Снижение энергоёмкости контактной сушки зерна с обоснованием конструктивно-режимных параметров мобильной зерносушилки

• Автор: Сотников, Максим Владимирович
• Шифр специальности: 05.20.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 161 с. : ил.

1 СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА И ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1 Свойства зерновой массы как объекта сушки.

1.2 Способы сушки зерна.

1.3 Сушка зерна при различных состояниях зернового слоя

1.4 Классификация зерносушилок

1.5 Пути интенсификации сушки зерна.

1.6 Зерносушилки со спиральновинтовыми транспортирующими рабочими органами

1.7 Основные параметры сушки

Выводы, цель и задачи исследований

2 ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ КОНТАКТНОЙ СУШКИ В МОБИЛЬНОЙ ЗЕРНОСУШКЕ СО СПИРАЛЬНОВИНТОВЫМ ТРАНСПОРТИРУЮЩИМ РАБОЧИМ ОРГАНОМ

2.1 Движение материальной точки в мобильной зерносушилке

2.2 Качественный анализ процесса транспортирования частицы материала в мобильной зерносушилке со спиральновинтовым транспортирующим рабочим органом.
2.2.1 Исследование угла наклона сушильной камеры мобильной зерносушилки к горизонту и угла подъема винтовой линии спиральновинтового транспортирующего рабочего органа.
2.3 Производительность мобильной зерносушилки.
2.4 Методы расчта кинетики сушки.
2.4.1 Уравнения кинетики влагообмена при сушке
2.4.2 Закономерности кинетики влагообмена при сушке.
2.4.3 Уравнения скорости сушки
2.4.4 Расчт длительности сушки.
2.4.5 Основное уравнение кинетики сушки
2.5 Распределение температурного поля в мобильной зерносушилке.
2.6 Краевая задача с подвижной границей для полей температуры
2.7 Энергозатраты сушки зерна
3 ПРОГРАММА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНР1Й
3.1 Программа исследований.
3.2 Общая методика проведения исследований.
3.3 Методика экспериментальных исследований
3.3.1 Методика определения влажности зерна.
3.3.2 Методика определения всхожести зерна.
3.3.3 Методика определения коэффициента осевого отставания и коэффициента заполнения сушильной камеры мобильной зерносушилки.
3.4 Планирование проведения экспериментов
3.4.1 Выбор факторов, оказывающих влияние на изменение целевой функции
3.4.2 Выбор уровней варьирования факторами.
3.5 Определение статистической значимости данных.
3.6 Реализация плана эксперимента
3.7 Контрольноизмерительные приборы и методика сбора первичной информации.
3.8 Исследуемый материал.
4 РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
4.1 Исследование способа движения отдельной зерновки в потоке и определение влияния угла наклона сушильной камеры к горизонту и частоты вращения рабочего органа на коэффициент заполнения и коэффициент осевого отставания.
4.2 Определение производительности мобильной зерносушилки
4.3 Результаты основного опыта
4.3.1 Зависимость влагосъма от времени сушки при различной температуре греющей поверхности и различной начальной влажности зерна
4.3.2 Зависимость удельных затрат энергии от времени сушки, температуры греющей поверхности и начальной влажности зерна
4.3.3 Исследование степени влияния различных температур греющей поверхности в зонах нагрева и сушки
4.3.4 Анализ двумерных сечений.
Выводы.
5 РЕЗУЛЬТАТЫ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ И ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ ПРЕДЛАГАЕМОЙ МОБИЛЬНОЙ ЗЕРНОСУШИЛКИ
5.1 Условия функционирования мобильной зерносушилки со спиральновинтовым транспортирующим рабочим органом
5.2 Результаты экспериментальных исследований сушки зерна в мобильной зерносушилке.
5.3 Эффективность исследований.
5.3.1 Определение стоимости изготовления мобильной зерносушилки
5.3.2 Определение эффективности внедрения мобильной зерносушилки
Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
Литература


Зерно по своей природе и структуре представляет сложную систему, формы связи влаги в которой различны механическая, физикохимическая, химическая , , . Механическая наименее прочная связь влаги с зерном. Механически связана с зерном влага смачивания, то есть влага, покрывающая поверхность зерна, и капиллярная . Капиллярная влага заполняет капилляры в результате непосредственного соприкосновения зерна с водой или путем сорбции поглощения пара из влажного воздуха. Механически связанная влага называется свободной водой. Физикохимически и химически связанная влага называется связанной водой . М МСВ И, кг, 1. Мсв масса сухого вещества зерна, кг УУ масса воды в зерне, кг. В теории сушки влажность материала относят к массе сухого вещества. В практике зерносушения влажность рассчитывают по отношению к массе влажного зерна. Для сушки зерна важны его теплофизические и физические свойства теплопроводность, температуропроводность, теплоемкость, скважистость, удельная поверхность, сыпучесть, скорость витания зерна , , 7. Теплота в зерновой массе распространяется двумя способами от зерна к зерну при их соприкосновении теплопроводность зерна и перемещением воздуха в межзерновых пространствах конвекция . Зерно имеет низкую теплопроводность. Температуропроводность скорость нагревания зерновой массы зависит от теплопроводности и также невелика 2. Таким образом, зерновая масса характеризуется большой тепловой инерцией, изменение температуры зерна в средних слоях насыпи происходит очень медленно. Процессы тепловлагообмена между зерном и агентом сушки осуществляются через поверхность зерна. Процесс сушки протекает быстрее при увеличении удельной поверхности зерна, следовательно, чем мельче зерно, тем интенсивнее оно высушивается. Для практических целей имеет значение и такой показатель, как угол трения , 3, то есть минимальный угол, при котором зерно начинает перемещаться по какойлибо поверхности. Под объемным весом понимают массу единицы объема. Объемный вес семян изменяется в зависимости от влажности зерновой массы, ее засоренности и других факторов. Влажность оказывает существенное влияние и на величину удельного веса зерна . Многими исследователями установлено, что с увеличением влажности до определенного значения объемный вес семян большинства культур уменьшается , , , . Значительное уменьшение объемного веса с увеличением влажности зерна наблюдается у таких культур, как пшеница, ячмень. С изменением объемного веса меняется пористость зерновой массы. Учитывая то, что зерно живой организм, важно знать его термоустойчивость, т. В процессе сушки зерно может снизить жизнеспособность или товарнопродовольственные качества. Нагрев зерна поразному влияет на содержащиеся в нем органические вещества белки, углеводы, жиры, ферменты, витамины. Более устойчивы к нагреву углеводы и жиры. При влажности зерна они выдерживают нагрев до . С 0. Белковые вещества более чувствительны к нагреву. Изменения связаны со сложными биохимическими преобразованиями белкового комплекса зерна, приводящими к денатурации белков, потере ими способности поглощать воду . Снижение посевных свойств семенного зерна, уменьшение выхода и ухудшение качества клейковины, снижение хлебопекарных достоинств продовольственного зерна, снижение активности ферментов вызваны в первую очередь денатурацией белков. Следует иметь в виду то, что белки зародыша более чувствительны к нагреву, чем белки эндосперма 1. Поэтому семенное зерно обычно нагревают до С, в то время как зерно продовольственного назначения выдерживает нагрев до С , , 3. Свойства зерна как объекта сушки должны всегда учитываться в во время сушки и при выборе конструкции зерносушилки, так как при неправильном ведении процесса сушки в зерне кроме биохимических реакций могут произойти структурномеханические изменения уплотнение или разрыв оболочек, растрескивание ядра, запаривание и др. Сушка может быть естественной и искусственной. Естественная сушка применяется редко. В зерносушении наиболее распространен конвективный метод сушки , , , , , 0, при котором тепловая энергия передается к зерну от нагретого газа воздуха или смеси воздуха с продуктами сгорания топлива.