ЭлБиб

Ñóùíîñòü ñïîñîáà ñîñòîèò â òîì, ÷òî íà ïåðâîì

ýòàïå ÷àñòü èçáûòî÷íîé âëàãè èç çåðíà óäàëÿåòñÿ

ìåòîäîì âûñîêîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé ñóø-

êè, à íà âòîðîì ïðîèñõîäèò îáðàáîòêà íàãðåòîãî

çåðíà íåïîäîãðåòîé îçîíî-âîçäóøíîé ñìåñüþ, ïðè

ýòîì çåðíî äîñóøèâàåòñÿ äî êîíäèöèîííîé âëàæ-

íîñòè è îõëàæäàåòñÿ [7].

Ïðåäëàãàåìûé êîìáèíèðîâàííûé ñïîñîá ñíèæå-

íèÿ âëàæíîñòè çåðíà ïî ðÿäó ïðèçíàêîâ èìååò ñõîä-

ñòâî ñ êëàññè÷åñêîé òåõíîëîãèåé âûñîêîòåìïåðà-

òóðíîé êîíâåêòèâíîé ñóøêè, íî ïðè ýòîì ñóùåñò-

âåííî îòëè÷àåòñÿ îò íåå. Ïðåæäå âñåãî ýòî êàñàåòñÿ

äâèæóùèõ ñèë âëàãîïåðåíîñà íà âòîðîì ýòàïå ïðî-

öåññà. Ïðè ýòîì, êàê ïîäòâåðæäàþò èññëåäîâàíèÿ,

çíà÷èòåëüíî óëó÷øàþòñÿ ïîêàçàòåëè ýôôåêòèâíîñ-

òè: óäåëüíûå ýíåðãîçàòðàòû ñíèæàþòñÿ íà 30–40 %,

à èíòåíñèâíîñòü ïðîöåññà ïîâûøàåòñÿ íà 20–30 %.

Â íàñòîÿùåé ðàáîòå íà îñíîâå àíàëèçà ìåõàíèçìà

òåïëîìàññîïåðåíîñà ïðåäëîæåíî îáúÿñíåíèå, çà

ñ÷åò âîçíèêíîâåíèÿ êàêèõ ôèçè÷åñêèõ ÿâëåíèé ïðî-

èñõîäèò èíòåíñèôèêàöèÿ ïðîöåññîâ âûäåëåíèÿ è

óäàëåíèÿ âëàãè, à òàêæå ñíèæåíèå ýíåðãîåìêîñòè ïî

ñðàâíåíèþ ñ êëàññè÷åñêîé òåõíîëîãèåé âûñîêîòåì-

ïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé ñóøêè. Îöåíåí òàêæå

âêëàä â ýôôåêòèâíîñòü ïðîòåêàíèÿ ïðîöåññà óäàëå-

íèÿ âëàãè êàæäîé èç òåõíîëîãè÷åñêèõ îïåðàöèé.

Ïðîöåññ êîìáèíèðîâàííîé äâóõýòàïíîé ñóøêè

âêëþ÷àåò â ñåáÿ äâà ñóùåñòâåííî îòëè÷àþùèõñÿ

äðóã îò äðóãà ñïîñîáà óäàëåíèÿ âëàãè, êàæäûé èç êî-

òîðûõ ïî îòäåëüíîñòè â ðàçíîé ìåðå èçâåñòåí. Îäíà-

êî ñî÷åòàíèå âûñîêîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé è

îçîíî-âîçäóøíîé ñóøêè â ðàìêàõ åäèíîãî òåõíîëî-

ãè÷åñêîãî ïðîöåññà ðàíåå íå ðàññìàòðèâàëîñü. Íå

èçó÷àëîñü è âëèÿíèå ïîñëåäîâàòåëüíîé ñìåíû îäíî-

ãî ñïîñîáà ñóøêè äðóãèì íà èíòåíñèâíîñòü ïåðåìå-

ùåíèÿ ïîòîêîâ òåïëà è âëàãè, à òàêæå íà èçìåíåíèå

äâèæóùèõ ñèë, ïîä äåéñòâèåì êîòîðûõ ïðîèñõîäèò

òåïëîìàññîïåðåíîñ â çåðíîâûõ ÷àñòèöàõ.

Ìåõàíèçì âûñîêîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé

ñóøêè è çàêîíîìåðíîñòè èçìåíåíèÿ åãî äâèæóùèõ

ñèë õîðîøî èçâåñòíû èç òåîðåòè÷åñêèõ ìîäåëåé,

ðàçðàáîòàííûõ À.Â.Ëûêîâûì, îïèñûâàþùèõ âçàè-

ìîñâÿçàííûé òåïëîìàññîïåðåíîñ â ïðîöåññå óäàëå-

íèÿ âëàãè èç êîëëîèäíûõ êàïèëëÿðíî-ïîðèñòûõ ìà-

òåðèàëîâ [8]. Ïîýòîìó ìåõàíèçì ñóøêè íà ïåðâîì

ýòàïå ïðåäëàãàåìîãî íàìè êîìáèíèðîâàííîãî ïðî-

öåññà óäàëåíèÿ âëàãè ìîæåò áûòü îïèñàí êëàññè-

÷åñêèì îáðàçîì.

Îçîíî-âîçäóøíàÿ ñóøêà òåîðåòè÷åñêè èçó÷åíà

çíà÷èòåëüíî õóæå, ÷åì êîíâåêòèâíàÿ, à âûïîëíåí-

íûå ïî íåé èññëåäîâàíèÿ ðàçðîçíåííû è â îñíîâ-

íîì íîñÿò ýêñïåðèìåíòàëüíûé õàðàêòåð. Ïîýòîìó

ðàçðàáîòàííûå íà èõ îñíîâå ýìïèðè÷åñêèå ìîäåëè

èìåþò îãðàíè÷åííîå ïðèìåíåíèå, îïèñûâàþò ïðî-

öåññ îäíîñòîðîííå, êàê ïðàâèëî, ôîðìàëèçîâàííî

(óðàâíåíèÿìè ðåãðåññèè, êðèòåðèàëüíûìè óðàâíå-

íèÿìè ñ îïðåäåëÿåìûìè èç ýêñïåðèìåíòà êîýôôè-

öèåíòàìè è äð.), ò.å. íå ó÷èòûâàþò â ïîëíîé ìåðå

ôèçè÷åñêóþ ñóùíîñòü ÿâëåíèé [9–12]. Â ñâÿçè ñ

ýòèì âñòàåò âîïðîñ î òîì, êàê àíàëèòè÷åñêè ðàñ-

êðûòü ìåõàíèçì ñóøêè çåðíà îçîíî-âîçäóøíîé ñìå-

ñüþ íà âòîðîì ýòàïå ðàçðàáîòàííîãî íàìè êîìáè-

íèðîâàííîãî ïðîöåññà è ìîæíî ëè äëÿ äàííîé öå-

ëè ïðèìåíÿòü óðàâíåíèÿ òåïëîìàññîîáìåíà èç

êëàññè÷åñêîé òåîðèè ñóøêè.

Åñëè îïèðàòüñÿ íà èçâåñòíûå èññëåäîâàíèÿ [9,

13], â êîòîðûõ ýêñïåðèìåíòàëüíî äîêàçàíî, ÷òî ïðî-

öåññû íèçêîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé ñóøêè

çåðíà îçîíèðîâàííûì è íåîçîíèðîâàííûì (àòìî-

ñôåðíûì) âîçäóõîì èìåþò îäèíàêîâûé ìåõàíèçì

âíóòðåííåãî âëàãîïåðåíîñà, òî òîãäà äëÿ îïèñàíèÿ

çàêîíîìåðíîñòåé ïåðåìåùåíèÿ âëàãè â çåðíå íà

ýòàïå îáðàáîòêè åãî îçîíî-âîçäóøíîé ñìåñüþ ìîæ-

íî èñïîëüçîâàòü óðàâíåíèå À.Â.Ëûêîâà.

Àíàëèç êðèâûõ ñóøêè, ïîëó÷åííûõ äëÿ óäàëåíèÿ

âëàãè èç çåðíà ñëàáîïîäîãðåòûì àòìîñôåðíûì è

îçîíèðîâàííûì âîçäóõîì [11, 12], ïîçâîëÿåò ãîâî-

ðèòü îá îäèíàêîâîñòè ìåõàíèçìîâ âíåøíåãî âëà-

ãîïåðåíîñà â ðàññìàòðèâàåìûõ ïðîöåññàõ, ïîýòîìó

äëÿ îïèñàíèÿ ïåðåìåùåíèÿ ïîòîêîâ òåïëà è âëàãè

òîæå ìîæíî èñïîëüçîâàòü óðàâíåíèÿ êëàññè÷åñêîé

òåîðèè ñóøêè.

Òåïåðü ðàññìîòðèì ïîäðîáíåå, êàê ïðîèñõîäèò

òåïëîìàññîïåðåíîñ â êëàññè÷åñêîé òåõíîëîãèè âû-

ñîêîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé ñóøêè çåðíà. Ýòî

íåîáõîäèìî äëÿ òîãî, ÷òîáû îïðåäåëèòü ïåðèîä âðå-

ìåíè, â òå÷åíèå êîòîðîãî äâèæóùèå ñèëû ïðîöåññà

îáåñïå÷èâàþò åãî íàèáîëüøóþ ýôôåêòèâíîñòü, è

÷òîáû âûÿâèòü ìîìåíò, êîãäà íà÷èíàåò ñóùåñòâåííî

ñíèæàòüñÿ èíòåíñèâíîñòü ñóøêè, ïîâûøàþòñÿ

ýíåðãîçàòðàòû, âîçðàñòàåò ðèñê óõóäøåíèÿ êà÷åñòâà

ìàòåðèàëà (êîãäà çåðíî íåîáõîäèìî ïåðåíàïðàâèòü

íà ýòàï îçîíîâîçäóøíîé îáðàáîòêè, ÷òîáû â íîâîì

êîìáèíèðîâàííîì ñïîñîáå óäàëåíèÿ âëàãè ïðåäîòâ-

ðàòèòü âîçíèêíîâåíèå íåäîñòàòêîâ, õàðàêòåðíûõ

äëÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé ñóøêè).

Îäíîâðåìåííî ýòî ïîçâîëèò âûäåëèòü îñíîâíûå

ðàçëè÷èÿ ìåæäó òåïëîâîé êîíâåêòèâíîé è êîìáèíè-

ðîâàííîé êîíâåêòèâíî-îçîíîâîçäóøíîé ñóøêîé è

òî, êàê ìåíÿþòñÿ çíà÷åíèÿ äâèæóùèõ ñèë âçàèìî-

ñâÿçàííûõ ïðîöåññîâ ïåðåíîñà òåïëà è âëàãè â çåðíå

ñ ìîìåíòà, êîãäà â åãî ñëîé íà÷èíàåò ïîäàâàòüñÿ îçî-

íîâîçäóøíàÿ ñìåñü è êîãäà ïðîöåññ ñóøêè íà âòî-

ðîì ýòàïå ïðèäåò â óñòàíîâèâøèéñÿ ðåæèì.

Äëÿ óïðîùåíèÿ îïèñàíèÿ ìåõàíèçìà òåïëîìàññî-

ïåðåíîñà, ïðåæäå âñåãî âíóòðåííåãî, â ñðàâíèâàå-

ìûõ ñïîñîáàõ óäàëåíèÿ âëàãè áóäåì ðàññìàòðèâàòü

åãî íà ïðèìåðå åäèíè÷íîé çåðíîâêè, ïðåäïîëàãàÿ,

÷òî âî âñåõ äðóãèõ çåðíîâûõ ÷àñòèöàõ, îáðàçóþùèõ

ñëîé âûñóøèâàåìîãî ìàòåðèàëà, ïåðåìåùåíèå ïîòî-

êîâ òåïëà è âëàãè ïðîèñõîäèò îäèíàêîâî.

Òåõíîëîãèÿ âûñîêîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé

ñóøêè çåðíà âêëþ÷àåò â ñåáÿ äâà ïîñëåäîâàòåëü-

íûõ ýòàïà: íà ïåðâîì ÷åðåç ñëîé ìàòåðèàëà ïðîäó-

âàåòñÿ ïîäîãðåòûé òåïëîíîñèòåëü (àãåíò ñóøêè) ñ

òåìïåðàòóðîé

a.c

> 60 °Ñ, â êà÷åñòâå êîòîðîãî ìîæåò

èñïîëüçîâàòüñÿ âîçäóõ èëè ñìåñü âîçäóõà ñ òîïî÷-

íûìè ãàçàìè, ïðè ýòîì èç çåðíà óäàëÿåòñÿ ïðàê-

òè-÷åñêè âñÿ èçáûòî÷íàÿ âëàãà. Íà âòîðîì ýòàïå

ïðî-èñõîäèò îõëàæäåíèå âûñóøåííîãî çåðíà íåïî-

ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 12, 2011

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека