Разработка классификации технических средств охлаждения зерна с применением искусственного охлаждения

Известно, что своевременная и качественная обработка зерна является одной из возможностей сокращения его потерь, улучшения его качеств. Технологические требования предъявляются в отношении эффективного охлаждения зерна после сушки в целях предотвращения самовозгорания просушенного зерна и сохранения его качественных показателей.

Специалисты указывают на несовершенное охлаждение зерна в соответствии с агротехническими требованиями. Технические средства охлаждения сыпучих сельскохозяйственных продуктов, в частности зерна  требуют доработки [1]. 

В настоящее время не исследованы вопросы охлаждения зернового материала с применением искусственного холода [2].

В настоящее время для охлаждения зерна после сушки используются шахтные зерносушилки, колонковые охладительные колонки, барабанные охладители, ситемы активного вентилирования.

Шахтные охладительные камеры встроены в шахтные сушилки и охлаждение зерна в них осуществляется в плотном слое при движении наружного воздуха 0,3-0,6 м/с. Выносные охладительные колонки применяются в зерноочистительно-сушильных комплексах.

Аппараты барабанного типа обеспечивают пересыпание материала, но имеют недостатки, такие как громоздкость и сравнительно невысокая производительность на единицу объема.

Аппараты с псевдоожиженным (кипящим) сло­ем получили более широкое распростра­нение, так как они обеспечивают более высокую произ­водительность.

Наиболее перспективным является конструкции технических средств, в которых обработка зерна проводится при его перемешивании.

На основании выполненного обзора конструкций технических средств для охлаждения сельскохозяйственных материалов (зерна) приводится  приближенная классификации установок для охлаждения сыпучих сельскохозяйственных материалов и продуктов с использованием искусственного охлаждения.

При использовании технологии охлаждения зерновых культур потери сухой массы сводятся до минимума, предотвращается ухудшение качества из-за повреждения насекомыми и развития грибков. Качество зерна не снижается в процессе хранения. Также снижаются расход энергии на сушку и время загрузки сушильной установки.

Установки для охлаждения зерна с применением искусственного охлаждения можно классифицировать:

- по назначению  - охлаждение зерна до требуемых значений (15⁰С);

- по виду обрабатываемого слоя - перемешивание зерна при его вертикальном перемешивании;

- по способу подачи охлаждающего вещества - непосредственное кипение хладагента или подача косвенного хладоносителя;

- по виду охлаждающего вещества - фреоновые, аммиачные, различные виды  хладоносителей;

- по виду теплопередающей поверхности: передача теплоты через цилиндрическую стенку хладопровода;

Разработки последних лет предлагают замену охлаждения зерна в плотном слое на  его обработку в разрыхленном слое. Разрыхление зернового слоя предлагается обеспечивать вибрацией. Теплообменный процесс в разрыхленном слое протекает более равномерно и интенсивно, чем в плотном.

Из представленной классификации видно, что развитие конструкций охладителем в направлении разрыхления зернового слоя перемешиванием и использование искусственного охлаждения при этом позволит получить эффективный технологический процесс. Применение искусственного охлаждения позволяет получить эффективный теплообменный процесс, перемешивание зерна при этом данный процесс ускоряет по продолжительности по сравнению с установками охлаждения с использованием воздуха.

Применение систем непосредственного охлаждения ограничено в применении по  следующим причинам: 1) при эксплуатации систем непосредственного охлаждения необходимо жесткое соблюдение правил техники безопасности; 2) небольшая аккумулирующая способность системы непосредственного охлаждения;  3) большой расход бесшовных труб для изготовления системы непосредственного охлаждения.

Непосредственное охлаждение  является также и экономичной системой охлаждения, для получения определенной температуры воздуха позволяет поддерживать более высокую температуру кипения холодильного агента, что ведет к увеличению холодопроизводительности машины и уменьшению удельного расхода электроэнергии; отсутствие расхода электроэнергии на работу насосов; отсутствие дополнительной нагрузки на компрессор; отсутствие первоначальных затрат на дополнительное оборудование, уменьшением необходимой площади компрессорного цеха, отсутствием коррозии оборудования.

Вывод. Существующие охладители не отвечают современным, все возрастающим требованиям к качеству обработанного зерна, именно поэтому основное развитие конструкций охладителей должно быть направлено на использование хладагентов или хладоносителей в качестве рабочих веществ и перемешивания слоя зерна, материала при его обработке.

Данная работа информирует о необходимости разработки более рациональных конструкций охладителей сыпучих материалов.