Главная » 2014»Август»15 » Скачать Технология и технические средства для поточной гравитационной сушки семян подсолнечника. Лысых, Игорь Георгиевич бесплатно
07:04
Скачать Технология и технические средства для поточной гравитационной сушки семян подсолнечника. Лысых, Игорь Георгиевич бесплатно
Технология и технические средства для поточной гравитационной сушки семян подсолнечника
Диссертация
Автор: Лысых, Игорь Георгиевич
Название: Технология и технические средства для поточной гравитационной сушки семян подсолнечника
Справка: Лысых, Игорь Георгиевич. Технология и технические средства для поточной гравитационной сушки семян подсолнечника : диссертация доктора технических наук : 05.20.01 Краснодар, 2004 306 c. : 71 05-5/289
Объем: 306 стр.
Информация: Краснодар, 2004
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1 СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ТЕХНОЛОГИЙ И ТЕХНИКИ
ДЛЯ СУШКИ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА
11 Краткий анализ мирового и российского производства семян подсолнечника
12 Основные механико-технологические свойства и способы сушки семян подсолнечника
121 Влияние сушки на качество семян подсолнечника
122 Анализ технологических свойств компонентов вороха семян подсолнечника
123 Способы и режимы сушки семян подсолнечника
124 Анализ процессов сушки семян подсолнечника в США
13 Тенденции развития конструкций технических средств для сушки семян подсолнечника
131 Конструкции сушилок отечественного производства
132 Конструкции сушилок зарубежного производства
133 Особенности сушки семян подсолнечника при поточной послеуборочной обработке
14 Цель и задачи исследования
ГЛАВА 2 МЕХАНИКО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВЛАЖНЫХ
СЕМЯН И КОМБАЙНОВОГО ВОРОХА ПОДСОЛНЕЧНИКА
21 Основные показатели семян подсолнечника
22 Изучение аэродинамического сопротивления слоя семян подсолнечника
23 Экспериментальное изучение свойств и состава комбайнового вороха семян подсолнечника
231 Методы экспериментальных исследований
2311 Методы определения механико-технологических свойств компонентов вороха семян подсолнечника
232 Конструкции лабораторных установок для изучения процесса сушки семян подсолнечника
233 Результаты изучения сыпучести вороха семян подсолнечника
234 Результаты изучения термостойкости семян подсолнечника
235 Результаты изучения скорости витания органических примесей вороха семян подсолнечника
ГЛАВА 3 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА СУШКИ ГРАВИТАЦИОННО ПЕРЕМЕЩАЕМОГО СЛОЯ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА ИСХОДНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ ДЛЯ ПРОЕКТИРОВАНИЯ СУШИЛОК ПОТОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ
31 Анализ исследований по сушке термолабильных материалов
32 Обоснование математической модели сушки семян подсолнечника в слое
33 Предпосылки к обоснованию равномерного гравитационного перемещения материала в сушильной шахте
34 Особенности конструкции сушильной камеры с кольцевой шахтой
35 Аналитическая модель кольцевой сушильной камеры
36 Обоснование конструкции шахты сушилки с распределительными коробами для семян подсолнечника %
361 Анализ конструкций шахт с распределительными коробами
362 Обоснование конструкции распределительных коробов в сушильной шахте
363 Определение коэффициента заполнения семенами сушильной шахты с коробами
364 Обоснование длины короба в сушильной шахте
365 Методика расчета неравномерности распределения агента сушки по длине короба
366 Основные параметры и геометрические размеры сушильной шахты с коробами
37 Исследование работы конфузоров в сушильных установках открытого исполнения (без здания)
ГЛАВА 4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИЗУЧЕНИЕ ГРАВИТАЦИОННОГО ПЕРЕМЕЩЕНИЯ И СУШКИ СЕМЯН ПОДСОЛНЕЧНИКА
41 Процесс гравитационного перемещения перемешиваемого слоя семян подсолнечника
42 Закономерности перемещения влаги в неподвижном слое семян подсолнечника
43 Влияние перемешивания слоя семян подсолнечника на интенсивность сушки
44 Процесс сушки семян подсолнечника в режиме «нагрев-отлежка»
45 Методика инженерного расчета механико-технологических параметров гравитационной слоевой сушилки для семян подсолнечника
46 Лабораторные исследования процесса сушки семян подсолнечника в гравитационных шахтах с газораспределительными коробами
461 Гравитационное перемещение семян подсолнечника в шахтах с коробами
462 Аэродинамическая система шахты с газораспределительными коробами
ГЛАВА 5 ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ И ЭКСПЛУАТАЦИОННО-ХОЗЯЙСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
51 Особенности распределения влаги в ворохе и семенах подсолнечника
52 Расчет конструктивно-технологических параметров цилиндрического бункера для вентилирования семян подсолнечника
53 Результаты хозяйственных испытаний бункеров активного вентилирования на семенном подсолнечнике
54 Обоснование конструкции и экспериментальные испытания бункерной цилиндрической сушилки
541 Расчет конструктивных параметров бункерной кольцевой сушильной камеры и эксплуатационных показателей процесса сушки
542 Программа и методика эксплуатационных испытаний бункерной сушилки
543 Основные результаты эксплуатационных испытаний бункерной сушилки
55 Изучение практической возможности сушки семян товарного подсолнечника на шахтных с газораспределительными коробами сушилках типа «С»
551 Результаты хозяйственных испытаний сушилок С-20 и С-30 на товарных маслосеменах
552 Рекомендации по повышению технического уровня сушилок типа
С» для работы на подсолнечнике
5521 Рекомендации по температурным режимам сушки семян подсолнечника
5522 Предложения по улучшению системы пожаробезопасности эксплуатации шахтных сушилок
ГЛАВА 6 ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ПОДТВЕРЖДЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ
61 Расчетно-эксплуатационное обоснование технологических и конструктивных параметров бункерных сушильных установок
62 Методика экономической оценки эксплуатационных показателей бункерных установок
63 Определение экономической эффективности сушилки С-30 на семенах подсолнечника товарного назначения ф 64 Перспектива усовершенствования технологических линий для послеуборочной обработки семян подсолнечника
Введение:
Предлагаемая диссертационная работа является продолжением исследований, проведенных автором по кандидатской диссертации на тему «Обоснование механико-технологических параметров и разработка поточной бункерной сушилки для семян подсолнечника» [142], защищенной в 1989 году. Необходимость углубления поведенных исследований вызвана несколькими причинами -это увеличенный мировой спрос [189] на маслосемена подсолнечника, отсутствие для производителей четких рекомендаций по сушке семян товарного подсолнечника, отсутствие специальной сушильной техники для семян подсолнечника, накопленный автором на стажировках в США опыт по сушке масличных культур, практически ежегодное (с 1997 г.) увеличение производства подсолнечника и посевных площадей [15, 16, 234] для него в России, которая после Аргентины вышла на втрое место в мире по объему производства товарных маслосемян.
Необходимо отметить и то, что важнейшим процессом в технологии производства маслосемян является сушка, от выполнения которой зависят качество будущего масла и семенного материала. Однако, существующие отечественные сушильные средства не удовлетворяют всем требованиям, так как в них не учитываются особенности семян подсолнечника, которые существенно отличаются от зерна, в частности - это низкая сыпучесть, особенно семян повышенной влажности, малая механическая прочность лузги, повышенная скважность вороха и, что особенно важно, пожароопасность вороха подсолнечника.
Другой особенностью, связанной в целом с сушильной техникой, является то, что в последние годы в России имеет место значительное увеличение количества производителей техники для системы АПК. Так, до 1990 года, разработку этой техники для сельского хозяйства производила одна организация -СКБ по сушилкам завода «Брянсксельмаш», а выпуск ее по документации этой организации осуществляли около 5 предприятий на территории бывшего СССР. В настоящее время (2004 г.) производством сушильной техники, в т.ч. поставляемой в Россию из бывших Союзных республик, занято более 30 предприятий (в республике Беларусь - 3, Украине - 4 и России - 24), официально представляющих свою продукцию на выставках, ярмарках, в различных каталогах и рекламной информации. За последние 10 лет некоторое количество зерносушилок поступило в Россию из-за рубежа (в основном Венгрии и Германии) по бартеру с «Газпромом» РФ. Однако, существенного количественного роста продажи (поставки) сушильной техники селу не происходит. По данным обобщенной экспертной оценки суммарное количество сушилок, смонтированных в системе АПК РФ в 2003 году, не превышает 5% от поставок 1990 года, т.е. 100. 125 штук [44,215, 256].
Сложившиеся экономические условия [59, 115, 231], когда покупательная способность селян на сушильную технику весьма ограничена, перед изготовителями возникает необходимость предлагать ее, помимо сельского хозяйства, предприятиям других отраслей, использующих произведенное сырье для переработки в конечную продукцию (семена, масло). Как правило, эксплуатационные требования к сушильной технике на таких предприятиях более жесткие, чем в сельском хозяйстве. Например, в АПК сезонная нагрузка на данную технику составляет 500 часов (около 20 дней), а в масложировой отрасли при круглосуточной работе до 4. .5 месяцев.
Имеющаяся конкуренция в производстве и разнообразные условия эксплуатации сушильной техники позволяют предположить, что сбытовой успех этой техники будет сопутствовать тем предприятиям, у которых имеется широкая номенклатура и высокий технический уровень продаваемых машин и оборудования. При этом технический уровень по основным термотехнологическим параметрам должен превышать лучшие зарубежные образцы. Другим критерием, определяющим продажу сушильной техники, является ее стоимость. Этот критерий зависит от многих факторов, к которым можно отнести: номенклатуру производства, сезонную загрузку, статус предприятия-производителя или переработчика сельскохозяйственной продукции, финансовые возможности покупателей и т.д.
В этой связи, необходимо отметить, что большинство предприятий изготовителей сушильной техники реализует ее в регионах, где они территориально расположены. Как правило, идея конструкции сушилок принадлежит одному или нескольким специалистам данного региона. В ряде случаев специалисты регионов копируют конструкции сушилок зарубежного исполнения, большей частью США, или предлагают к реализации строительные проекты напольных сушилок (официальных предприятий, рекламирующих данный тип сушилок нами не зафиксировано), которые возводятся силами производителей продукции растениеводства. В настоящее время строительство такого типа сушилок в системе АПК осуществляется в основном по предложениям ВУЗов, региональных НИИ или главных специалистов [98] хозяйств производителей подсолнечника. По нашим данным большая часть напольных сушилок используется при сушке семенного материала.
Анализ механико-технологических параметров серийно выпускаемых сушилок показал, что эти машины предназначены, в основном, для обработки зерновых культур [62, 269, 270]. Недостатками известных шахтных зерносушилок являются низкий влагосъем за один пропуск материала через сушилку, перегрев семян и снижение их качества в зоне контакта с поверхностью подводящих коробов, повышенная пожароопасность и невозможность обработки вороха семян подсолнечника повышенной влажности и засоренности за один проход через шахту. Барабанные зерносушилки, при сушке семян подсолнечника весьма пожароопасны и не позволяют получать однородные по влажности семена, а использование высокотемпературных режимов приводит к снижению посевных качеств семян от перегрева [20,24, 186, 259].
Кроме этого, исследования [39, 63, 69, 108], проведенные по сушке семян подсолнечника, на сушилках шахтного и барабанного типов, топки которых работали на природном газе и лузге, показали, что в последних, т.е. при работе топок на лузге, может иметь место загрязнение семян бенз(А)пирином. При этом отмечается, что увеличение экспозиции сушки приводит к резкому увеличению бенз(А)пирина в семенах подсолнечника. Таким образом, при совершенствовании технологии и технических средств сушки семян подсолнечника, продукция переработки которого является продуктами питания для человека [56], необходимо учитывать условия попадания концерагенных веществ в семена и исключить их образование в процессе сушки.
В середине 80- годов прошлого века, в связи с ростом производства маслосемян, широкое применение для их сушки получили вентилируемые бункера типа БВ (производства «Брянсксельмаш»), оборудованные промышленными теплогенераторами. Распространенность таких сушильных средств объясняется тем, что они просты в обслуживании, надежны в эксплуатации, практически пожаробезопасны, легко очищаемы при переходе на сушку семян другого сорта или культуры. По рекомендациям ВНИМК они применяются также для сушки семян сои и клещевины, сорго и гороха, для которых другие типы сушилок мало пригодны [205, 211, 228, 236]. Бункерные сушильные установки позволяют осуществлять мягкорежимную сушку семян подсолнечника. Однако они имеют низкую производительность и высокую неравномерность сушки, часто приводящую к снижению качества семян. Одной из причин этого является значительная толщина слоя (около 1 м) семян, не позволяющая интенсифицировать процесс сушки [13, 34, 94, 95, 184].
За рубежом [9, 143, 144, 149, 227, 247, 290] нашли широкое распространение для сушки семян подсолнечника сушильные силосы, в которых высушиваемая масса продувается теплоносителем вертикально, через перфорированную поверхность днища снизу вверх. Такие сушильные емкости снабжены системой загрузочно-разгрузочных транспортеров и вертикальными шнеками-ворошилками внутри силоса. Отличительной особенностью таких сушильных средств является значительная продолжительность сушки семян подсолнечника, малая скорость перемещения теплоносителя в слое материала, значительное количество транспортных элементов, соприкасающихся и воздействующих на семена.
Таким образом, отмеченное позволяет заключить, что имеющийся в России опыт производства и эксплуатации сельскохозяйственной сушильной техники в настоящее время и в перспективе не может отвечать многообразию эксплуатационных требований покупателей этой техники. Кроме этого, сложившиеся рыночные отношения и финансовые возможности заказчиков сушильной техники требуют от ее производителей увеличения номенклатуры выпуска и разнообразия комплектации с учетом критериев конкурентоспособности, технологической новизны, пожаробезопасности, экологической чистоты, обеспечения нормативных условий гигиены труда и техники безопасности. В то же время, производимая сушильная техника не отвечает всем технологическим особенностям сушки подсолнечника, как для семенных целей, так и для товарного производства (получение масла) [8, 12, 36, 37, 38, 47, 52, 148, 154, 253, 262, 2563, 280]. В этой связи, решение задач по обоснованию и разработке технологии, конструкции и рекомендаций для сушильной техники, предназначенной для сушки семян подсолнечника, является одной из актуальных задач народного хозяйства. Ее решение может гарантировать снижение потерь семян при послеуборочной обработке и обеспечить качественную сохранность материала.
При этом повышение производительности, снижение неравнохмерности сушки и пожароопасности в сушильных установках, сохранность питательных и посевных качеств семян при минимальных затратах энергии являются важными сопутствующими задачами в решении данной проблемы. Сложность их реализации заключается в методологическом отсутствии расчета требуемых параметров, учитывающих специфические и технологические свойства вороха семян подсолнечника (масличность, сыпучесть и засоренность), которые недостаточно изучены, назначение маслосемян (семенное или товарное), а также в апробации результатов исследований в производственных условиях и отсутствии производства специализированных сушилок для этой культуры.
Данная работа посвящена исследованию и обоснованию технологии сушки семян подсолнечника и разработке технологических и технических предложений по созданию сушильной техники, обеспечивающей работу ее на этой культуре, как в семенном, так и в продовольственном режимах. Конечной целью работы является разработка предложений и рекомендаций для создания специализированной и модернизации известных сушилок для семян подсолнечника. Работа выполнена в Государственном научном учреждении Всероссийский научно-исследовательский институт масличных культур им. B.C. Пус-товойта (ГНУ ВНИИМК).
По результатам исследований, совместно с ВИСХОМОМ (г. Москва) и СКБ по сушилкам (г. Брянск), автором разработаны бункер активного вентилирования, специализированная сушилка СВП-6 и на базе их комплект сушильного отделения. Государственные испытания этой сушильной техники проводил КНИИТиМ (г. Новокубанск) [198], по рекомендациям которого институтом «Гидросельхоззерно» (ныне ОАО «Зернопрект», г. Краснодар), при участии автора, разработано два проекта на семяочистительно-сушильные пункты по послеуборочной обработке маслосемян семенного назначения. Оценку сушки товарных маслосе*мян при участии автора, совместно проводили ЗАО «Агропром-техника» (г. Киров), ВНИИМК, ВИСХОМ и Воронежский Государственный университет на сушилках С-20 и С-30. Результаты испытаний [183] и рекомендации автора позволили отработать режимы сушки маслосемян для этих сушилок и уточнить конструктивные параметры сушильной камеры. По результатам государственных испытаний, проведенным КНИИТиМ [200], сушилки типа «С» были рекомендованы для использования на семенах подсолнечника семенного и товарного назначения в зонах его производства.
Автор выражает глубокую признательность и большую благодарность всем специалистам ВНИИМК, ВИСХОМа, СКБ по сушилкам, ЗАО «Агропром-техника», Воронежскому госуниверситета, КНИИТиМ, хозяйствам товаропроизводителям и их сотрудникам, за помощь и поддержку наших исследований, реализацию их в промышленных образцах и внедрение в эксплуатацию.
