Инфракрасная сушка семян в псевдоожиженном слое

Инфракрасная сушка нашла широкое применение преимущественно в пищевой промышленности. Семена зерновых культур сушат в основном конвективным методом в шахтных, колонковых и бункерных сушилках. Подобные методы сушки малоэффективны, их отличает низкая производительность и высокие удельные затраты тепла. Исследовали методы сушки, обеспечивающие высокую интенсивность процесса при максимальном сохранении качества семян. Один из них – комбинированная инфракрасная сушка. Сушка имеет ряд преимуществ перед конвективной сушкой – быстрый прогрев частиц обеспечивает сокращение длительности процесса, а суммирование процессов диффузии и термодиффузии способствует перемещению влаги из центра зерновки к периферии, что снижает удельные затраты тепла на сушку. Рассмотрели комбинированный метод с использованием псевдоожиженного слоя при малой интенсивности инфракрасного потока, с дополнительным подводом тепла подогретым наружным воздухом. (Цель исследования) Разработать математическую модель конвективно-радиационной инфракрасной сушки семян, рассчитать температуру поверхности, мощность инфракрасного излучателя, параметры подогрева воздуха. (Материалы и методы) Обосновали параметры комбинированной инфракрасной сушки используя закономерности, характерные для конвективной сушки, но с эквивалентным коэффициентом теплоотдачи. Определили температуру и мощность источника инфракрасной энергии на основе допустимого теплоснабжения. Экспериментально оценили эффективность инфракрасной сушки при продувке наружным и подогретым воздухом с конвективной сушкой. (Результаты и обсуждение) Температура поверхности и мощности инфракрасного излучателя зависят от толщины слоя, физико-механических и радиологических свойств семян, допустимого теплосодержания и теплоты, затраченной на испарение влаги. Установили, что экспозиция комбинированной сушки на 12 процентов ниже конвективной за счет интенсификации процесса при полном сохранении качественных показателей семян. (Выводы) Рассчитали температуру поверхности и мощность инфракрасного излучателя в зависимости от высоты слоя, физико-механичных и радиологических свойств семян, допустимого теплосодержания и теплоты, затраченной на испарение влаги. Величина степени нагрева воздуха при комбинированной инфракрасной сушке пропорциональна дефициту мощности инфракрасного излучателя и обратно пропорциональна эквивалентному коэффициенту теплоотдачи.

1. Sagar V.R., Kumar P. Suresh. Recent advances in drying and dehydration of fruits and vegetables: a review // J Food Sci Techol. 2010; 47(1). 15-26.

2. Land van’t C.M. Dryin in the Process Industry. First edition. John Wiley & Sons. 2012. 381.

3. Голубкович А.В., Павлов С.А. Совершенствование технологии сушки семян и зерна повышенной влажности// Сельскохозяйственные машины и технологии. 2011. N3. С. 21-23.

4. Безбах И.В., Воскресенская Е.В. Повышение энергоэффективности технологической линии с применением комбинированного способа сушки // Наук. Працi ОHAXT. 2008. Вип. 32. С. 86-92.

5. Голубкович А.В., Павлов С.А., Лукин И.Д., Машковцов М.Ф. Расчет параметров осциллирующей сушки зерна в мобильной зерносушилке // Тракторы и сельхозмашины. 2013. N5. С. 28-29.

6. Алтухов И.В., Огиров В.Д., Федотов В.А. Определение скорости нагрева топинамбура при сушке инфракрасным излучением // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2013. N1. С. 14-15.

7. Голубкович А.В., Павлов С.А., Гришин А.А. Исследование изотермического режима сушки семян в реверсивной сушилке // Механизация и электрификация сельского хозяйства. 2014. N3. С. 7-9.

8. Рудобашта С.П., Проничев С.А. Организация осциллирующего режима ИК-сушки зерна с помощью информационно-измерительной и управляющей системы // Хранение и переработка сельскохозяйственного сырья. 2006. N8. С. 72-75.

9. Рудобашта С.П., Григорьев И.В. Импульсная инфракрасная сушка семян овощей, нетрадиционных и редких растений // Промышленная теплотехника. 2011. N33(8). С. 85-90.

10. Анискин В.И., Окунь Г.С. Технологические основы оценки работы сушильных установок. М.: ВИМ. 2013. 167 с.

11. Лачуга Ю.Ф., Измайлов А.Ю., Зюлин А.Н. Разработка и внедрение высокоэффективных, ресурсо- и энергосберегающих технологий и технических средств послеуборочной обработки зерна и подготовки семян // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2009. N1. С. 2-9.