Учебно-методический комплекс дисциплины «Технология послеуборочной обработки зерна» для специальности 050728 - «Технология перерабатывающих производств» (стр. 13 )

При вентилировании происходит обновление воздуха межзерновых пространств, обогащение его кислородом, что способствует нормальному течению физиологических процессов жизнедеятельности зерна и семян. Из зерно­вой массы удаляются образующийся в процессе ее ды­хания диоксид углерода и выделяемое тепло. Последнее предупреждает возможность повышения температуры и возникновения самосогревания зерновой массы.

Технологическая эффективность активного вентили­рования зерновых масс атмосферным воздухом выра­жается в изменении температуры зерна. При длитель­ном вентилировании зерно постепенно принимает тем­пературу атмосферного воздуха. Поэтому активное вентилирование в зависимости от температуры наружного воздуха может привести к охлаждению или нагреванию зерна. Зерно удовлетворительно охлаждается при вен­тилировании воздухом, температура которого ниже тем­пературы зерновой массы на 4°С и более. Используя суточные и временные перепады температуры, а также сезонные похолодания, можно выбрать для обработки такие периоды, когда зерно в результате активного вен­тилирования будет охлаждаться до 10 °С и ниже, обес­печивая высокий консервирующий эффект.

Поток воздуха вызывает одновременно с изменени­ем температуры зерна также изменение его влажности. Присущие зерну сорбционные свойства определяют его постоянное стремление к состоянию равновесия по отно­шению к уровню влажности окружающего воздуха. Ес­ли такого равновесия нет и давление паров воды над поверхностью зерна и в воздухе неодинаково, это вызо­вет влагообмен, в результате которого зерно будет под­сушиваться или увлажняться до тех пор, пока равнове­сие не будет достигнуто. Активное вентилирование зер­новых масс для охлаждения надо проводить лишь тогда,

оно не вызывает увлажнения зерна. Оба процесса изменения  температуры  и  влажности  зерна  при активном вентилировании происходят одновременно. Для изменения температуры зерновой массы требуется  израсходовать воздуха  в несколько десятков  раз меньше, чем для заметного изменения его влажности. Поэтому, когда вентилирование проводится для охлаждения, то сопутствующее ему изменение влажности проводят  в небольших пределах и отражает  вспомогательный эффект обработки. Тем не менее охлаждение  активным вентилированием надо проводить лишь в таких параметрах воздуха, когда не только снижается -  температура зерновой массы, но и подсушивается. Охлаждение зерна, сопровождающееся его увлажнением  недопустимо.

  Процессы изменения температуры и влажности зерновой  массы при активном вентилировании влияют друг руга. Подсушивание зерна связано с затратами тепла испарение влаги. Это тепло зерно получает от воздуха.  Таким образом, если при  вентилировании зерно обрушивается, это обязательно сопровождается охлаж­даем воздуха, что усиливает консервирующий эффект вентилирования. Следовательно, некоторое  охлаждение при вентилировании возможно даже при равенстве температуры зерна и воздуха.

  Важной особенностью является то, что при вентилировании  зерно охлаждается не сразу по всей высоте,  а послойно. Сначала охлаждаются те слои насыпи куда в первую очередь поступает воздух от вентилятора. Формируется зона охлаждения толщиной 40...70 см, которая в процессе вентилирования постепенно перемещается в направлении воздушного потока. Таким образом,  при подаче воздуха снизу вверх первым охлаждается - нижний слой, а последним верхний, который более удален  от места поступления  воздуха в  зерно, когда зона охлаждения располагается в средней части насыпи, под ней находится уже охлажденное зерно с температурой, близкой к температуре наружного воздуха, а ней — верхние слои зерна, которые предстоит еще ждать. В пределах зоны охлаждения температура неодинакова. В нижней части она близка к температуре наружного воздуха, в верхней — соответствует одной температуре зерновой массы. Внутри зоны охлаждения  происходит плавный переход от температуры уже охлажденного зерна до уровня исходной темпера­туры зерновой массы.

Изменение температуры зерна по слоям насыпи происходит не постепенно, а сразу на такую величину, кото­рая соответствует разнице между исходной температурой зерна и воздуха.

2. Режимы активного вентилирования

  При активном вентилировании только  определенное количество воздуха  обеспечивает  достаточно быстрое охлаждение зерна. Если воздуха недостаточно, зерно ох­лаждается медленно, а самые удаленные от места поступления воздуха участки зерновой  насыпи  нередко отпотевают и увлажняются. В этих зонах в результате длительного  нахождения  зерна  при  повышенной  тем­пературе и влажности активно развиваются микроорга­низмы и ускоряется порча. Следовательно, вентилиро­вание нужно вести с такой интенсивностью, чтобы исклю­чить развитие нежелательных процессов и охладить об­рабатываемую партию зерна значительно  раньше, чем может возникнуть его порча.

  Активное вентилирование надо проводить в строгом соответствии с установленными для каждой  культуры режимами обработки. Под режимом активного вентили­рования  понимают  оптимальное  сочетание  основных  , параметров обработки зерна воздушным потоком, обеспе­чивающее наилучший хозяйственный  результат. К та­ким параметрам относят: удельную подачу воздуха, про­должительность охлаждения, высоту  зерновой насыпи, периодичность вентилирования и др.

Количество воздуха,  необходимое  для  охлаждения зерна, можно рассчитать. Оно определяется теплофизическими свойствами зерна и воздуха, главным образом величиной их теплоемкости. Чтобы охладить зерно, на­пример на 1 °С, из него необходимо удалить такое ко­личество тепла, которое равно величине удельной тепло­емкости данной зерновой массы. Последняя зависит от теплоемкости сухого вещества зерна и теплоемкости вхо­дящей в него воды. Поэтому теплоемкость зерновой мас­сы возрастает с увеличением влажности зерна.

Для решения производственных задач целесообразно использовать удельную теплоемкость зерна влажностью 20 % и удельную теплоемкость 1 м3 воздуха. Удельная теплоемкость воздуха меньше, чем зерна. Для охлаждения зерна необходимо израсходовать всего 1670 м3  воздуха. Однако в производственных  вентиляционных установках некоторое количество воздуха  (15%) теряется через неплотности. С учетом этих потерь общее количество  воздуха, необходимое для охлаждения 1 т зерна может быть принято равным 2000 м3. Приведенный расчет отражает потребность в воздуха при  изменении температуры зерна на 1 °С. Если зерно охлаждается на 10 °С, необходимо удалить соответственно в 10 раз большее количество тепла. Однако для е глубокого охлаждения или прогревания высокой насыпи зерна потребуется израсходовать то общее количество воздуха, что и при охлаждении зерна на 1 °С, примерно 2000 м3/т. Эта особенность обусловлена тем, что при вентилировании зерновая насыпь охлаждается послойно и сразу до температуры охлаждающего воздуха и даже несколько ниже,  если при этом зерно высушивается. Спустя некоторое время после начала вентилирования, достаточное для полного формирования температуры  охлаждения, зерно в самой нижней части насыпи снимает температуру, близкую к температуре наружного воздуха.  Следовательно,  послойное  охлаждение  обеспечивает при вентилировании нагрев наружного воздуха до температуры, которую имеет зерно, каждый 1 м3 воздуха при движении через насыпь зерна будет уносить тем больше тепла, чем больше разница между температурой воздуха и зерна. Так, например, при температуре зерна 20 °С и температуре воздуха 10 °С последний при движении через зерновую на-быстро  нагревается  с 10 до 20 °С, и каждый  его будет удалять 0,3-10=12,56 кДж/(кг-с) тепла,  но общий расход воздуха при охлаждении зерна на будет равен той же величине 2000 м3/т, что и при изменении на 1 °С или на любую другую величину. Эта особенность послойного  охлаждения  зерна упрощает  оптимальных режимов вентилирования, позволяет легко рассчитать время, необходимое для обработки зерна, удельную подачу воздуха и другие параметры.

Некоторый дополнительный расход воздуха по мере возрастания степени охлаждения необходим на завершающем этапе охлаждения зерновой насыпи, когда зона  охлаждения приближается к самым удаленным от мест  необходимых пределах удельную подачу воздуха и со­кратить время обработки конкретной партии зерна.

При временном развертывании напольно-переносных установок удельную подачу воздуха можно регулиро­вать не только за счет высоты насыпи зерна, но и изме­нением площади, занимаемой воздухораспределительны­ми решетками, а также заменой вентилятора.

Приведенные в таблице 26 режимы вентилирования рассчитаны на зерно с исходной температурой 18...20°С. Учитывая, что при более высокой температуре скорость развития неблагоприятных процессов в зерновой массе возрастает, необходимо соответственно ускорить охлаж­дение. Поэтому принятую удельную подачу воздуха не­обходимо увеличить на 15...20 % при обработке зерна температурой 25 °С и на 40...50 % температурой 30 °С.

Для семян высокомасличных культур, крупносемянных зернобобовых культур и кукурузы в початках, зна­чительно отличающихся от основных зерновых культур по физическим свойствам и интенсивности физиологиче­ских процессов.

Вопросы для самоконтроля:

1. Перечислите основные цели и задачи активного вентилирования зерна.

2. Объясните технологическую эффективность вентилирования зерна.

3. Назовите основные режимы активного вентилирования зерна.

Список рекомендуемой  литературы:

Основная литература:

1. , , Технология зерносушения – Учебник. - Алматы, 2000. - 400 с.

2. Технология хранения зерна - М. - 2003 г -448с.

3. и др Послеуборочная обработка и хранение зерна - М.-2001 г. - 240 с.

4. Технология элеваторной промышленности –М. – 2003г.