Применение вихревого эффекта при термообработке зерна рапса

Посевы основной зерновой культуры - яровой пшеницы - в Костанайской области ежегодно составляют 2,5-2,8 млн. га. Сложившаяся система земледелия с 80 % зерновых в структуре посевов не обеспечивают высокие показатели продуктивности пашни. Для диверсификации необходимо введение в севооборот интенсивных культур (рапс, соя и др.). Рапс являясь одним из лучших предшественников пшеницы в условиях Казахстана приносит 8-12 центнеров с гектара при цене за тонну 200-230 долл. США, что делает эту культуру экономически эффективной. Введение в севооборот рапса позволит: увеличить площадь возделываемых сельскохозяйственных культур, снизить площади под паровыми полями, ввести севообороты интенсивного типа с рентабельностью 60-80 %.

Сушка семян рапса позволит сохранить посевные и технологические качества семян.

Критическая для хранения влажность семян рапса тем ниже, чем выше содержание в них масла. Сохранность посевных и товарных качеств семян рапса тем лучше, чем ниже влажность семян, закладываемых на хранение.

Для гарантированного длительного (до года) хранения свежеубранные семена рапса следует высушивать до влажности не более 7—8%. Уборочная же влажность семян рапса, как правило, превышает критическую для хранения. Семена влажностью более 13% нестойки в хранении и самосогреваются. При влажности 20% и более самосогревание семян начинается через 2—4 ч после уборки, что обусловливает необходимость их немедленной предварительной очистки и сушки в потоке с уборкой и очисткой.

Как объект сушки семена рапса имеют ряд особенностей: малые размеры (приведенный диаметр 1,3—2,5 мм), повышенное сопротивление слоя воздушному потоку (примерно в 2 раза больше, чем у семян зерновых культур) и высокое содержание жира (40% и более) в химическом составе. Указанное обусловливает необходимость учета этих свойств при сушке семян, применения соответствующих режимов и специальной подготовки оборудования. При охлаждении, временном хранении и сушке семян не допускается снижение их посевных качеств (энергии прорастания и всхожести).

При сушке семена рапса не должны приобретать запах топлива или продуктов его сгорания, а также изменять цвет.

При отсутствии сушилок семена подвергают естественной сушке (толщина слоя 5—10 см), при этом их постоянно перелопачивают.

Высушивание семян с наименьшими затратами труда и средств обеспечивается при их поточной обработке на семяочистительно - сушильных предприятиях.

Предварительная обработка семян рапса осуществляется преимущественно на разрозненном оборудовании или на агрегатах и пунктах, строящихся по предложению и силами хозяйств, что приводит к значительному расходу энергии.

Одним из способов сократить расход энергии является применение вихревой трубы.

Принцип работы вихревой трубы базируется на вихревом эффекте. Сущность вихревого эффекта заключается в снижении температуры в центральных слоях закрученного потока газа (свободного вихря) и повышении температуры периферийных слоев. При соответствующей конструкции устройства, вихрь газа удается разделить на два потока: с пониженной и повышенной температурами.

Принцип действия установки таков: воздух от источника (компрессор) поступает в осушитель ОВ, а затем в вихревую трубу ВТ, где благодаря процессам энергоразделения формируется нагретый и охлажденный потоки. Эти потоки воздуха подаются в соответствующие зоны, где винтовым рабочим органом материал перемещается к разрузочной горловине. В зоне I материал нагревается от контакта с кожухом шнека.

Далее в зоне II осуществляется вентилирование нагретым воздухом, происходит дополнительный съём влаги, менее интенсивный, чем в зоне I.

ô атмосферу

ô атмосферу

Загрузочная горлоôина

Ĺ∣ĹШОЧиК сжатого Воздиха

H

нагретый поток охлажденный поток

Разрузочная

⅛Æľ /// í≡®⅛™

Рисунок 1 – Принципиальная схема установки для сушения зерна рапса

После сушки семена должны быть охлаждены до температуры, превышающей температуру наружного воздуха не более чем на 10°С, поэтому в зоне III происходит охлаждение материала, с последующей разгрузкой.

С помощью крана К1 регулируется подача сжатого воздуха, а краны К2 и К3 осуществляется подача соответственно горячего и холодного потоков.

Так как дробление семян рапса рабочими органами сушилок и транспортирующих механизмов допускается не более 0,5%, особое внимание было уделено кожуху шнека.

Нижняя часть кожуха шнека в зоне I – сплошная, верхняя – перфорированная. Кожух в зонах II и III выполнен одинаковым: нижняя часть – решето (сито) с щелевидным отверстием 1,1х12мм, а верхняя – перфорированная, аналогично зоне I.

Конструкция предлагаемой установки проста, недорога в изготовлении и не требует обслуживания, за исключением источника сжатого воздуха.

Процесс термообработки на базе вихревой трубы отличается полной пожаро- и взрывобезопасностью, так как в ней отсутствуют горелки, калориферы и т.п. Установка является экологически безопасной, так как не содержит фреона, аммиака и других химически опасных веществ. В качестве рабочего тела вихревой трубы (хладагента) и теплоносителя выступает чистый воздух.

В качестве источника сжатого воздуха в рассматриваемой установке может быть использована обычная компрессорная станция, которая позволяет получить общепромышленное давление нагнетания 6 – 8 бар. Поскольку при сушке сельскохозяйственных культур градиенты температур строго ограничены, общепромышленное давление является избыточным.

 

Литература

  1. Гинзбург А.С., Резчиков В.А. Сушка пищевых продуктов в кипящем слое. Издательство «Пищевая промышленность». Москва. 1966. – 378 с.
  2. Меркулов А. П.. Вихревой эффект и его применение в технике. - М.: Машиностроение, 1969. – 405 с.
  3. Мартынов В.П. Что такое вихревая труба. Москва. 1976. – 240 с.
  4. Мельник Б.Е. Активное вентилирование зерна: Справочник. – М.: Агропромиздат, 1986. – 490 с.
  5. http://www.dengi-v-biznes.ru
Год: 2012
Город: Костанай