МОДЕРНИЗАЦИЯ СУЩЕСТВУЮЩИХ ОЧИСТИТЕЛЬНО-СУШИЛЬНЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ЛИНИЙ СЕМЯН ЗЕРНОБОБОВЫХ И МАСЛИЧНЫХ КУЛЬТУР

MODERNIZATION OF EXISTING CLEANING AND DRYING PRODUCTION SEEDS LINES OF LEGUMES AND OILSEEDS

Hamza Abdrakhmanov

senior researcher LLP “Kazakh Scientific Research Institute of agricultural products processing”,

Kazakhstan, Astana

Madina Sultanova

senior researcher, LLP “Kazakh Scientific Research Institute of agricultural products processing”,

Kazakhstan, Astana

Perizat Shaimerdenova

researcher, LLP “Kazakh Scientific Research Institute of agricultural

products processing”,

Kazakhstan, Astana

Zhanar Chakanova

head of laboratory of LLP “Kazakh Scientific Research Institute of agricultural products processing”,

Kazakhstan, Astana

Alexander Borovsky

researcher, LLP “Kazakh Scientific Research Institute of agricultural products processing”,

Kazakhstan, Astana

АННОТАЦИЯ

Очистка и сушка семян зернобобовых и масличных культур является одной из важнейших технологических операций послеуборочной обработки семян. Однако, проведенное обследование зернозаготовительных предприятий на предмет состояния сушильно-очистительных технологических линий по послеуборочной обработке масличных и зернобобовых культур показало, что ряд действующих линий требуют модернизации, а многие узлы требуют доработки и дальнейшего совершенствования. В связи с чем, в данной статье предложен способ модернизации существующих очистительно-сушильных технологических линий семян зернобобовых и масличных культур.

ABSTRACT

Cleaning and drying of legumes seeds and oilseeds is one of the most important technological operations of post-harvest handling of seeds. However, the survey ternationally businesses for the state of the drying and cleaning process lines for post-harvest processing of oilseeds and leguminous crops showed that the number of existing lines in need of modernization, and many nodes require revision and further improvement. Therefore, in this paper the proposed method of modernization of existing cleaning and drying production lines of seeds of legumes and oilseeds.

Ключевые слова: модернизация; зерносушилка; очистка; сушка.

Keywords: modernization; dryer; cleaning; drying.

Существующие на сегодняшний день технологические линии для послеуборочной обработки предназначены, в основном, для очистки и сушки зерновых колосовых культур. Специфика же послеуборочной обработки масличных культур требует применения других режимов и, в целом, технологического процесса. К примеру, высокая пожарная опасность семян масличных культур не позволяет использовать повышенные температуры агента сушки для быстрого прогрева, а высокая обсемененность микроорганизмами требует проведения немедленной оперативной обработки. В связи с этим общая скорость послеуборочной обработки масличных культур довольно низкая, а мелкие размеры семян делают процесс еще и технически сложным.

Анализ технологий послеуборочной обработки семян масличных культур показывает, что наиболее эффективным является обработка в потоке, причем высококачественная обработка обеспечивается при двухступенчатой очистке: предварительная очистка, сушка и повторная очистка на воздушно-решетных машинах [1, с. 103].

Такая технология послеуборочной обработки предусматривает помимо установки основного оборудования (сушильного и очистительного) установку оборудования для равномерного влагопереноса внутри зерновок – емкостей с вентиляционным оборудованием. Комплекс должен представлять из себя очистительно – сушильные линии, имеющие в своем составе бункера активного вентилирования или площадки с аэроустановками [2, с. 143].

Проведенное в рамках выполнения НИР обследование зернозаготовительных предприятий на предмет состояния сушильно-очистительных технологических линий по послеуборочной обработке масличных и зернобобовых культур показало, что ряд действующих линий требуют модернизации, а многие узлы требуют доработки и дальнейшего совершенствования.

Рисунок 1. Сушильно-очистительная башня элеватора

Сушильно-очистительная технологическая линия элеватора часто представлена в виде СОБов (рис. 1), где сконцентрировано основное технологическое оборудование: очистительное, сушильное, транспортирующее. СОБы, в основном, проводят послеуборочную обработку всех видов зерновых культур, но иногда сушильно-очистительная башня может работать только на одной-двух культурах.

Рассмотрим СОБ, где зерносушильное хозяйство представлено зерносушилкой «Целинная-36» созданной на базе шахтной зерносушилки ДСП-24 путем ее реконструкции. При реконструкции сушилки ДСП-24 ее надшахтный бункер признан для выполнения функции тепловлагообменника.

Технологическая схема зерносушилки представлена на рисунке 2. Сырое зерно нория 13 подает в бункер 3 камеры нагрева 6, куда нория 1 направляет и рециркуляционное зерно из шахты промежуточного охлаждения 11. В камере 6 сырое и рециркулирующее зерно смешивается и нагревается. Нория 14 после камеры нагрева транспортирует смесь в бункер тепловлагообмена 16. После частичного влагообмена и полного теплообмена зерно поступает в две шахты: промежуточного 11 и окончательного охлаждения 10. В шахте промежуточного охлаждения зерно продувается агентом сушки, для чего напорную камеру шахт делят на две равные части теплоизоляционной перегородкой. Отработавший агент сушки после шахты промежуточного охлаждения отводят снова в топку. Из шахты промежуточного охлаждения зерно выводят в норию 1, а из шахты окончательного охлаждения 10 зерно выводят в норию 15 сухого зерна и направляют на хранение. В дальнейшем циклы сушки повторяются.

Рисунок 2. Технологическая схема зерносушилки «Целинная-36». 1 – рециркуляционная нория; 2 – циклон; 3 – бункер камеры нагрева; 4 – бункер отходов; 5 – оперативный бункер; 6 – камера нагрева; 7 – топка; 8, 9, 12 – вентиляторы; 10 – камера окончательного охлаждения; 11 – камера промежуточного охлаждения; 13 – нория сырого зерна; 14 – нория подачи нагретого зерна; 15 – нория сухого зерна; 16 – бункер тепловлагообменника

В основу работы зерносушилки принята технологическая схема с кратковременным нагревом смеси сырого и рециркулирующего зерна в отдельно стоящей камере нагрева. В камере нагрева в качестве тормозящих элементов применен набор пустотелых металлических конусов диаметром 220 и 290 мм.

Конструктивно, отдельно стоящая камера нагрева, позволяет снизить общую высоту агрегата, однако агрегаты, работающие по такой схеме, должны иметь две рециркуляционные нории, что в свою очередь усложняет конструкцию.

Необходимость применения сниженных температур агента сушки по причине высокой пожарной опасности при сушке семян масличных культур в значительной степени уменьшает скорость протекания технологического процесса и, соответственно, общую производительность агрегата. Также, низкая скорость протекания технологического процесса значительно усложняет контроль параметров заполнения зерносушилки. Необходимость интенсифицикации процессов, протекающих в основных узлах зерносушилки, требуют проведение модернизации с целью:

• увеличения общей производительности агрегата;
• обеспечения стабильности в параметрах агрегата – уровня заполнения камеры нагрева, тепловлагообменника, шахт.

На производительность з/сушилки может влиять равномерность загрузки, температура нагрева массы, эффективность тепловлагообмена и др. На практике рекомендуется принимать вместимость бункера тепловлагообмена равной часовой производительности зерносушилки. То есть, с увеличением емкости тепловлагообменника появляется возможность повышения производительности агрегата.

Стабильное заполнение просушиваемой массой емкостей зерносушилки и автоматическое поддержание уровня в тепловлагообменнике возможно при применении двухконтурного метода сушки.

Таким образом, для модернизации очистительно-сушильной технологической линии на СОБ приняты два направления:

• увеличение общей емкости тепловлагообменника зерносушилки «Целинная-36»;
• применение двухконтурного метода сушки.

После модернизации зерносушилка работает по следующей схеме (рис. 3). При заполнении зерносушилки происходит полная загрузка шахт – рециркуляционной 11 и окончательного охлаждения 10, тепловлагообменника 16, бункера камеры нагрева. После заполнения емкостей отключается подача сырой массы, включается рециркуляция всей массы семян (семена из шахт 10 и 11 подаются на норию 1), включается подача агента сушки. Начинается процесс влагоудаления. Периодически проводится проверка состояния семенной массы на влажность. После достижения семенной массы влажности до заданного уровня, начинается подача в зерносушилку сырой массы и отгрузка сухой из шахты окончательного охлаждения 10 на норию 15. Нория 15 подает сухую семенную массу по самотеку с узлом «А» обратно в тепловлагообменник. Сюда же (в ТВО) нория 14 подает семенную массу после камеры нагрева. Как только уровень семенной массы в тепловлагообменнике достигнет отверстия самотечной трубы нории 15, масса заполнит ее до узла «А» и пойдет по самотечной трубе на транспортер и далее в склад.

Таким образом, при уменьшении подачи сырой семенной массы автоматически уменьшается выпуск просушенной, а при увеличении подачи сырой массы опять же без воздействия оператора настолько же увеличивается выпуск сухой.

Сушка семян масличных культур является одним из сложных технологических процессов послеуборочной обработки. Поэтому при подготовке зерносушилки к загрузке семенами необходимо провести ряд дополнительных мероприятий.

Рисунок 3. Схема расположения контуров рециркуляции при модернизации зерносушилки «Целинная-36». 1 – рециркуляционная нория; 8, 9 – вентиляторы; 10 – камера окончательного охлаждения; 11 – камера промежуточного охлаждения; 14 – нория подачи нагретого зерна; 15 – нория сухого зерна; 16 – бункер тепловлагообменника

Зерносушилка должна быть оборудована выносными термометрами для постоянного контроля температуры нагрева семян.

Учитывая повышенную сыпучесть семян масличных культур, рекомендуется проводить дополнительную герметизацию отдельных узлов.

При сушке семян небольшой влажности (не более 18 %) можно применять двухфазную сушку. В первой фазе, когда температура теплоносителя составляет 40°С, а температура нагрева зерна 35°С, пропускается вся масса семян и снижается их влажность на 3–4 %. Во второй фазе сушки температура теплоносителя повышается до 45–50°С, а нагрев семян до 40–45°С.

При сушке семян масличных культур особое внимание уделяется работе вентиляторов. Неправильная регулировка может привести к потерям семян – выносу с потоком воздуха.

Оптимальный технологический режим сушки должен быть максимально коротким и чтобы в процессе сушки сохранялось или даже улучшалось качество семян и содержащегося в них масла и улучшались технологические свойства семян.

Так как термостойкость семян масличных культур на 7–10°С ниже, чем семян зерновых культур, температурные режимы сушки для них должны быть мягче, т. е. температура теплоносителя должна быть на 10–15°С ниже, чем для семян зерновых культур.

Температурные режимы сушки семян масличных культур приведены в таблице 1.

Таблица 1.

Температурные режимы сушки масличных культур

Таким образом, для обеспечения эффективной и безопасной работы зерносушилки, при сушке семян необходимо следить за постоянной загрузкой бункера над камерой нагрева, не реже одного раза в 3 дня освобождать сушилку от семян, тщательно очищать ее от сора и продувать атмосферным воздухом, не допускать прекращения подачи рециркулирующих семян в камеру нагрева при работающей топке.

Список литературы:

1. Мустафаев С.К., Мхитарьянц JI.A., Корнена Е.П. [и др.] Технология отрасли (приемка, обработка и хранение масличных семян): учеб. для вузов. СПб.: ГИОРД, 2012. – 248 с.
2. Ямпилов С.С. Технологическое и техническое обеспечение ресурсо-энергосберегающих процессов очистки и сортирования зерна и семян. Улан-Уде: Издат-во ВСГТУ, 2003. 262 с.