Способ сушки зерна и семянПатент на изобретение №: 2196417 Автор: Голубкович А.В., Чижиков А.Г. Патентообладатель: Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства Дата публикации: 20 Января, 2003 Начало действия патента: 16 Апреля, 2001 Адрес для переписки: 109428, Москва, 1-й Институтский пр-д, 5, ВИМ, патентный отдел Изображения    Изобретение относится к области сельского хозяйства и касается способов сушки зерна и семян с использованием озоновоздушной смеси. В способе сушки озонированным воздухом продувку озоновоздушной смесью слоя зерна и семян осуществляют в интервале влажности зерна 16...22% при температуре теплоносителя не более 35...40oС. В интервале влажности вне указанных пределов теплоноситель озоном не насыщают и температуру принимают в соответствии с экономическими и технологическими требованиями. Технический результат заключается в ускорении процесса сушки в среднем на 27% и снижении удельных затрат энергии на 23%, в то время как при непрерывной подаче озонированного теплоносителя снижение удельных затрат энергии не превышает 22%, а энергии - 19%. Кроме того, возрастает ресурс озонаторной установки в среднем на 40...50%. 5 ил., 1 табл. , , , , , ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУИзобретение относится к способам сушки зерна и может быть использовано в сельском хозяйстве, пищевой промышленности, системе хлебопродуктов и смежных с ними отраслях промышленности. Известен способ сушки зерна и семян путем пропускания через их слой теплоносителя [1] . Однако этот способ сушки энергозатратен. В структуре затрат на сушку зерна более 50% приходится на топливо и электроэнергию, поэтому отыскание способов снижения энергоемкости процесса весьма актуально. Повышение скорости сушки различных материалов с одновременным снижением затрат возможно при использовании озоновоздушной смеси. Известный способ сушки зерна с использованием озоновоздушной смеси с концентрацией озона в пределах 2...10 мг/м3 ускоряет процесс сушки и снижает затраты энергии [2]. Этот способ сушки является наиболее близким к сущности предлагаемого и принят в качестве прототипа. Основными недостатками этого способа являются повышенные энергоемкость и длительность воздействия озона, что ведет к снижению качественных показателей высушиваемого объекта и избыточному поступлению озона в зону обслуживания. Задачей изобретения является снижение энергоемкости процесса и длительности воздействия озоновоздушной смеси на высушиваемый объект. Поставленная задача достигается тем, что при продувке зерна озоновоздушной смесью, согласно изобретению, воздушную смесь насыщают озоном в интервале влажности высушиваемого зерна 16...22%, а температура озоновоздушной смеси не превышает 35...40oС. Новым является ограничение интервалов влажности высушиваемого объекта и температуры теплоносителя, в которых осуществляют сушку с использованием озоновоздушной смеси. Таким образом, заявленный способ соответствует критерию "новизна". Изобретение соответствует критерию "изобретательный уровень", так как может быть достигнут результат, удовлетворяющий существующую потребность, а именно высушивание зерна и снижение затрат на процесс. Изобретение является и промышленно применяемым, так как может использоваться в сельском хозяйстве и других отраслях. Изобретение поясняется графиками. На фиг. 1 изображены экспериментальные кривые сушки зерна пшеницы по заявляемому способу (1) и по сравниваемым способам (2 и 3). На фиг.2 изображены кривые скорости сушки зерна пшеницы по заявляемому способу (1) и по сравниваемым способам (2 и 3). На фиг.3 изображены кривые отношений am1/аm0~ W (1) и аm2/аm0 ~W(2), где am1 - коэффициент диффузии влаги в зерне, которое продуто озоновоздушной смесью в интервале влажности от 22 до 16%; am2 - то же самое, но в интервале влажности от 28 до 13%; am0 - то же самое, но воздушной смесью в интервале влажности от 28 до 13%. На фиг.4 изображены кривые зависимости относительной влажности отработавшей озоновоздушной смеси в опыте по заявленному (1), прототипу (2) и воздушной смеси (3). На фиг.5 изображены кривые скорости сушки зерна пшеницы N1, N2 и N0 в зависимости от температуры озоновоздушной (воздушной) смеси tвx. по заявленному способу (1) и по сравниваемым способам (2, 3). Предлагаемый способ сушки осуществляют следующим образом. Определяют исходную влажность зерна влагомером или высушиванием навески в сушильном шкафу и при влажности W>22% через слой зерна пропускают теплоноситель (воздух) без озона. В интервале влажности зерна W=16...22% теплоноситель насыщают озоном, при этом температура его не превышает 35...40oС, по достижении влажности W<16% подачу озона в теплоноситель прекращают. Верхний предел температуры теплоносителя при W>22% и W<16% определяется только экономическими и технологическими требованиями процесса. В настоящее время принята следующая гипотеза конвективной сушки растительных материалов с применением озона. Выделяют следующие этапы: первый - преобразование свойств теплоносителя за счет электросинтеза озона из кислорода воздуха с образованием гидроксильного радикала ОН и протона водорода Н. Одновременно часть озона разлагается на кислород О2 и атомарный кислород О. Полученные активные функциональные группы обладают запасом свободной энергии и увеличивают влагопоглотительную способность теплоносителя. На втором этапе происходит озонолиз поверхностной влаги, реакции первичного взаимодействия и поглощение озона высушиваемым материалом. На этом этапе происходят структурные модификации материала: раскрытие устьичных клеток, сжатие мембран и первичные взаимодействия озона с материалом - опосредованная адаптивная реакция, обеззараживание и очистка пор и капилляров. На третьем этапе возможны биохимические преобразования: озон взаимодействует с материалом, наблюдается увеличение температуры и изменение структуры материала. В зависимости от исходной влажности материала вышеперечисленные этапы (преобразование свойств теплоносителя, поверхностная обработка высушиваемого материала, биохимические процессы) имеют различную глубину и интенсивность, соответственно оказывают переменное влияние на перенос влаги внутри зерновки и ее испарение с поверхности зерновки. Длительность воздействия озона и величина его концентрации не должны оказывать сколько-нибудь существенное значение на биохимические процессы в зерне, за исключением процессов переноса, т.к. возможно при этом снижение качественных показателей, т.е. длительность воздействия озона в процессе сушки должна быть по возможности минимальной. Пример реализации способа сушки. На лабораторной установке высушивали увлажненное до W=26...28% зерно пшеницы, ячменя и овса. На фиг. 1 представлены кривые сушки пшеницы исходной влажностью W=26%, высушенные по трем вариантам - заявляемому способу 1, при непрерывной подаче озоновоздушной смеси 2 и при подаче неозонированного воздуха 3. Из представленных графиков видно, что длительность сушки по вариантам 1 и 2 практически совпадает, но существенно меньше, чем по варианту 3. На фиг.2 представлены в координатах скорость сушки N ~ влажность зерна W - кривые сушки из фиг.1. Можно сделать вывод, что скорость сушки зерна пшеницы по заявленному способу (кр. 1) практически не отличается от скорости сушки по прототипу (кр.2), для которого характерно существенно большая длительность воздействия озона на высушиваемый материал. Отметим, что чем большая длительность воздействия, тем большие затраты живого труда на обслуживание и тем соответственно меньше коэффициент сменного времени и ресурс озонаторной установки. Для обоснования интервала влажности избирательного воздействия озона на процесс сушки зерна рассчитаем коэффициент диффузии влаги в зерне am1, аm2, аm0 на основе полученных кривых сушки. В общем случае для определения коэффициента диффузии влаги используют выражение А.В. Лыкова am = J/ [( U)m+ (T)n, (1) где J =  M/F , (U)m и (T)n - соответственно поток влаги, градиенты влажности и температуры, - плотность тела, M - масса убыли влаги, F - поверхность массообмена, - длительность замера. При изотермических условиях сушки выражение (1) можно упростить am = J/(U)n. Обработка опытных данных на фиг.1 позволит получить закономерность изменения am1/am0 и am2/am0 от W, где am1 - коэффициент диффузии зерна в основном опыте, аm2 - в сравниваемом опыте при непрерывной продувке озоновоздушной смесью, аm0 - то же самое при продувке воздухом без озона (фиг.3). На кривых (см. фиг.3) можно выделить четыре участка с различным характером зависимости am1(am2)/аm0 от W: для первого участка (0-1) - когда влажность зерна превышает 22% - влияние озона на массоперенос в зерне незначительно, очевидно, что из пор или поверхности влага испаряется без заметного влияния озона; на втором (1-2) отношение am1(am2)/am0 возрастает с уменьшением влажности; на третьем (2-3) - влияние am1(am2)/am0 на массоперенос достигает максимума, а при W<16% (четвертый участок) - снижается. Следует отметить, что для участка 0-1 характерен первый период сушки, когда влага в зерне перемещается в виде жидкости, на участке 1-2 - как в виде жидкой, так и паровой фаз, а на участках 2-3 и 3-4 - в виде паровой фазы. Влияние озона на влагопоглощающие свойства смеси можно проиллюстрировать изменением относительной влажности отработавшего теплоносителя  от влажности зерна W пшеницы в основном (1) и сравниваемых опытах (2 и 3), представленных на фиг. 4. Величины в основном опыте (1) и в сравниваемом с непрерывной подачей озона (2) практически совпадают во всем исследованном диапазоне изменения W, в то же время как при сушке зерна неозонированным воздухом (3) величина существенно меньше в интервале W=16...22%. Это можно объяснить следующим образом: в области повышенных значений W (W>22%) величина достаточно велика и наличие озона в воздухе, а также режим насыщения воздуха озоном существенно не влияет на ее величину. При малых значениях W зерна скорость сушки лимитирует не величина , а величина am, поэтому не зависит от содержания озона в воздухе. Экспериментальные зависимости N1, N2 и N0 от tвx, где N1 - скорость сушки в опыте по заявленному способу, N2 - то же самое в опыте согласно прототипу. N0 - то же самое в опыте без озона, %/ч; tвx - температура озоновоздушной смеси на входе в слой, oС, представлены на фиг.5. Из графиков следует, что скорости сушки зерна пшеницы с использованием озоновоздушной смеси в интервале исследованных tвx практически совпадают и возрастают относительно N0, начиная от величины 35...40oС с уменьшением tвx. Рост N1 и N2 относительно N0 объясняется повышенной стойкостью озона при температурах ниже 35...40oС. Экспериментальные исследования доказывают, что за пределами интервала изменения влажности зерна пшеницы, ячменя и овса 16...22% влияние озона на скорость сушки N и на величину отработавшего воздуха несущественно и озонирование воздуха (теплоносителя) нецелесообразно, также нецелесообразно использование озоновоздушной смеси при температуре более 35...40oС независимо от режима насыщения воздуха озоном. Учитывая, что на практике сушка зерна при указанных температурах длится десятки часов, исключение озонирования воздуха за пределами указанного интервала позволяет повысить выработку за сезон за счет повышения коэффициента сменного времени, так и снизить энергоемкость процесса. Эффективность предложенного способа оценивали на примере сушки зерна пшеницы в бункере БВ-40 при следующих условиях: исходная влажность - 26%, конечная - 14%, подача теплоносителя - 14 тыс.т м3/ч, температура наружного воздуха 20oС, степень его подогрева - 12oС, концентрация озона ~10 мг/м3, установленная мощность вентилятора - 11 кВт, калорифера - 54 кВт, озонаторной установки ~ 2 кВт. Оценивали эффективность сушки по трем способам: сушка зерна подогретым воздухом без озона, при непрерывной подаче подогретой озоновоздушной смеси и по заявленному - подача озоновоздушной смеси в интервале влажности зерна 16...22% и без озона за пределами этого интервала. Основные результаты приведены в таблице. Кроме повышения производительности и снижения затрат энергии возрастает ресурс озонаторной установки, стоимость которой может составлять 10...20% от стоимости сушилки, причем в рассмотренном интервале сушки ресурс возрастает в 2 раза. Источники информации 1. Технология приемки, хранения и переработки зерна. М.: ВО "Агропромиздат", 1990, с. 182, 210. 2. Авторское свидетельство СССР 1095889, A 01 F 25/08, 1981, прототип.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯСпособ сушки зерна и семян, включающий продувку их слоя озоно-воздушной смесью, отличающийся тем, что воздушную смесь насыщают озоном в интервале влажности высушиваемого зерна 16. . . 22%, а температура озоно-воздушной смеси не превышает 35. . . 40oС.Популярные патенты: 2438304 Улей ... электрода, подключенных к разноименным полюсам источника тока [1, 2]. Недостатком указанных решений является то, что ульи энергозависимы, т.е. каждый улей должен подключаться к источнику электрического тока. Это несет в себе как удорожание эксплуатации, так и неудобство использования (рядом с каждым ульем должен быть источник электрического тока, либо нужна проводка к нему). Кроме того, является известным тот факт, что для возвращения в улей пчелы используют не визуальную навигацию, а физические поля. Во время облета пчелы визуально не запоминают леток, а ориентируются на физическое поле, создаваемое пчелами в улье, и летят на источник излучения. Мощность поля очень мала и зависит от ... 2076603 Способ повышения урожайности сельскохозяйственных культур ... ПС-10 путем растворения 0,4 г препарата в 12 л воды на 1 т семян. Урожай зерна определяли после комбайновой уборки. Структурный анализ и оценку эффективности препарата против болезней осуществляли путем снопового анализа. Аналогичные испытания проводили на ячмене, горохе, озимой ржи, овсе и рапсе. Результаты испытаний представлены в табл. 6 11. Результаты производственных испытаний свидетельствуют о стимулирующем действии препарата "Стифун" на растения сельскохозяйственных культур (см. табл. 6 11). Так, например, при предпосевной обработке семян яровой пшеницы повышение урожая зерна по сравнению с контролем составило 4,6 5,2 ц/га; ячменя 3,0 ц/га; гороха 3,1 3,6 ц/га; ... 2464784 Защитный слой для растений и деревьев, его изготовление и его применение ... предпочтительно от 2,5×105 г/моль до 9,5×105 г/моль.В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления данное изобретение относится к композиции вышеупомянутого типа, где она относится к четвертичным аммониевым солям алкилированной фосфорной кислоты, с каждым из остатков алкила, независимо друг от друга имеющим 1-12 углеродных атомов, и/или галогенированным солям аммония, предпочтительно бромиду цетилтриметиламмония, хлориду дидецилдиметиламмония, хлориду гексадецилпиридиния и хлориду полиоксиалкилтриалкиламмония. В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления данное изобретение относится к композиции вышеупомянутого типа, где противомикробные ... 2236122 Устройство для содержания животных ... и его можно хранить в буртах под открытым небом, а в дальнейшем использовать как экологически чистое органическое удобрение. Воздух, всасываемый в помещение для животных 9, выйдет из фильтровальной камеры 14 очищенным, а в емкости 50 соберется необходимая для растений жидкая подкормка в виде углекислоты и аммиачной воды. Отсутствие кормовых проездов в помещении 9 для мобильной раздачи кормов приведет к уменьшению сквозняков, а также к уменьшению поступления выхлопных газов трактора, а в системе воздухообмена - к уменьшению углекислого газа и аммиака, что улучшит в помещении микроклимат; конструкция стойл улучшит условия содержания коров без привязи. Благодаря этому повысится ... 2056755 Способ регулирования роста овощных культур ... известных цитокининов кинетина и полистимулина К (табл. 8). Таким образом, представленные в табл. 1-8 данные доказывают то, что обработка овощных культур за 2-7 сут до уборки урожая 0,1-0,5%-ными водными растворами цитокининового препарата Сапфир до полного смачивания поверхности листьев позволяет снизить содержание нитратов в овощах на 55-65% ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РОСТА ОВОЩНЫХ КУЛЬТУР, включающий внекорневую обработку растений водным раствором цитокининового препарата за 2 - 7 суток до уборки урожая, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности снижения содержания нитратов в овощах при отсутствии токсичности для организма человека, в ... |
Еще из этого раздела: 2054235 Лесопосадочная машина 2195102 Устройство для отделения грунта и земли от корней и корневищ солодки в качестве лакричного сырья 2236787 Способ испытаний опрыскивателей и устройство для его осуществления 2403708 Устройство для полива сельхозрастений 2140738 Производные n-арилгидразина, способ их получения, способ подавления насекомых и композиция для подавления насекомых 2293463 Способ разработки лесосек 2264082 Способ восстановления полей бурой водоросли ламинарии 2027341 Бункер для сыпучих материалов 2086081 Рабочий орган культиватора 2182889 Дезинфицирующее средство |
Изобретения в сельском хозяйстве
Обработка почвы в сельском и лесном хозяйствах
Посадка, посев, удобрение
Уборка урожая, жатва
Обработка и хранение продуктов полеводства и садоводства
Садоводство, разведение овощей, цветов, риса, фруктов, винограда, лесное хозяйство
Новые виды растений или способы их выращивания
Производство молочных продуктов
Животноводство, разведение и содержание птицы, рыбы, насекомых, рыбоводство, рыболовство
Поимка, отлов или отпугивание животных
Консервирование туш животных, или растений или их частей
Биоцидная, репеллентная, аттрактантная или регулирующая рост растений активность химических соединений или препаратов
Хлебопекарные печи, машины и прочее оборудование для хлебопечения
Машины или оборудование для приготовления или обработки теста
Обработка муки или теста для выпечки, способы выпечки, мучные изделия
|
|
||