Способы сушки зерна.

Сушка материалов базируется на двух основных принципах: удаление влаги из материала в виде жидкости и превращение жидкости в пар.

Первый принцип обезвоживания характерен для механического (фильтрация, прессование, центрифугирование) и сорбционного (смешивание с влагопоглощающими веществами) способов сушки.

Второй принцип обезвоживания (тепловая сушка) заключается в подводе теплоты к материалу для испарения влаги. В зависимости от способа подачи теплоты различают конвективный, кондуктивный (контактный), излучение (лучистой энергией), электрический (токами высокой частоты) и молекулярный (сублимацией).

Механический способ. Обезвоживание применяют в том случае, когда в веществе есть свободная влага. Ее удаляют прессованием (при выделении соков из плодов и ягод) и центрифугированием (при сушке древесины и зерна, намоченного дождем, после влажного обеззараживания или сортирования по удельному весу в жидкости).

Сорбционный способ. Влажный материал смешивают с влагопоглотителем (силикагелем, хлористым кальцием, опилками и т.д.) и выдерживают до выравнивания влажности. Влагопоглотитель выбирают с таким расчетом, чтобы его впоследствии можно было легко отделить от высушиваемого материала. Для сушки влажное зерно смешивают с более сухим. Например, влажные семена бобовых культур смешивают с сухим овсом или ячменем. Такую сушку применяют для семян бобовых, которые начинают трескаться уже при нагреве до 27 °С. При та-кой сушке не требуется расхода теплоты на нагрев и сохраняется качество семян. Однако процесс протекает очень медленно (одну-две недели) и при этом необходимы дополнительные складские помещения, выделение и сушка влагопоглотителя.

Конвективный способ. Теплота, необходимая для нагрева высушиваемого материала (зерно, растения) и испарения из него влаги, передается ему конвекцией от движущегося нагретого воздуха или его смеси с топочными газами (агента сушки). Последний не только передает теплоту материалу, но также поглощает и уносит испаренную из него влагу.

Кондуктивный (контактный) способ. Высушиваемый материал соприкасается с нагретой поверхностью, получает от нее теплоту путем кондукции (теплопроводности). Для такой сушки характерны большой расход топлива и неравномерный нагрев зернового материала, расположенного на разном уровне от нагретой поверхности.

Излучение. Поток теплоты подводится к высушиваемому материалу в виде лучистой энергии (солнечными или инфракрасными лучами). Благоприятные условия для естественной сушки — ясная погода и ветер. Сушку организуют рядом со складскими помещениями на уплотненном грунте или площадке с искусственным покрытием. Зерно рассыпают слоем 10-15 см и на его поверхности делают бороздки в направлении ветра.

При сушке инфракрасными лучами, излучаемыми генераторами (специальными электролампами, керамическими и металлическими панелями, нагреваемыми электротоком или газом), требуется высокое напряжение теплового потока, возникающего на поверхности облучаемого материала (в 30-70 раз большее, чем при конвективной сушке). У сушилок, работающих по такому принципу, низкий КПД и значительный расход энергии.

Сублимация. Молекулярную сушку проводят в условиях глубокого вакуума. Процесс протекает так, что вначале теплота, необходимая для испарения влаги, отнимается от высушиваемого материала. В результате его температура значительно снижается, а оставшаяся влага самозамораживается и выходит на поверхность в виде кристалликов льда. В дальнейшем, при под-воде теплоты извне, лед, минуя жидкую фазу, превращается в водяные пары. Молекулярная структура материала полностью сохраняется.

Такую сушку применяют в тех случаях, когда требуется сохранить первоначальные свойства продукта (объем, цвет, вкус и запах). Резкое снижение гигроскопичности обеспечивает длительное хранение, а почти полное сохранение объема (усадка всего лишь 3-4%) и высокая пористость высушенного ма-териала обусловливают восстановление его первоначальных свойств при оводнении. Таким способом сушат фрукты и овощи. Производительность сушилок низкая. Сложность оборудования и высокая стоимость сушки сдерживают ее распространение.

Электрический способ. Сушка токами высокой частоты (ТВЧ) основана на том, что молекулы объекта, помещенного в поле ТВЧ между двумя пластинами (обкладками конденсатора), поляризуются и приводятся в колебательное движе-ние. Влага, выделившаяся в результате нагрева, испаряется и удаляется вместе с поглотившим ее воздухом. Несмотря на ряд преимуществ (быстрый и равномерный нагрев материала и высокая интенсивность сушки), сушка в поле ТВЧ не находит широкого применения вследствие большого расхода электрической энергии (свыше 3 кВт/ч на 1 кг испаренной влаги).

В сельскохозяйственном производстве широко распространены конвективный и контактный способы сушки.

Зерносушилки, агрегаты и комплексы для послеуборочной обработки зерна.