Способ охлаждения сыпучих матер

Союз СоеетскинСоциалистическиеРеспублик ОП ИКАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 826171(51) М. Кл. Г 26 В 3/08 с присоединением заявки РЙ -Гееудврстеенный комитет(23)Приоритет до делам наобретеннй н открытий(72) Авторы изобретения С,В.Новоселов, В,А.Резчиков и В.Ф.Сорочинский Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научноисследовательский институт зерна и продуктов егопереработки(71) Заявитель Изобретение относится к способам охлаждения сельскохозяйственных продуктов и может использоваться для охлаждения зерновых культур и других сыпучих материалов с целью интенсиФикации процесса охлаждения и повы 5 щения его эффективности. Известны способы охлаждения сыпучих материалов путем ступенчатой обработки в кипящем слое. Охлажденный10 воздух из воздухораспределителя поступает в воэдухораспределительную: камеру, переводит сыпучий материал на перфорированных решетках во взве 5 шенное, кипящее состояние и далее поступает на доохлаждение в воэдухоохладитель, т. е. циркуляция воздуха осуществляется по замкнутому контуру. Сыпучий материал, охлаждаясь, проходит последовательно в кипя. щем состоянии три перфорированные решетки. Температура охлаждающеговоздуха составляет(-2-( - 307 С 11Свежеубранное зерно сельскохозяйственных культур характеризуется сильной запыленностью и засоренностью различными по аэродинамическим характеристикам примесями. В процессе охлаждения происходит засорение как воздухоохладителя, так и вышележащих перфорированных решеток примесями, и ухудшение их работы, Существующие средства очистки дорогостоящи и не позволяют полностью очистить воздух от примесей. Работа с разомкнутым контуром циркуляции охлаждающего воздуха приводит к большим потерям холода.Использование для охлаждения воздуха со столь низкими значениями температуры может привести к ухудшению качества зерна отдельных культур, например риса-зерна, т. е. к образованию трещин на зерновках риса и, как следствие, к последующему дроблению риса и снижению выхода крупы. Вместе с тем повышение температуры охлажда)ющего воздуха приводит к снижениюпроизводительности установки,Известны также воздухоохладители,работающие в режиме выпадения росы,т. е. воздух на выходе из испарительных секций воздухоохладителя имееттемпературу 2-3 С. В процессе трансапортировки воздуха происходит егонагрев за счет теплообмена с окружающей средой, а также за счет тренияи сжатия его в вентиляторе. Температура воздуха, поступающего в слойзерна, составляет обычно 5-10 С, Этооопределяет большую длительность охлаждения зерна до температур, обеспечивающих его безопасное хранение, ав ряде случаев охлаждение зерна дотребуемых температур связано с большими потерями холода. Сократить потери холода при охлаждении зерна можно осуществляя процесс охлажденияв плотном гравитационно движущемся слое.Этот способ в настоящее время применяется в непрерывно действующих25 охладителях зерна шахтного либо жалюэийного типа, При этом охлаждающий воздух проходит либо .одну, либо последовательно две камеры (предварительного и окончательного) охлаждения зерна 21.В подобных охладителях процесс охлаждения осуществляется в основном за счет конвективного теплообмена между движущимся плотным слоем зерна и ох 35 лаждающим воздухом. Вследствие слабого перемешивания плотного зернового слоя и незначительного коэффициента теплопроводности зерновой массы процесс охлаждения характеризуется невысоким коэффициентом теплопередачи между воздухом и зерновым слоем, что определяет недостаточное охлаждение зерна, выходящего иэ шахть/ окончательного охлаждения, Существенным недостатком охладителей с плотным45 гравитационно движущимся слоем является также неравномерное охлаждение зерна и большие потери холода с. выходящим из слоя неполностью отработавшим воздухом.Наиболее близким к предлагаемому являются способы охлаждения сыпучего материала в кипящем слое с использованием конвективно-кондуктивноготеплоотвода, в которых отбор тепла 55 из кипящего слоя осуществляют с помощью охлаждающих поверхностей, причем с целью плавного и надежного регули 1 4рования отбора тепла из кипящего слояохлаждающие поверхности перемещаютвнутри слоя в вертикальной плоскости.Использование дополнительного подвода холода в слой позволяет проводить процесс охлаждения при температурах, не приводящих к ухудшению качества зерна 3.Однако использование этих способовдля охлаждения зерна имеет недостатки. Для крупных частиц, напримерзерен риса, основным в кипящем слоеявляется передача тепла от воздухак стенке, В связи с этим температуравоздуха, выходящего из кипящего слояпри конвективно-кондуктивном охлаждении имеет низкие значения, что приводит к потере холода в процессе охлажденияЦель изобретения - повышение степени охлаждения отдельных зерен и сокращение потерь холода,Указанная цель достигается тем,что перед продувкой в кипящем слоематериал предварительно продуваютотработавшим в кипящем слое воздухомпри перемещении материала в плотномслое, причем воздух подают в кипящемслое с температурой 0-10 С, не преовышающей температуру охлаждающих поверхностей,и относительной влажностью/не превышающей равновесную влажностьзерна, Кроме того, скорость продувкивоздуха в плотном подвижном слое в1,5-3 раза меньше, а в кипящем в 1,53 раза больше критической скоростипсевдоожижения.На чертеже схематически изображена установка, в которой осуществляется предлагаемый способ.Установка содержит бункер 1 сырого зерна, теплообменник 2 с плотнымподвижным слоем, теплообменник 3 скипящим слоем, в котором размещена ох,лаждающая поверхность 4, охладитель5 рассола и воздухоохладитель б,Установка работает следующим образом.Сырое зерно температурой 20-25 Си влажностью 18-207 из накопительного бункера 1 попадает последовательно в теплообменники 2 и 3. В теплообменнике 3 кипящего слоя, являющемсякамерой окончательного охлаждения,зерно обрабатывают охлажденным воздухом с температурой 0-10 С и относиотельной влажностью б 0-952 при скорос -ти фильтрации воздуха, превышающейскорость псевдоожижения в 1,5-3 ра 5 8за, В теплообменнике 2 плотного подвижного слоя, являющемся камерой предварительного охлаждения, зерно обрабатывают воздухом, выходящим из камеры окончательного охлаждения (теплообменника 3) с температурой, непревышающей начальную на 3-5 С, прискорости Фильтрации воздуха в 1,5-3раза меньшей критической скоростипсевдоожижения. Искусственно охлажденный воздух иэ воздухоохладителяб подают противоточно потоку зернаи после прохождения последовательнотеплообменников 3 и 2 выводят в атмосферу. В теплообменнике 3 располагают охлаждающие поверхности 4, в которые подают рассол иэ охладителя 5по замкнутому контуру, Температуруохлаждающих поверхностей поддерживают минимально возможной и определяют из условия предотвращения на нихконденсации влаги.Условие Ч = (1,5-3,0)1 р обеспечивает в теплообменнике 3 кипящегослоя примерное равенство температурвоздуха на входе и выходе из слоя,Тепло отводится в этом случае в основном охлаждающими поверхностями4, а охлаждающий воздух способствуетпереносу холода внутри кипящего слояи его перераспределению.Охлаждение зерна в камере плотного подвижного слоя проводят непосредственно воздухом при перекрестномего движении через слой эа счет конвективного тепло- и массообмена. Температура воздуха в процессе охлаждения повышается, и он выходит изслоя с температурой, примерно равнойсредней температуре зерна. При нагреве воздуха его относительная влажность уменьшается и при ее значений,меньшей равновесной для зерна, происходит его подсушивание. Условие (1,==Ц/(1,5-3,0) обеспечивает наиболееэффективное испарение влаги с поверхности зерновок при использовании тепла, аккумулированного самой зерновкой,При проведении процесса охлажденияпо предлагаемому способу исключается конденсация влаги на охлаждающих поверхностях. В зависимости от влажности поступающего на охлаждение риса-зерна относительную влажность воздуха, входящего в кипящий слой, изменяют в диапазоне 60-95 , что предотвращает увлажнение зерна при его охлаждении, а это недопустимо, такИспользование предлагаемого способа охлаждения зерна сельскохозяйственных культур позволяет охладитьзерна до температур, обеспечивающихего безопасное хранение при использовании существующих воздухоохладительных установок, сократить продолжительность охлаждения вследствиеинтенсификации процесса охлаждения,потери искусственного охлажденноговоздуха с отходящим из охладителявоздухом, а также повысить равномерности охлаждення зерна,40 45 50 Формула изобретения 55 1, Способ охлаждения сыпучих материалов, преимущественно риса-зерна, путем продувки материала воздухом в кипящем слое при кондуктивном 261 7,16как при дальнейшем хранении сконденсировавшаяся на его поверхности влага приводит к интенсификации Фиэикобиохимических процессов и ухудшениюисходного качества зерна.Поскольку при охлаждении зернав кипящем слое относительная влажность и температура воздуха существенно не изменяются, то в плотном под 10 вижном слое происходит сушка зернапри повышении температуры воздуха засчет теплообмена с зерном.П р и м е р. Температура атмосферного воздуха 25 С, относительная15 влажность 60-703, Температура свежеубранного зерна риса 25 С, его влажность 183,Атмосферный воздух после охлаждения в воздухоохладителе на входе вкипящий слой имеет температуру 8 С,она входе в плотный слой - 10 С и навыходе из плотного слоя - 22 С, Отноосительная влажность воздуха на всехэтапах охлаждения не меняется и сос 25 тавляет 707Температура охлаждающихоповерхностей составляет 6 С, скоростьфильтрации воздуха в кипящем слое1,7 м/с, в плотном подвижном слое0,5 м/с,В плотном слое температура зерна30 о опонижается с 25 С до 20 С и влажностьс 18,07. до 17,6 Б; в кипящем слое темопература зерна понижается с 20 С до10 С и влажность - с 17,67 до 17,57,По описываемой технологии строится экспериментальный производственныйохладитель зерна, который будет испытан в 1980 г,826171 отборе т "пла посредством охлаждающих поверхностей, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени охлаждения отдельных зерен и сокращения потерь холода, перед продувкой в кипящем слое материал предварительно продувают отработавшим в кипящем слое воздухом при перемещении материала в плотном слое, причем воздух подают в кипящий слой с температурой 0-10 С, не превышающей температуру охлаждающих поверхностей, и относительной влажностью, не превышающей равновесную влажность зерна е2. Способ по п. , о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что скорость продувки воздуха в плотном слое в ,5- 3 раза меньше, а в кипящем в 1,5-3 раза больше критической скорости псевдоожижения. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Микшис Г.Г. и др, Производствобыстроэамороженных пищевых продуктов,М., ЦНИИТЭИПищепром, 197, с. 56.2. Резчиков В,А. и Каткова В. Н,Рециркуляционные эерносушилки. М.,ЦНИИТЭИ Мингаэа СССР, 977, с. 12.3. Авторское свидетельство СССР9 278549,.кл. Г 26 В 17/10, 1968. ВНИИПИ Заказ 2427/52Тираж 740 Подписное Филиал ППП "Патент",г,ужгород,ул,Проектная,4