ЭлБиб

äîãðåòûì àòìîñôåðíûì âîçäóõîì, êîòîðîå òîæå ñî-

ïðîâîæäàåòñÿ íåáîëüøèì îòáîðîì âëàãè (ïîðÿäêà

0,5–1,5 %), îáåñïå÷èâàþùèì äîñòèæåíèå êîíäè-

öèîííîé âëàæíîñòè [2, 5].

Ïåðåä ïîñòóïëåíèåì çåðíîâîãî ìàòåðèàëà íà

ñóøêó ñîäåðæàùàÿñÿ â íåì âëàãà èìååò ðàâíîìåð-

íîå, ïðè íåêîòîðîì äîïóùåíèè, ðàñïðåäåëåíèå ïî

îáúåìó çåðíîâûõ ÷àñòèö.

Ïðè îáðàáîòêå çåðíà âûñîêîòåìïåðàòóðíûì òåï-

ëîíîñèòåëåì ñíà÷àëà ïðîèñõîäèò åãî áûñòðûé íà-

ãðåâ, çàòåì íà÷èíàþòñÿ ïðîöåññû èñïàðåíèÿ âëàãè ñ

ïîâåðõíîñòè çåðíîâûõ ÷àñòèö â îêðóæàþùóþ ñðåäó

(âíåøíèé âëàãîïåðåíîñ), èíòåíñèâíîñòü êîòîðûõ

îïèñûâàåòñÿ ôîðìóëîé Äàëüòîíà [6, 8]:

(

–

à.ñ

)

(1)

ãäå

— èíòåíñèâíîñòü èñïàðåíèÿ âëàãè ñ ïîâåðõ-

íîñòè çåðíà, êã/(ì

· ñ);

— êîýôôèöèåíò âëàãî-

îáìåíà ìåæäó ïîâåðõíîñòüþ âëàæíîãî çåðíà è íà-

ãðåòûì àãåíòîì ñóøêè, êã/(ì

· ñ ·Ïà);

à.ñ

— ïàð-

öèàëüíîå äàâëåíèå âîäÿíîãî ïàðà ñîîòâåòñòâåííî ó

ïîâåðõíîñòè çåðíà è â îêðóæàþùåé ñðåäå (àãåíòå

ñóøêè), Ïà;

— íîðìàëüíîå àòìîñôåðíîå äàâëå-

íèå, Ïà;

— áàðîìåòðè÷åñêîå äàâëåíèå, Ïà.

Èç âñåõ êîìïîíåíòîâ ôîðìóëû (1) íàèáîëüøèé

âêëàä â îáåñïå÷åíèå âûñîêîé èíòåíñèâíîñòè âíåø-

íåãî âëàãîïåðåíîñà ïðè êîíâåêòèâíîé ñóøêå âíîñèò

ðàçíîñòü äàâëåíèé (

–

à.ñ

), íà êàæäóþ èç âåëè÷èí

êîòîðîé âëèÿåò îïðåäåëåííûé òåõíîëîãè÷åñêèé ïà-

ðàìåòð ïðîöåññà ñóøêè. Ïîâûøåíèå òåìïåðàòóðû

âëàæíîãî çåðíà â ïåðèîä åãî íàãðåâà âûçûâàåò óâå-

ëè÷åíèå ïàðöèàëüíîãî äàâëåíèÿ âîäÿíîãî ïàðà íàä

ïîâåðõíîñòüþ çåðíîâûõ ÷àñòèö (

), ÷òî ñîãëàñíî

ôîðìóëå ñïîñîáñòâóåò âîçðàñòàíèþ èíòåíñèâíîñòè

èñïàðåíèÿ âëàãè â çåðíå. Èñïîëüçîâàíèå íàãðåòîãî

âîçäóõà â êà÷åñòâå òåïëîíîñèòåëÿ íà ïåðâîì ýòàïå

âûñîêîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé ñóøêè ñíèæà-

åò åãî îòíîñèòåëüíóþ âëàæíîñòü è óìåíüøàåò ïàð-

öèàëüíîå äàâëåíèå ñîäåðæàùèõñÿ â íåì ïàðîâ âîäû

(

à.ñ

), ÷òî òîæå îáåñïå÷èâàåò èíòåíñèâíîå èñïàðåíèå

ïîâåðõíîñòíîé âëàãè èç çåðíà.

Âíåøíèé âëàãîïåðåíîñ èìååò åùå îäíó èíòå-

ðåñíóþ îñîáåííîñòü. Â íà÷àëüíûé ïåðèîä êîíâåê-

òèâíîé ñóøêè, êîãäà îáîëî÷êè çåðíîâûõ ÷àñòèö íà-

ñûùåíû âëàãîé è ïðîöåññ åå óäàëåíèÿ ïîä÷èíÿåòñÿ

çàêîíàì èñïàðåíèÿ âîäû ñî ñâîáîäíîé ïîâåðõíîñ-

òè, âñå òåïëî, ïîäâîäèìîå ê çåðíó, ðàñõîäóåòñÿ íà

èñïàðåíèå âëàãè, à ñêîðîñòü ñóøêè ïðè ýòîì îïðå-

äåëÿåòñÿ ñêîðîñòüþ ïîäâîäà òåïëà ê çåðíîâîìó ìà-

òåðèàëó [4, 6].

Êîëè÷åñòâî òåïëîâîé ýíåðãèè, êîòîðàÿ ïåðåäàåò-

ñÿ îò òåïëîíîñèòåëÿ ê çåðíó ïðè êîíâåêòèâíîé ñóø-

êå, íàõîäèì ïî ôîðìóëå Íüþòîíà [6]:

êîíâ

(

a.c

–

(2)

ãäå

êîíâ

— êîëè÷åñòâî òåïëîòû, ïîäâîäèìîé ê çåð-

íó â ïðîöåññå ñóøêè, Äæ/ñ;

— êîýôôèöèåíò òåï-

ëî-îáìåíà, Äæ/(ì

· ñ · °Ñ);

— ïîâåðõíîñòü êîíòàêòà

(òåïëîîáìåíà) çåðíîâûõ ÷àñòèö ñ àãåíòîì ñóøêè, ì

;

à.ñ

— òåìïåðàòóðà ñîîòâåòñòâåííî àãåíòà ñóøêè

è çåðíà, °Ñ.

Àíàëèç âûðàæåíèÿ (2) ïîêàçûâàåò, ÷òî îñíîâíîé

äâèæóùåé ñèëîé ýíåðãîïîäâîäà â òåõíîëîãèè êîí-

âåêòèâíîé ñóøêè çåðíà â ïëîòíîì ïåðåìåùàþ-

ùåìñÿ ñëîå ñëóæèò ðàçíîñòü òåìïåðàòóð òåïëîíî-

ñèòåëÿ è çåðíà. Ó÷èòûâàÿ, ÷òî óðîâåíü íàãðåâà çåð-

íà îãðàíè÷åí òðåáîâàíèåì ñîõðàííîñòè åãî êà÷åñò-

âà, êîëè÷åñòâî òåïëà, ïîäâîäèìîãî ê ìàòåðèàëó â

åäèíèöó âðåìåíè, à ñëåäîâàòåëüíî, è èíòåíñèâíîñòü

èñïàðåíèÿ èç íåãî ïîâåðõíîñòíîé âëàãè çàâèñÿò îò

òåìïåðàòóðû íàãðåâà òåïëîíîñèòåëÿ. Ïîñêîëüêó â

ïðîöåññå âûñîêîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé ñóø-

êè òåìïåðàòóðà òåïëîíîñèòåëÿ çíà÷èòåëüíî ïðåâû-

øàåò òåìïåðàòóðó çåðíà è ðàçíîñòü ìåæäó íèìè

(

à.ñ

–

) äîâîëüíî âåëèêà, êîëè÷åñòâî òåïëîòû, ïîä-

âîäèìîé ê ìàòåðèàëó, âñåãäà ïðèâîäèò ê èíòåíñèâ-

íîìó èñïàðåíèþ ïîâåðõíîñòíîé âëàãè.

Êðîìå òîãî, âûñîêîòåìïåðàòóðíûé àãåíò ñóøêè

íå òîëüêî ïîäâîäèò òåïëîâóþ ýíåðãèþ ê îáðàáàòû-

âàåìîìó ìàòåðèàëó, íî è âûïîëíÿåò ôóíêöèþ ïîãëî-

ùåíèÿ è óäàëåíèÿ èñïàðåííîé èç íåãî âëàãè. Ïðè-

÷åì áëàãîäàðÿ íàãðåâó äî âûñîêîé òåìïåðàòóðû ñó-

ùåñòâåííî âîçðàñòàåò âëàãîïîãëîòèòåëüíàÿ ñïîñîá-

íîñòü òåïëîíîñèòåëÿ, ÷òî îáåñïå÷èâàåò çíà÷èòåëü-

íîå êîëè÷åñòâåííîå ïîãëîùåíèå èì âëàãè èç âûñó-

øèâàåìîãî çåðíà [2, 4, 6].

Ïîëîæèòåëüíîé îñîáåííîñòüþ ïðîöåññà óäàëå-

íèÿ âëàãè â ðàññìàòðèâàåìûé ïåðèîä (ïîñòîÿííîé

ñêîðîñòè ñóøêè) ÿâëÿåòñÿ òàêæå òî, ÷òî îí ïðîèñ-

õîäèò áîëåå áûñòðî ïî ñðàâíåíèþ ñî âñåìè ïîñëå-

äóþùèìè ïåðèîäàìè êîíâåêòèâíîé ñóøêè è ïðè

âûñîêîé èíòåíñèâíîñòè ýíåðãîïîäâîäà, ïðàêòè÷åñ-

êè áåç ïîâûøåíèÿ òåìïåðàòóðû çåðíà è ñ ìèíè-

ìàëüíûìè óäåëüíûìè ýíåðãîçàòðàòàìè íà åäèíèöó

èñïàðåííîé âëàãè.

Ïî ìåðå óäàëåíèÿ èç çåðíîâîãî ìàòåðèàëà ïî-

âåðõíîñòíîé âëàãè è ïðîäîëæåíèÿ ïîäâîäà ê íåìó

òåïëîâîé ýíåðãèè ïóòåì ïðîäóâàíèÿ ÷åðåç ñëîé çåð-

íà íàãðåòîãî òåïëîíîñèòåëÿ èíòåíñèâíîñòü âûñî-

êîòåìïåðàòóðíîé êîíâåêòèâíîé ñóøêè íà÷èíàåò

ñíèæàòüñÿ, ÷òî õàðàêòåðèçóåò íàñòóïëåíèå ïåðèîäà

ïàäàþùåé ñêîðîñòè ñóøêè, â êîòîðûé èíòåíñèâ-

íîñòü âíåøíåãî âëàãîïåðåíîñà îïðåäåëÿåòñÿ èí-

òåíñèâíîñòüþ âíóòðåííåãî.

Òåõíîëîãè÷åñêè ýòà ñòàäèÿ ïðîöåññà íàèáîëåå

ïðîáëåìíàÿ, òàê êàê êðîìå ñíèæåíèÿ ñêîðîñòè âëà-

ãîñúåìà, â õîäå íåå ïðîèñõîäèò ñóùåñòâåííîå óâåëè-

÷åíèå óäåëüíûõ ýíåðãîçàòðàò íà åäèíèöó èñïàðÿå-

ìîé âëàãè, âîçðàñòàþò ðèñêè ñíèæåíèÿ êà÷åñòâà âû-

ñóøèâàåìîãî çåðíà èç-çà ïåðåãðåâà. Ïðè÷èíû íà-

çâàííûõ íåäîñòàòêîâ êîíâåêòèâíîé ñóøêè: âûñîêàÿ

ïðî÷íîñòü ñâÿçåé âíóòðåííåé âëàãè ñ áèîïîëèìåðà-

ìè çåðíà (áåëêàìè, óãëåâîäàìè, ëèïèäàìè è äð.),

ñïåöèôèêà ðàçðûâà ýòèõ ñâÿçåé è âûäåëåíèÿ âëàãè â

ïîâåðõíîñòíûå ñëîè çåðíîâûõ ÷àñòèö ïðè êëàññè÷å-

ñêèõ òåïëîâûõ ñïîñîáàõ ýíåðãîïîäâîäà, îñîáåííîñ-

òè ôèçèîëîãè÷åñêîãî ñòðîåíèÿ çåðíîâêè è âëèÿíèå

íà ïðîöåññû òåïëîìàññîïåðåíîñà áèîëîãè÷åñêîé

ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 12, 2011

Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека