16 Сушка в плотном неподвижном слое
Сушку зерна в плотном неподвижном слое проводят при одностороннем или реверсивном продувании слоя агентом сушки. Одностороннее продувание применяют обычно в вентилируемых бункерах, а также непосредственно в складах при помощи вентиляционных установок. Реверсивное продувание слоя используют в камерных сушилках заводов и цехов по обработке гибридных и сортовых семян кукурузы.
При сушке зерна в плотном неподвижном слое большой толщины (0,6-3,5 м) или в насыпи влажность зерна снижается не сразу по всему сечению, а по зонам: вначале просыхает слой насыпи со стороны входа агента сушки и зона сушки постепенно перемещается в средний слой, после чего просыхает средний слой, а зона сушки перемещается дальше и т.д. В результате продолжительного контакта с агентом сушки зерно нагревается почти до его температуры.
16.1 Сушка при одностороннем продувании агента сушки
Он может проходить через зерновой слой по вертикали снизу вверх или пронизывать его в горизонтальном направлении.
При движении агента сушки снизу вверх (рисунок 18а) сразу же начинает снижаться влажность нижнего слоя зерновой насыпи (рисунок 18б).
а - схема слоя; б - кривые сушки; Н - нижний слой; С - средний; В - верхний; w1, w2, wР - начальная, конечная, равновесная влажность; Δw2 - остаточная неравномерность сушки
Рисунок 18 – Кривые сушки зерна в неподвижном слое при одностороннем продувании агента сушки (снизу вверх)
Влажность среднего и верхнего слоев в первое время изменяется незначительно: в зависимости от начальной влажности и температуры зерна и агента сушки она может несколько повыситься (на 1,0-1,5 %), остаться практически неизменной или же слегка понизиться. Сушка нижнего слоя в этот период протекает наиболее интенсивно.
Когда зона сушки достигнет среднего слоя, сушка нижнего слоя к этому времени почти заканчивается. Теперь наиболее интенсивно протекает сушка среднего слоя, а затем верхнего.
Для такого метода сушки присуще большое различие во влажности верхнего и нижнего слоев на протяжении длительного времени сушки. И лишь когда просохнет верхний слой, эта разность сокращается. Нижний и средний слои насыпи продолжительное время находятся в контакте с агентом сушки, и их влажность приближается к равновесной. Поэтому, чтобы не пересушить зерно, используют агент сушки с относительной влажностью 55-65 %, чему соответствует равновесная влажность зерна 12-14 %. Такую относительную влажность в период заготовок часто имеет наружный воздух, особенно в дневные часы. Если его нагреть, то относительная влажность уменьшится, что может привести к пересушиванию нижнего слоя зерна. Для того чтобы этого не допустить, приходится использовать неподогретый наружный воздух или применять небольшой подогрев его (на 3-5, иногда на 10 °С). Из-за низкой температуры процесс сушки протекает очень медленно.
16.2 Сушка с реверсивным продуванием зернового слоя
Зерновой слой вначале продувают в одном направлении, например, снизу вверх (рисунок 19а), а затем в противоположном - сверху вниз. Если необходимо, таких изменений в направлении движения агента сушки может быть несколько. Его нагревают до предельно допустимой температуры, и процесс сушки протекает во много раз быстрее, чем с неподогретым наружным воздухом.
В первый период (при движении агента сушки снизу вверх) просыхает нижний слой (рисунок 19б) и частично средний. После изменения направления движения агента сушки, т.е. во второй период, интенсивно просыхает верхний слой примерно с той же закономерностью, с какой просыхал нижний слой в первый период. Влажность нижнего слоя во втором периоде несколько повышается (на 0,5-1,0 %).
Своеобразно изменяется во втором периоде влажность среднего слоя: снижение ее вначале замедляется, затем начинает возрастать, достигает максимума и вновь начинает снижаться. На кривой сушки среднего слоя появляется характерный «всплеск», который объясняется следующим.
При движении агента сушки снизу вверх в нижней части насыпи возникает зона сушки, которая медленно перемещается вверх (рисунок 20) и постепенно захватывает средние слои. После изменения направления движения агента сушки зона сушки возникает теперь в верхней части насыпи.
а - схема слоя; б - кривые сушки; Н - нижние слой; С - средний; В - верхний; I - первый период (продувка снизу); II - второй период (продувка сверху); τп - момент переключения камеры; w1, w2, wР - начальная, конечная, равновесная влажность; Δw2 - остаточная неравномерность сушки
Рисунок 19 – Кривые сушки зерна в неподвижном слое при реверсивном продувании агентом сушки
τ – продолжительность сушки; а - средняя влажность зерна до сушки; б - в момент переключения; в - после сушки
Рисунок 20 – Перемещение фронта сушки в неподвижном слое зерна при реверсивном продувании слоя
Агент сушки, проходя сверху вначале слои, имеющие повышенную влажность, увлажняется и переносит частично влагу в средний и в небольшом количестве в нижний слой, где она сорбируется более сухим зерном и влажность его повышается (рисунок 20, кривые τ = 8-12 ч).
Несмотря на незначительный «всплеск» влажности, сушка среднего слоя после перемены направления движения агента сушки существенно задерживается. В результате этого влажность среднего слоя в конце процесса (кривая τ =12,8 ч) оказывается выше, чем в нижнем и среднем. Режим сушки подбирают так, чтобы остаточная неравномерность влажности Δw2 (рисунок 19б) была 2 % (отклонение от средней конечной влажности ±1 %).