сушки проса с предвари -тельным нагревом и повторным использованием отработавшего сушильного агента, предложить способ реконструкции прямоточных шахтных сушилок на прогрессивную технологическую схему сушки.

2, Экспериментально подтверждена целесообразность предварительного нагрева зерна проса, как метода интенсификации процесса сушки и более полного сохранения его качества. Рекомендовано осуществлять предварительный нагрев зерна в псевдоожп-женном слое сушильным агентом повышенного влагосодержании.

3. Разработана математическая модель процесса нагрева зерна проса в псевдоожижеином слое. Алгоритм расчета реализован программно для .решения па ЭВМ. Адекватность модели реальному процессу подтверждена данными испытаний па установке МСШ-2.

4. Изучена кинетика сушки проса, получены уравнения кривой сушки, температурный кривой и коэффициента сушки во взаимосвязи с режимными параметрами процесса и влажности зерна.

5. Показано, что предварительный нагрев зерна, ускоряя процесс сушки, позволяет смягчить режим теплового воздействия на основном этапе сушки, что благоприятно сказывается и на качестве зерна.

6. Обоснована технологическая и технико-экономическая эффективность сушки зерна проса агентом сушки температурой 60 — 75'С и начальным влагосодержаннем до 40 г/кг с. в. Указанные пределы режимных параметров процесса согласуются с техническими возможностями современных зерносушилок, переведенных на работу с повторным использованием отработавшего сушильного агента.

7. Вновь разработанная технология сушки проса, обеспечивает:

— увеличение общего выхода (на 1.5%) пшена из просушенного проса п выхода высоких сортов (на 1%);

— улучшение кулинарных свойств крупы;

— более полное сохранение семенных свойств зерна;

— большее снижение общей численности микрофлоры;

— более высокую устойчивость просушенного зерна прт хранении;

— снижение энергозатрат при сушке на 15—20%.

8, Разработана методика компьютерного выбора рационального режима сушки зерна проса на основе известной математической модели процесса сушки предварительно нп гретого зерна, скорректированной с учетом выявленного влияния ь^вышенного влаго-содсржання сушильного агента на кинетику сушки.

9. Результаты проведенных испытаний реализованы при сушке зерна проса на реконструированной зерносушилке К4—УС—2А и соответствии с разработанной технологией сушки.

Экономический эффект составил — 4,9 тыс/год (в ценах па III квартал 1992 года).

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Налоев О. И., Пичняк И. Ф. Влияние высокотемпературных режимов сушки проса на потребительские свойства и питательную ценность пшена. Всесоюзная научная конференция. Харьков. Харьковский институт общественного питания — 1990 г.

2. Налесв О. Н., Ппзняк И. Ф. Влияние режимов интенсифицированной сушки на посевное качество проса. Алма-Ата; Казахстан в жури. Агропромышленный комплекс Казахстана. ,№> 10, октябрь 1990 г.

3. Резчиков В. А., Налсев О. Н., Ппзняк Н. Ф. Обоснование рациональных режимов сушки проса. Всесоюзная научная конференция. ВНИИЗ. — М,- 1989 г. Тезисы докладов.

4. Резчиков В. Д., Налеев О. Н., Ппзняк И. Ф. Обоснование рациональны:: режимом сушки проса. Всесоюзная научная конференция. ВННПЗ. — М,, ¡9S9 г.

SUMMARY

The reseach which have been carried out made possible to develop the idea about the ermal stability of a millet grain as the object of /ing, to work out the technology and to substantiate s regime of drying millet with the preliminary hea-ryg arid with the second use of the finishing drying snt to propose the way of the reconstruction cort-rentflow dryers on the progressive technologi-1 scheme of drying.

The expediency of the preliminary heating of 3 millet grain have been proved as a meathod of the :ensif ication of. the process of drying and-more pre-"ving its guality.lt is recomended to put into prac-:e the preliminary heating of grain in psev-rlying layer with the drying agent of the risen ;nt of moisture contents.

The main technological and the technical eco-lic effect of drying the millet grain with drying ;nt with the temperature 60-75*C and with the ~st moisture contents to 40 gramAilogram dry airs, s indicated limit of the regime parametets of the icess will be coordinated with the technical oppor-lity of the modem grain dryer which have been moved another work: with the second using of the used ing agent.

-Xo -

Рис. <5" Технологическая схема реконструированной сушилки

К4-УС2-А

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

— — —> атмосферный воздух;

-V- -ч--м сушильный агент второй зоны СУШКИ;

—* сушильный агент первой зоны сушки,— I—сушильный агент подогрева; циркулирующее зерно;

— —— отработавший сушильный агент;

_ . —* отработавший подогретый сушильный агент;

1-камера сгорания;2-регулирующие заслонки;3-вторая зона сушки; 4-вентилятор первой зоны сушки;5-первая зона сушки;6-транспор-тер-нория;7-теплозаборник;8-регулирующая заслонка;9-подающий транспортер; 10-устройство подогрева,- 11-ПНГ-2 (теплогенератор) ; 12-вентилятор,-13-бункер; 14-вентилятор второй зоны сушки; 15-ве-нтилятор зоны охлаждения;1б-Форсунка;17-зона охлаждения;18-жа-люзи;19—сборный бункер;20-сборные шнеки;21-шнек вывода зерна; 22-приемный транспортер;23-шибер;24-шибер;25-ввод сушильного агента предварительного нагрева в бункер,-2б-ввод сушильного агента предварительного нагрева в поток;27-шибер.

Подписано в печать 1.10.95г. Тираж 100 штук.

Заказ №3460572 Печать арсетная

Отпечатано в Зачепиловской районой типографии

323312 Харьковская область п.Зачепиловка ул.Ленина д.II