Способ сушки зерна

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Белорусский аграрный технический университет(73) Патентообладатель Белорусский аграрный технический университет(57) 1. Способ сушки зерна с использованием адсорбента, включающий смешивание зерна с адсорбентом,удаление влаги в подвижном слое зерна, смешанного с адсорбентом, и отделение зерна от адсорбента, отличающийся тем, что предварительно смесь зерна с адсорбентом выдерживают при температуре окружающего воздуха в течение 3-4 ч, при этом в качестве адсорбента используют сухие очистки картофелеперерабатывающей промышленности в количестве 5-10 к общей массе при их начальной влажности 8-10 . 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют адсорбент, содержащий поваренную соль в соотношении 10,2, полученный путем введения в него раствора поваренной соли с последующей сушкой до влажности 8-10 . Изобретение относится к технологии сушки сыпучих термолабильных материалов, преимущественно зерна, и может быть использовано в сельском хозяйстве и на хлебоприемных предприятиях агропромышленного комплекса. Известны рециркуляционные зерносушилки, использующие сорбционный метод сушки 1.Однако интенсивность тепломассообмена в таких зерносушилках ограничена конвективной составляющей процесса сушки. В качестве прототипа может быть принят способ сушки сыпучих материалов путем их контактирования с твердым сыпучим адсорбентом при их перемешивании и перемещении в противотоке с последующей регенерацией адсорбента, описанный в работе 2, где с целью сокращения времени сушки и повышения качества, размеры контактирующих частиц выбирают в соотношении 210 при размере крупных частиц не более 10 мм, а перемешивание ведут в барабане в насыпном слое с порозностью 0,2-0,5 при вращении барабана со скоростью, составляющей 0,2-0,8 от критической скорости частиц, и тем, что регенерацию адсорбента ведут путем его контакта с кипящим слоем катализатора полного окисления топлива в процессе сжатия последнего. К недостаткам прототипа относяться заниженные интенсивность и энергетический КПД процесса сушки вследствие отсутствия этапа кондуктивного массообмена после смешивания зерна и адсорбента. При сушке из-за этого занижены поверхность испарения в смеси и коэффициенты переноса влаги в зерне, что снижает скорость сушки и влагонасыщение теплоносителя. К недостаткам прототипа относяться также несъедобный и дорогостоящий адсорбент, его многократная рециркуляция, что ухудшает качество материала, завышает удельные расходы тепла и электроэнергии и может отрицательно сказаться на здоровье животных при сушке фуражного зерна и некачественном отделении зерна от адсорбента. 3513 1 Зерно относиться к материалам, плохо отдающим влагу в процессе сушки, так как удаление влаги зависит от скорости ее продвижения, от внутренних к наружным слоям зерна. Физическая сущность способа в прототипе заключатся в том, что при механическом смешивании влажного материала с пористым сухим адсорбентом происходит жидкофазный перенос влаги из пор материала в поры адсорбента. Испарение влаги из адсорбента происходит при его регенерации, а испарение влаги с материала (зерна) в традиционных зерносушилках заменяется испарением его с адсорбента. Перед смешиванием материала (зерна) с адсорбентом последний нагревают до большой температуры, а чтобы поглотить влагу из зерна, в качестве адсорбента использовали алюмосиликат и активную окись алюминия. Причем процесс осуществляется в несколько стадий (от 3 до 8), в каждой из которых происходит смешивание зерна с адсорбентом, отделение зерна от адсорбента и регенерация последнего при высоких температурах (до 800 С). Такой процесс требует большого и многократного подвода количества тепла на испарение воды, а также для нагрева материала с целью активизации процесса внутреннего влагопереноса. Это в целом несущественно влияет на процесс обезвоживания материала, так как не позволяет осуществлять сушку при значительно более высоких скоростях и оптимальной температуре сушильного агента при конвективной сушке. Данный способ снижает энергетический КПД, ухудшает качество материала, из-за многостадийности процесса, т.е. многократного смешивания компонентов для осуществления процесса сушки, отделение материала от адсорбента, регенерации адсорбента и его нагрева, подачи адсорбента на смешивание с материалом. Решаемой задачей изобретения является снижение энергоемкости процесса сушки и стоимости адсорбента. Способ сушки зерна с использованием адсорбента, решающий указанную задачу, включает смешивание зерна с адсорбентом, удаление влаги в подвижном слое зерна, смешанного с адсорбентом, и отделение зерна от адсорбента, предварительно смесь зерна с адсорбентом выдерживают при температуре окружающего воздуха в течение 3-4 ч, при этом в качестве адсорбента используют сухие очистки картофелеперерабатывающей промышленности в количестве 5-10 к общей массе при их начальной влажности 8-10 используют адсорбент, содержащий поваренную соль в соотношении 10,2, полученный путем введения в него раствора поваренной соли с последующей сушкой до влажности 8-10 . Физическая сущность способа заключается в том, что после механического смешивания при выдержке смеси перед сушкой происходит кондуктивный массообмен между зерном и адсорбентом, и влага переходит из пор зерна в поры адсорбента. Следует заметить, что при сушке зерна с адсорбентом происходит как кондуктивный, так и конвективный масоообмен. При сушке адсорбент легче и быстрее отдает влагу, при этом одновременно происходит удаление влаги из зерна как в сушильный агент, так и в адсорбент, причем в зоне сушки происходит окончательное досушивание зерна до кондиционной влажности, а также происходит регенерация адсорбента. При конвективной сушке смеси зерна с адсорбентом после выдержки увеличивается скорость сушки и повышается энергетический КПД за счет увеличения поверхности испарения и более полного насыщения влагой сушильного агента. Предложенный способ иллюстрируется примерами 1-2, где в качестве обезвоживающего материала используют зерно ржи влажностью 30-35 . В качестве адсорбента, используют сухие очистки картофелеперерабатывающей промышленности, которые более устойчивы к процессу истирания. Опыты приведенные в примерах 1-2, выполнялись в лабораторном сушильном шкафу в трехкратной повторности без принудительного продувания сушильного агента при постоянной температуре. Отделение зерна от адсорбента в опытах осуществлялось при помощи сит. Адсорбент использовался многократно. Результаты лабораторных опытов предлагаемого способа приведены в таблице. Пример 1. Используем рожь с начальной влажностью 35 . Первоначально адсорбент перед смешиванием с зерном высушивают при температуре 80 С в течение 23 ч. В опытах используют зерно без адсорбента(контроль) и смесь зерна с адсорбентом в количестве 5,8,11,13, и 15 адсорбента к общей массе. Сушат в навесках по 30 г. Зерно без адсорбента (контроль) высушивают до влажности 12 . Температура сушки 80 С. Смесь зерна и адсорбента перед сушкой выдерживают в закрытой емкости в течение 1-4 ч при комнатной температуре (1820 С). Далее смесь зерна с адсорбентом сушат в сушильном шкафу при температуре 80 С до влажности 12 . При этом для построения кривых сушки через каждые 20 мин производилось взвешивание образцов. При продолжительности отлежки смеси в течение 1 ч, с содержанием адсорбента в смеси 5 , продолжительность сушки сокращается на 19,2 по сравнению с продолжительностью сушки зерна без адсорбента (контроль). При кондиционировании смеси 2 ч, с содержанием адсорбента в смеси 8 ,продолжительность сушки уменьшается на 15,4 . При кондиционировании смеси в течение 3 ч, с содержанием адсорбента 8 в смеси, продолжительность сушки уменьшается на 21,3 . Пример 2. Адсорбент насыщают поваренной солью . Увеличивают его гигроскопичность. В 400 мл. воды добавляют 200 г соли, растворяют ее и раствор смешивают с 1 кг адсорбента. После этого соленый адсорбент высушивают при температуре 80 до влажности 12 . Соленый адсорбент смешивают с рожью. Влажность зерна 32 . Содержание адсорбента в общей массе 10, 30, 50 . Температура сушки 80 . Вы 2 3513 1 сушивали смесь ржи с соленым адсорбентом и зерно без адсорбента (контроль) до влажности 14 . При отлежке смеси 3 ч с содержанием соленого адсорбента 10 время сушки сокращается на 16,7 , а при отлежке 4 ч - на 19,6 , в сравнении с рожью без адсорбента (контроль). Предложенный способ сушки зерна позволяет интенсифицировать процесс сушки, снизить удельные затраты топлива и электроэнергии, обеспечивает мягкие условия сушки, позволяющие сократить целостность клеточных структур. Результаты лабораторных опытов предлагаемого способа сушки сыпучих материалов Вид смеси Зерно без адсорбента Соленый адсорбент Время сушки, Сокращение промин должительности сушки в 206 19,2 238 6,7 226 11,4 217 14,9 240 5,9 215,5 15,5 235 7,8 200,5 21,4 209,5 17,8 Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66. 3