Зона охлаждения зерносушилки

Прежде чем мы озвучим зачем вообще нужна регулировка зоны охлаждения в зерносушилке, хотелось бы развеять одно всеобщее заблуждение.

Известно, что современные шахтные зерносушилки часто оснащаются переменными зонами охлаждения зерна. (В колонковых зерносушилках о такой опции мы не слышали). 

Обычно такая система позволяет конвертировать одну или две верхние зоны охлаждения в зоны сушки и наоборот. Делать это предлагается в зависимости от условия сушки зерна (температуры окружающего воздуха, типа зерна и т.п.

Однако, мало кто пишет как именно этими зонами пользоваться. 

И вот, мы нашли рекламный материал одного из украинских производителей зерносушилок в журнале "Хранение и переработка зерна", который и побудил нас к написанию этой статьи. (На случай, если на момент чтения этой статьи, материал был уже удалён или отредактирован, также даём ссылку на веб-архив).

Пойдем от обратного. Допустим, нам нужно нагреть 1 литр воды в чайнике, которая имеет температуру 15°С до температуры 50°С. Учитывая теплоемкость воды 4187 Дж/кг*град, для этого нам понадобится чистой энергии в количестве (50-15)*4187 = 146 кДж.

Что произойдет, если нам понадобится подогреть воду до более высокой температуры, например до температуры 70°С? Конечно, для этого нам понадобится больше тепла, а именно (70-15)*4187 = 230 кДж.

То же самое будет происходить и тогда, когда нам понадобится охладить тело. Чем больше энергии мы должны снять, тем более долгим будет процесс охлаждения.

Как это применимо к зерносушилкам?

Представим, что мы сушим зерно в зерносушилке с нерегулируемой зоной охлаждения в теплое время, когда наружная температура воздуха составляет 20°С. Зерно в процессе сушки нагревается до температуры 45°С. По нормам, зерно должно выходить из зерносушилки с максимальной температурой +10°С к температуре окружающей среды, т.е. 20°С+10°С = 30°С. Т.е. нам нужно снизить температуру зерна всего на 45°С-30°С=15°С.

Если же температура воздуха на улице упадет до 5°С, мы должны охлаждать зерно до (5°С+10°С)=15°С. При том же количестве холодного воздуха и неизменном времени охлаждения зерна, его начальная температура должна будет быть 15°С+15°С=30°С. Однако, у нас температура зерна на выходе из зерносушилки не изменилась и составляет 45°С!

А для того, чтобы охладить зерно с такой начальной температурой, мы должны будем удалить из зерна 45°С-(5°С+10°С)=30°С (а не 15°С). Разница по необходимой отведённой тепловой энергии почти в два раза больше.

Низкая температура окружающей среды

Как было сказано выше, при понижении температуры окружающей среды, эффективность зоны охлаждения падает. Поэтому, в зависимости от продукта сушения, температуры рабочего агента и от влажности продукта, нам может понадобиться в холодное время года увеличить зону охлаждения.Это не всегда необходимо и не для всех сушилок, но такое бывает.

Сушка зерна с низкой входящей влажностью

Если зерно на входе очень сухое, производительность зерносушилки резко возрастает, что приводет к уменьшению времени нахождения зерна в зоне охлаждения. В этом случае, нам может понадобиться увеличить зону охлаждения, чтобы оно успевало остыть.

Сушка низкотемпературных продуктов

При сушке подсолнечника, рапса и др. подобных продуктов, зерно сушится на низких температурах. Поэтому, оно не нагревается сильно и минимального размера зоны охлаждения будет достаточно в любую погоду.При сушке кукурузы высокими температурами рабочего агента нам, скорее всего, придется по максимуму увеличить зону охлаждения, чтобы зерно успело остыть. Особенно, когда зерно на входе относительно сухое (т.е. очень быстро продвигается по шахте, а значит и по зоне охлаждения).

Порционный или циклический режим сушки

В порционном режиме (он же называется циклическим), нам вообще не нужно охлаждать зерно. Если зерносушилка не оснащена заслонками перекрытия подачи холодного воздуха в зону охлаждения, мы не можем полностью заблокировать систему охлаждения. Но мы можем хотя бы уменьшить её. Уменьшая зону охлаждения, мы увеличиваем зону сушки. Как следствие, увеличивается производительность.

Раз уж мы затронули тему охлаждения зерна в зерносушилках, хотелось бы остановиться и на том, как влияет зона охлаждения на экономичность работы зерносушилки.

Мы должны отталкиваться от двух постулатов:● Чем больше мы снимаем тепла из зерна, тем больше его поступает обратно в зерносушилку за счёт системы рекуперации тепла. Ведь в современных зерносушилках, весь воздух, который прошёл через зону охлаждения, возвращается обратно в шахту, таким образом снижая расход газа (или другого топлива).● Чем больше зона охлаждения, тем меньше зона сушки. Это значит, что производительность зерносушилки с большей зоной охлаждения будет несколько ниже, чем производительность с уменьшенной зоной охлаждения.

Таким образом, от размера зоны охлаждения будет зависеть расход газа. 

Если мы хотим увеличить производительность сушилки, мы можем увеличить зону сушки (уменьшив зону охлаждения). 

Если же мы заботимся об экономичности работы сушилки, нужно контролировать выходящую температуру зерна. Если она существенно выше температуры окружающей среды, это означает, что увеличив зону охлаждения мы сможем забрать из зерна ещё больше тепла. Но конечно, при этом немного снизится производительность зерносушилки.

Как правильно поступать, каждый хозяин элеватора должен решить для себя самостоятельно. Когда на элеваторе очередь зерновозов, вы, возможно, заходите увеличить производительность за счет уменьшения зоны охлаждения (конечно, если конечная температура зерна при этом останется в допустимых пределах).

Но если очереди зерновозов нет, вы можете увеличить зону охлаждения и, таким образом, немного сократить расход газа (при описанных выше условиях, конечно).