Соловей Іван

к.т.н., доцент, доцент кафедри електротехнологій

та експлуатації енергообладнання

Відокремлений підрозділ Національного університету

біоресурсів і природокористування України

«Бережанський агротехнічний інститут»

м.Бережани

ПРОЦЕС ІНТЕНСИФІКАЦІЇ СУШІННЯ ЗЕРНА АКТИВНИМ ВЕНТИЛЮВАННЯМ ІЗ ЗАСТОСУВАННЯМ НВЧ

В багатьох районах нашої країни природно-кліматичні умови зумовлюють збирання значної частини врожаю зернових, олійних та інших культур з підвищеною вологістю, при якій не може бути забезпечене їх подальше зберігання.

Зниження вологи зерна до кондиційної і доведення сирого і вологого зерна до стійкого при зберіганні стану – основна задача сушіння.

В загальному вигляді під сушінням розуміють процес обезводнення матеріалів. Цей складаний процес полягає в передачі тепла нагрітим повітрям зерну, переміщення вологи всередині зерна до його поверхні, її випаровування в периферійних шарах кожної зернівки, переміщення пари із периферійних шарів зерна до поверхні і в міжзерновому просторі, видалення її із маси зерна [1].

Одночасно з цим, в зернівці проходять ряд фізичних і біохімічних процесів, які впливають на якість зерна. При сушінні роль повітря не обмежується функціями теплоносія і вологопереносника. Кисень повітря приймає участь в біохімічних процесах в зародку, які посилюються при підвищенні температури. При цьому інтенсифікуються процеси фізіологічного дозрівання зерна, що має більше значення для покращення його якості. Одночасно і правильно проведене сушіння підвищує стійкість зерна при зберіганні, покращує його насіннєві і продовольчі якості. Сушіння пришвидшує післязбиральне дозрівання зерна, вирівнює зернову масу за ступенем дозрівання і вологості, покращує внутрішній стан зерна. Сушіння позитивно впливає на вихід і якість продуктів переробки зерна. Сушіння діє негативно на шкідників і мікрофлору зерна, дозволяє в деяких випадках покращити технологічні властивості дефектного зерна [2]. Таким чином, сушіння дозволяє отримати зерно стійким для зберігання і покращити його якість.

 Для проведення сушіння сільськогосподарської сировини розроблені різні методи і прийоми. В основі класифікації, прийняті способи передачі теплової енергії зерну, яке просушується [2-4]. В сучасних установках найбільш часто тепло передають від агента сушіння, який переміщається: нагріте в калориферах повітря або гаряча суміш повітря з топковими газами. Таку сушарку називають конвективною.

Видалити вологу із зерна можна при змішуванні його з гігроскопічною речовиною (сорбентом). Таке сушіння називається контактним або сорбційним [4]. Воно використовується, наприклад, в рециркуляційних зерносушарках, де сорбентом служить сухе зерно. Тепло можна також передавати зерну за допомогою теплових променів: сушіння інфрачервоними променями, сонячне сушіння. Цей метод називається радіаційним. Найбільш просте повітряно-сонячне сушіння на спеціально обладнаних площадках в суху сонячну погоду.

Можливі також нагрівання і сушіння зерна в полі струмів високої частоти [1,3]. При наявності великої кількості надлишкової поверхневої вологи, її можна видалити механічним способом: центрифугуванням, відтиском, яке застосовується як правило на заводах після промивання зерна.

Перспективними і використовуваними на практиці сушіння являються комбіновані методи сушіння, які поєднують конвективно-кондуктивне, сорбційне та інші способи сушіння [2]. Комбіновані методи отримали широке поширення в зерносушарках з рециркуляцією зерна.

В зерносушарках із щільним шаром максимальна температура агента сушіння визначається термостійкістю зерна. Інтенсифікація сушіння за рахунок збільшення витрати агента сушіння обмежена підвищенням енергетичних затрат на подолання опору зернового шару.

Найбільш поширеними в техніці зерносушіння отримали установки з гравітаційно-рухомим щільним шаром. Він формується при безперервному верхньому живленні сушильної камери зерном, створенні підпори в нижній її частині і видаленні із камери маси зерна, яка рівна масі його поступлення.

Під час руху зерна зверху вниз поверхня зернівки, яка приймає участь в тепло масообміні, постійно обновляється, хоча і залишається меншою сумарної геометричної поверхні всіх зерен, які знаходяться в шарі. Поперечний переріз зернового потоку постійно змінюється, зерно багатократно перемішується, що пришвидшує процес сушіння. Швидкість переміщення зерна і тривалість сушіння регулюються у широких межах за допомогою випускних механізмів. Сушіння з використанням гравітаційно-рухомого шару дозволяє в широкому діапазоні регулювати товщину продуваючого шару і температуру агента сушіння, розподіляти зону сушіння по всій товщині шару.

При сушінні вологих матеріалів відбуваються взаємопов’язані процеси тепло- і масообміну між матеріалом і агентом сушіння. Внутрішній тепло- і масообмін порушує рівноважний стан поверхні матеріалу і призводить до внутрішнього тепло- і масообміну [4].

Література

1. Бунько В.Я. Модель НВЧ-активації і сушіння зерна активним вентилюванням [Текст] / В.Я. Бунько, С.Г. Білик, І.В. Калиній. – К.: ВЦ НУБіП України, 2015. – Вип. 209, ч.1 – С. 120-128.
2. Бунько В.Я. Дослідження зміни рушійних сил інтенсифікації процесу НВЧ сушіння зерна активним вентилюванням  [Текст] / В.Я. Бунько. – В.: Вип. №2 (90), 2015. – С.46-51.
3. Бородин И.Ф. Применение СВЧ-энергии в сельском хозяйстве [Текст] / И.Ф. Бородин, Г.А. Шарков, А.Д. Горин. – М.: ВНИИТЭИагропром, 1987. – 56с.
4. Білик С.Г. Обґрунтування принципів конвективного сушіння зерна із застосуванням НВЧ-технологій [Текст] / С.Г. Білик, В.Я. Бунько, І.В. Калиній, А.П. Марисюк. – К.: ВЦ НУБіП України, 2014. – Вип. 194, ч.1 – С. 112-119.