2.4. Автоматизація процесу активного вентилювання зерна

Активне вентилювання зерна застосовують для сушіння' насіннєвого зерна, для тимчасової консервації зерна охо­лодженням та аерації насіння при тривалому зберіганні. Бункер для активного вентилювання (рис. 2.18) має зов­нішній і внутрішній циліндри з перфораціями. Простір між циліндрами заповнюється зерновою масою. У внутрішній циліндр вентилятором подається агент сушіння, який про­ходить через теплообмінник. Для створення підпору у вну­трішньому циліндрі розташований поршень, який встанов­люється відповідно до рівня зерна в бункері. Така схема реалізована у вітчизняному устаткуванні для активного вентилювання БВ-25, БА-40 та бункерах фірми «Пектус».

Активне вентилювання — це різновид конвективного способу сушіння. Особливість такого способу полягає в досить низьких температурах агенту сушіння, що не при­зводить до теплового травмування зерна. При цьому не-

2.18. Схема бункера активно­го вентилювання:

1 — корпус бункера: 2 — зерно; З — поршень; 4 — внутрішній ци­ліндр; 5 — шиберна заслінка; 6 — теплообмінник; 7 — вентилятор

рухомий достатньо тов­стий шар зерна продува­ється потоком повітря, який поглинає вологу з зерна доти, поки не на­стане гігроскопічна рів­новага зерна та повітря Наприклад, при температурі 20 °С вологості зерна 14% відповідає відносна вологість повітря 65 %.

Обладнання для активного вентилювання зерна може функціонувати залежно від ефективності процесу сушіння трьома способами.

Перший спосіб полягає в продуванні звичайного по­вітря навколишнього середовища через шар зерна. При такому процесі висушування можливе тільки тоді, коли середня відносна вологість повітря за час сушіння нижча за необхідну зрівноважену вологість зерна. Для більшос­ті районів України під час збирання врожаю ці умови не виконуються, тому здійснюють періодичні включення бункерів лише у денні часи, коли температура і воло­гість повітря відповідають необхідним режимним парамет­рам. У цьому випадку тривалість сушіння значно збільшу­ється. Відомо, що зберігання вологого зерна досить обме­жене. Наприклад, при зберіганні зерна вологістю понад 18 % протягом 6—8 діб починається його псування. Ось чо­му такий спосіб функціонування обладнання для активно­го вентилювання зерна не знаходить широкого застосу­вання.

Другий спосіб полягає у використанні устаткування для вентилювання як сушарок періодичної дії. Агент сушіння попередньо підігрівають до 45—50 °С. У цьому випадку відносна вологість повітря, що продувається, становить 15—ЗО %, що відповідає 5—8 % зрівноваженої вологості зерна. Оскільки процес сушіння завершується тоді, коли заданого значення вологості досягають шари зерна, розта­шовані біля зовнішнього циліндра, зерно, що знаходиться при вході повітря до сушарки дуже пересушується. Так, при висушуванні зерна початковою вологістю 25 % нерів­номірність вологості становить 12 %, а шари зерна, що прилягають до * внутрішнього циліндра, висушуються до
вологості 3—4 %. Тому для підвищення рівномірності су­шіння зерна його необхідно перемішувати під час сушіння. Це здійснюється шляхом пересипання зерна з одного бун­кера в інший один-два рази за період сушіння залежно від. початкової вологості зерна.

Найдоцільнішим способом сушіння активним вентилю­ванням є такий, що дозволяє продувати шар зерна повіт­рям з відносною вологістю, яка відповідає, або трохи нижча за зрівноважену вологість зерна. Відомо, що нагрі­вання повітря на 1 °С знижує його відносну вологість при­близно на 5 %, то достатньо нагріти повітря навіть воло­гістю 100% на 7 °С, щоб вологість агрегата сушіння становила 65 %• При такому способі функціонування облад­нання для активного вентилювання зерна нерівномірність сушіння майже відсутня, а тривалість сушіння не досягає допустимих строків зберіганя вологого зерна.

Таким чином, раціональне управління сушаркою поля­гає в тому, щоб забезпечити стабілізацію відносної воло­гості агента сушіння на рівні зрівноваженої кінцевої воло­гості зерна. Це складне завдання в зв’язку із значними змі­нами навіть добової вологості повітря. Наприклад, серед­ня відносна вологість в Україні (центральні райони) у серпні — вересні дорівнює 73% з середньо-квадратичним відхиленням 10—11 %. Аналіз статистичних характеристик випадкового процесу зміни вологості показує, що системі,, яка керує процесом, достатньо здійснювати контроль во­логості приблизно два рази на годину. Така частота опиту­вання датчиків збурень вимагає технічних засобів для знят­тя інформації та керування процесом підтримання заданої" вологості повітря, що подається до сушарки.

Принципова схема регулятора відносної вологості аген­та сушіння в устаткуванні для активного вентилювання зерна показана на рис. 2.19.

Вимірювання вологості зовнішнього повітря здійсню­ється за допомогою напівпровідникового вологочутливого опору-гігристора /?_г. Гігристор зашунтований опором і включений до мостової схеми електронного моста, плечами якого є резистори а також опір реохорда /?_р. Кон­

такти 5(31—5(^3 трипозиційного пристрою моста, що на­строюються на задані значення відносної вологості повітря срі...фз, через проміжні реле К1—КЗ управляють включен­ням магнітних пускачів 1ЕК1—1ЕКЗ трьох секцій підігрі­вання повітря в бункерах.

Принцип дії регулятора такий. При підвищенні віднос­ної вологості зовнішнього повітря до значення ф_Ь замика­ється контакт 5(3 і спрацьовує реле /СІ, яке своїми контак-

тами підключає до мережі живлення контактом 1І(М1 ко­тушку магнітного пускача 1ЕК1 першої секції нагрівників. При подальшому підвищенні відносної вологості зовніш­нього повітря до ф₂ замикаються контакти 5(22 (при ф₃ — замикаються 5фЗ), відповідно спрацьовують контакти /С2 та 7(3 і підключаються наступні секції нагрівників. При цьому, коли спрацьовують контакти /СІ та Л'З загоряються сигнальні лампочки НЬ\—НЬЗ, які показують оператору кількість включених секцій. При зниженні вологості анало­гічно відбувається відключення секцій підігрівання повітря.

У схемі передбачене блокування на включення секцій при невключених вентиляторах, що здійснюється блоккон- тактами 1К)М, відповідного магнітного пускача двигуна вентилятора. Перемикач 5Л1 призначений для перемикан­ня управління секціями підігрівання з автоматичного на ручний і, навпаки. Поточне значення відносної вологості повітря фіксується стрілкою електронного моста. Ця ін­формація дозволяє оператору своєчасно включати і від­ключати регулятор, оскільки він працює лише на понижен­ня вологості.