Изменение полей влагосодержания и температуры в зерне при сушке

Для проведения экспериментальных исследований по изменению полей влагосодержания и температуры в зерновке в процессе сушки и отволаживания разработана экспериментальная установка и методика проведения опытов. Исследования проведены на модельном теле зерновки нута. Установлено, что в зависимости от режимных параметров различия по влажности между центром и поверхностью зерновки могут достигать до 10%. При этом, максимальное значение перепада температур при сушке между центром и поверхностью зерновки соответствует переходу от постоянной скорости сушки к убывающей скорости сушки и увеличивается с ростом начальной влажности зерновки, температуры и скорости фильтрации агента сушки. Получены уравнения регрессии для расчета максимального значения этой величины, а также максимального значения градиента влагосодержания в зерне и времени достижения этого значения. Установлено также, что в процессе отволаживания нагретого зерна при температуре 45 градусов, характерной для отлежки, происходит перераспределение влаги между центром и поверхностью зерна, при этом, влага из центра перемещается к поверхности, что способствует в дальнейшем более экономичному процессу сушки. Эффективность этого процесса зависит от влажности зерновки и продолжительности отволаживания. Различие между центром и поверхностью зерновки при влажности 17,3 - 27,5% снижается в этом процессе за 40 минут соответственно в 1,3 - 2,0 раз, и за 60 минут - в 1,4-2,7 раз. Получено расчетное уравнение для определения этого значения в зависимости от начальной влажности зерновки и продолжительности отволаживания. Расчетные уравнения использованы для определения разницы температур между температурой агента сушки и центра зерновки в процессе сушки, а также для определения максимального градиента температуры в зерне и времени этого достижения. Знание этих зависимостей необходимо для разработки режимов сушки зерна и сохранение его качества.

зерно, агент сушки, нагрев, поля влагосодержания и температуры, градиент, уравнения регрессии, тепломассообмен

1. Атаназевич В.И. Сушка зерна. М.: Лабиринт, 1997. 256 с.

2. Аэров М.Э., Тодес О.М. Гидравлические и тепловые основы работы аппаратов со стационарным и кипящим зернистым слоем. Л.: Химия, 1968. 512 с.

3. Гинзбург А.С. Расчет и проектирование сушильных установок. М.: Агропромиздат, 1985. 336 с.

4. Гинзбург А.С., Громов М.Л., Красовская В.С., Уколов В.С. Теплофизические характеристики пищевых продуктов и материалов. М: Пищевая промышленность, 1975. 224 с.

5. Гинзбург А.С. Технология сушки пищевых продуктов. М.: Пищевая промышленность, 1976. 248 с.

6. Голубкович А.В., Павлов С.А. Исследование кинетики комбинированного режима сушки семян // Сушка, хранение и переработка продукции растениеводства. Сб. науч. тр. Междунар. научно-технич. семинара, посвященного 175-летию со дня рождения К.А. Тимирязева. М.: Издательство «Перо», 2018. С. 170-175.

7. Грачева Н.Н., Руденко Н.Б. Экспериментальные исследования изменения температуры поверхности и центра зерновок при различных режимах сушки зерна // Хранение и переработка зерна. 2014. № 5. С. 48-49.

8. Егоров Г.А. Влияние тепла и влаги на процессы переработки и хранения зерна. М.: Колос, 1973. 264 с.

9. Жидко В.И., Резчиков В.А., Уколов В.С. Зерносушение и зерносушилки. М.: Колос, 1982. 239 с.

10. Лыков А.В. Теория сушки. М.: Энергия, 1968. 472 с.

11. Малин Н.И. Энергосберегающая сушка зерна. М.: КолосC, 2004. 240 с.

12. Малин Н.И.Технология хранения зерна. М.: КолосС, 2005. 280 с.

13. Меленевская Н.М. Применение метода радиоактивных индикаторов для исследования форм связи и коэффициента диффузии влаги в зерне // Труды III Всесоюз. Совещания по тепломассообмену. Минск: Изд. АН БССР, 1968. Т. 6. С. 43-45.

14. Мачихина Л.И., Алексеева Л.В., Львова Л.С. Научные основы продовольственной безопасности зерна (хранение и переработка). М.: ДеЛи принт, 2007. 382 с.

15. Муштаев В.И., Ворошилов А.П., Мандрыка Е.А. Техника сушки дисперсных материалов в аппаратах с устойчивыми виброожиженными и пульсирующими слоями. М.: Наука, 2003. 302 с.

16. Новоселов С.В. Определение полей влагосодержания в отдельно взятом зерне в процессе сушки // Труды ВНИИЗ. М.: ЦНИИТЭИ Министерства хлебопродуктов СССР, 1974. Вып. 80. С. 17-22.

17. Перцовский Е.С. Использование радиоактивного индикатора для изучения распределения влаги в зерне // Сообщения и рефераты ВНИИЗ. М.: ЦНИИТЭИ Министерства хлебопродуктов СССР, 1961. Вып. 2. С. 15-17.

18. Резчиков В.А. Теория и практика энергосбережения при сушке зерна: Обзорная информация. Сер. Элев. пром-сть. М.: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1991. 57 с.

19. Рудобашта С.П. Массоперенос в системах с твердой фазой. М.: Химия, 1980. 248 с.

20. Сахаров Э.В., Егоров Г.А., Коротков В.К., Шубин А.С. Исследование внутреннего влагопереноса в зерне методом авторадиографии // ВЗИПП. М.: ЦНИИТЭИ Министерства хлебопродуктов СССР, 1971. С. 43-47.

21. Сорочинский В.Ф. Эффективность сушки зерна на зерносушилках различных типов // Хлебопродукты. 2009. № 3. С. 42-43.

22. Сорочинский В.Ф. Изменение коэффициентов диффузии влаги и массоотдачи единичной зерновки в процессах сушки и охлаждения // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов) - СЭТТ 2002. Труды 1-й Междунар. научно-практ. конф. М.: Московский государственный агроинженерный университет им. В. П. Горячкина, 2002. С. 76-79.

23. Сорочинский В.Ф. Эффективность устройств предварительного нагрева зерна шахтных зерносушилок // Современные энергосберегающие тепловые технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов): сб. науч. тр. 2-й Междунар. научно-практ. конф. М.: МЭИ, 2005. Т. 1. С. 205-209.

24. Сушка зерна - суть проблемы [Электронный ресурс]. URL: www. agropromex.ru

25. Тарутин В.П. Исследование процесса и создание аппарата для обработки зерна пшеницы паром: автореф. дисс. канд. техн. наук. М.: Моск. технол. ин-т пищевой пром-сти, 1974. 26 с.

26. Юкиш А.Е., Ильина О.А., Ильичев Г.Н. Технология и организация хранения зерна. М.: ДеЛи плюс, 2015. 476 с.