УДК 631.365:001.8
ДОСЛІДЖЕННЯ ЯКОСТІ СУШІННЯ ЗЕРНА КУКУРУДЗИ СУШАРКОЮ МОДЕЛІ STELA AGRODRY MDB-XN 4/15-SU В ЖОРСТКОМУ РЕЖИМІИ
Новохацький М., канд. с.-г. наук, доц., https://orcid.org/0000-0003-3635-1761
Занько М., канд. техн. наук, ст. наук. співроб., https://orcid.org/0000-0001-8964-0706
Шустік Л., канд. техн. наук, ст.. наук. спів роб., https://orcid.org/0000-0003-2413-935X,
E-mail: shustik@ukr.net
Гайдай Т., канд. техн. наук, https://orcid.org/0000-0001-9141-4820
УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого
Анотація
Мета досліджень: визначення зміни вмісту вологи та її випаровування із зерна кукурудзи в процесі сушіння в жорсткому режимі зерносушарки шахтного типу Stela Agro Dry MDB-XN 4/15-SU.
Методи і матеріали. Дослідження процесу сушіння, вмісту та випаровування вологи із зерна кукурудзи, проведені за результатами експериментальних досліджень якості функціювання зерносушарки Stela Agro Dry MDB-XN 4/15-SU. Сушарка встановлена на відкритому майданчику зернового елеватора. Теплоагент з температурою +110 °С формувався газовим плоским пальником «Roses & Wayler». Процес подачі теплоагента в шахту сушарки був стабільний та однорідний. Сушіння проводилось у безперервному жорсткому режимі, тобто значному зниженні вологи з 35 % до 13,5 % за один прохід через зерносушарку. Її продуктивність за таких умов становила 60 т/год. Час проходження зерна через сушарку від моменту завантаження до вивантаження становив 5 годин. Вологість зерна в потоці по висоті шахти вимірювався датчиками вологості сушарки. Виміряні дані реєструвалися та відображалися як цифрові результати вимірювання.
Оцінку якості зерна виконано візуально – органолептичним методом. Для аналізу вмісту та випаровування вологи в зерні кукурудзи залежно від часу сушіння способом моделюванням побудовані графічні залежності.
Результати. За результатами однофакторних експериментальних досліджень отримано статистичні дані вмісту вологи в зерні кукурудзи та під час її випаровування впродовж часу сушіння – 5 годин. Відповідно до них побудовано графіки зміни вмісту та випаровування вологи в процесі сушіння зерна. Результати свідчать, що на початку сушіння та за значної початкової вологості зерна (35 %) сушарка за одну годину знижує вологість до 7 %. На завершальному етапі сушіння, коли вологість зерна близька до кондиційної (наприклад, 15,5 % чи 13,5 %) зменшення вологи за годину сушіння становить всього 1 %. Загалом же за один прохід через сушарку вологість зерна зменшилася на 21,5 %. Такий режим сушіння зерна за один прохід зерна через сушарку характеризується як жорсткий. Органолептична оцінка свідчить, що незважаючи на такий жорсткий режим сушіння зерно зберегло всі вихідні показники, які характеризують його високу якість. Цього досягнуто завдяки здатності сушарки цього конструкційного виконання відбирати із зерна на заключному етапі сушіння незначну кількість вологи – всього 3-2 % за 1 годину сушіння.
Аналіз результатів досліджень показує, що з початком сушіння вміст вологи в зерні зменшується. За тривалості сушіння до 3 годин спостерігається інтенсивний вихід вологи через оболонку зерна: віддача вологи зерном за 1 годину сушіння значна та інтенсивна і становить від 7 % до 4 %. Вміст вологи в зерні за такого режиму сушіння в цей період значно зменшився: від 35 % до 18,5 %. Подальше зменшення вмісту вологи в зерні, в процесі його переміщення по сушильних та охолоджувальних секціях, щадніше і спостерігається на рівні 2 %. Вологість зерна за таких умов сушіння зменшилась від 18,5 % до регламентованої для зберігання 13,5 %.
Інтенсивніше випаровування води із зерна в процесі сушіння сушарка забезпечує на початку сушіння – 1,5 %, і щадніше – 1 % на завершальній стадії сушіння.
Для порівняння ефективності сушіння шахтних сушарок виробництва різних фірм необхідно розділити їхній об'єм на продуктивність, звідки отримаємо час проходження зерна через сушарку. У випадку сушіння зерна з 35 % до 13,5 % та проходження ним сушарки Stela Agro Dry MDB-XN 4/15-SU і для зменшення вологи потрібно 317 т : 60 т/год = 5 год. У сушарок інших фірм за такої місткості і за такого розрахунку виходить близько 3 годин. Здавалось би, що ці сушарки працюють продуктивніше і в такому ж температурному режимі сушіння зменшує вологу набагато швидше. Втім, це не так, адже такий прискорений режим негативно позначається на якості зерна, яке сушиться, бо зерно за такого інтенсивного позбавлення вологи тріскається. Зерно, висушене в сушарці Stela AgroDry MDB-XN 4/15-SU, показує відсутність тріщин в зерні та свідчить про здатність сушарки до щадного сушіння.
Висновки. Зернова сушарка шахтного типу Stela AgroDry MDB-XN 4/15-SU відповідно до конструкції та прийнятого технологічного режиму роботи забезпечує жорсткий режим сушіння зерна кукурудзи зі стартовою вологістю 35 % – інтенсивне зменшення вмісту і випаровування вологи в початковий період сушіння та подальший щадний режим зняття вологи (на рівні 2 %) до остаточної вологості зерна 13,5 % за одноразовий прохід зерна через сушарку. Якість висушеного зерна – відсутність механічного пошкодження зерна, властивого для такого режиму сушіння сушарками шахтного типу, забезпечується.
Ключові слова. Сушіння зерна, зерносушарка, режим сушіння, вміст вологи в зерні, випаровування води, віддача вологи зерном.
ИССЛЕДОВАНИЕ КАЧЕСТВА СУШЕНИЯ ЗЕРНА КУКУРУДЗЫ СУШИЛКОЙ МОДЕЛИ STELA AGRO DRY MDB-XN 4/15-SU В ЖЁСТКОМ РЕЖИМЕ
Новохацкий Н., канд. с.-х. наук, доцент, https://orcid.org/0000-0003-3635-1761,
Занько Н., канд. техн. наук, ст. наук. сотрудн., https://orcid.org/0000-0001-8964-0706),
Шустик Л., канд. техн. наук, ст. науч. сотрудн., e-mail: shustik@ukr.net, https://orcid.org/0000-0003-2413-935X,
Гайдай Т., канд. техн. наук, https://orcid.org/0000-0001-9141-4820, УкрНИИПИТ им. Л. Погорелого
Аннотация.
Цель исследований: оценка процесса и качества сушки зерна кукурузы в жёстком режиме зерносушилки шахтного типа Stela Agro Dry MDB-XN 4/15-SU.
Методы и материалы Исследования процесса сушки, содержания и испарения влаги из зерна кукурузы проведены по результатам экспериментальных исследований качества функционирования зерносушилки Stela Agro Dry MDB-XN 4/15-SU. Сушилка находилась на открытой площадке зернового элеватора. Формирование теплоагента с температурой +110 °С осуществлялось газовой плоской горелкой «Roses & Wayler». Процесс подачи теплоагента в шахту сушилки был стабилен и однороден. Сушка проводилась в непрерывном жёстком режиме: значительное снижение влаги – с 35 % до 13,5 % за один проход через зерносушилку. Ее производительность в этих условиях составила 60 т/час. Время прохождения зерна через сушилку от момента погрузки до выгрузки составило 5 часов. Измерение влажности зерна в потоке по высоте шахты осуществлялось с помощью датчиков влажности сушилки. Измеренные данные регистрировались и отображались как цифровые результаты измерений. Оценка качества зерна выполнена визуально – органолептическим методом. Для анализа содержания и испарения воды в зерне кукурузы в зависимости от времени сушки построены графические зависимости методом моделирования.
Результаты. По результатам однофакторных экспериментальных исследований получены статистические данные содержания влаги в зерне кукурузы и при ее испарении в течение времени сушки – 5 часов. В соответствии с ними построены графики изменения содержания и испарения влаги в процессе сушки зерна. Результаты свидетельствуют, что в начале сушки и при значительной начальной влажности зерна (35 %) сушилка за один час снижает влажность до 7 %. На завершающем этапе сушки, когда влажность зерна близка к кондиционной (например, 15,5 % или 13,5 %), уменьшение влаги за час сушки составляет всего 1 %. В целом же за один проход через сушилку влажность зерна уменьшилась на 21,5 %. Такой режим сушки зерна за один проход зерна через сушилку характеризуется как «жёсткий». Органолептическая оценка свидетельствует, что несмотря на такой жёсткий режим сушки зерно сохранило все исходные показатели, характеризующие его высокое качество. Это достигнуто благодаря способности сушилки уменьшать на заключительном этапе сушки незначительное количество влаги – всего 3-2 % за 1 час.
Анализ результатов исследований показывает, что с началом сушки содержание влаги в зерне уменьшается. При продолжительности сушки до 3 часов наблюдается интенсивный выход влаги через оболочку зерна: отдача влаги зерном за 1 час сушки значительна и интенсивна и составляет от 7 до 4 %. Содержание влаги в зерне при таком режиме сушки в этот период значительно уменьшилось: от 35 % до 18,5 %. Дальнейшее уменьшение содержания влаги в зерне, в процессе его перемещения по сушильным и охлаждающим секциям, более щадящее и наблюдается на уровне 2 %. Влажность зерна в таких условиях сушки уменьшилась от 18,5 % до регламентированной для хранения 13,5 %. Более интенсивное испарение воды из зерна в процессе сушки сушилка обеспечивает в начале сушки – 1,5 %, и более щадящее – 1 % на завершающей стадии сушки.
Для сравнения эффективности сушки шахтных сушилок производства разных фирм необходимо разделить их объём на производительность, откуда получим время прохождения зерна через сушилку. В случае сушки зерна с 35 % до 13,5 % и прохождения им сушилки Stela Agro Dry MDB-XN 4/15-SU для уменьшения влаги требуется: 317 т : 60 т/ч = 5 часов. У сушилок других фирм при такой ёмкости и при таком расчете выходит около 3 часов. Казалось бы, что эти сушилки работают более продуктивно и в таком же температурном режиме сушки уменьшают влагу гораздо быстрее. Впрочем, это не так, ведь такой ускоренный режим негативно сказывается на качестве сушеного зерна, потому что зерно при таком интенсивном лишении влаги трескается. Зерно, высушенное в сушилке Stela AgroDry MDB-XN 4/15-SU, показывает отсутствие трещин в зерне и свидетельствует о способности сушилки к щадящей сушке.
Выводы. Зерновая сушилка шахтного типа Stela AgroDry MDB-XN 4/15-SU в соответствии с конструкцией и принятым технологическим режимом работы обеспечивает жёсткий режим сушки зерна кукурузы со стартовой влажностью 35 % – интенсивное уменьшение содержания и испарение влаги в начальный период сушки и последующий щадящий режим снятия влаги. (на уровне 2 %) до окончательной влажности зерна 13,5 % за однократный проход зерна через сушилку. Качество высушенного зерна – отсутствие механического повреждения зерна, свойственного такому режиму сушки сушилками шахтного типа, обеспечивается.
Ключевые слова. Сушка зерна, зерносушилка, режим сушки, содержание влаги в зерне, испарение воды, отдача влаги зерном.
RESEARCH QUALITY DRYING OF CORN GRAIN DRYER MODEL STELA AGRODRY MDB-XN 4/15-SU
IN HARD MODE
Novokhatsky M., Ph. D. Agr. Scs, Associate Professor, https://orcid.org/0000-0003-3635-1761,
Zanko M., Ph. D. Tech. Scs, Art. Science. collaborator, https://orcid.org/0000-0001-8964-0706),
Shustik L., Ph. D. Tech. Scs, Art. singing work, e-mail: shustik@ukr.net, https://orcid.org/0000-0003-2413-935X,
Gaidai T., Ph. D. Tech. Scs, https://orcid.org/0000-0001-9141-4820,
L. Pohorilyy UkrNDIPVT
Annotation.
The purpose of research: to determine the change in the content and evaporation of moisture in the grain of corn in the process of drying in the hard mode of the grain dryer of the mine type Stela Agro Dry MDB-XN 4/15-SU.
Methods and materials. Studies of the process of drying, content and evaporation of moisture from corn grain were carried out based on the results of experimental studies of the quality of functioning of the grain dryer Stela Agro Dry MDB-XN 4/15-SU. The dryer was located on the open area of the grain elevator. The formation of the heating agent with a temperature of +110 °C was carried out with the participation of a gas flat burner "Roses & Wayler". The process of supplying the coolant to the dryer shaft was stable and homogeneous. Drying was carried out in a continuous rigid mode: a significant reduction in moisture - from 35 % to 13.5 % in one pass through the grain dryer. Its productivity under such conditions was 60 t / h. The time of passage of grain through the dryer - from loading to unloading was 5 hours. Measurement of grain moisture in the stream, along the height of the mine, was carried out using the humidity sensors of the dryer. The measured data were recorded and displayed as digital measurement results.
Assessment of grain quality was performed visually - organoleptic method. To analyze the content and evaporation of moisture in the corn grain, depending on the drying time, graphical dependences are built by modeling.
Results. According to the results of one-factor experimental studies, statistical data were obtained on the moisture content of corn grain and during its evaporation during the drying time - 5 hours. In accordance with them, graphs of changes in the content and evaporation of moisture during the drying of grain. The results show that at the beginning of drying and at a significant initial grain moisture (35 %), the dryer reduces the humidity to 7 % in one hour. At the final stage of drying, when the grain moisture is close to the condition (for example, 15.5 % or 13.5 %), the decrease in moisture per hour of drying is only 1 %. In general, grain moisture decreased by 21.5 % in one pass through the dryer. This mode of drying grain in one pass of the grain through the dryer is characterized as rigid. Organoleptic evaluation shows that despite this - a strict regime of drying the grain has retained all the initial indicators that characterize its high quality. This is achieved due to the ability of the dryer to reduce a small amount of moisture at the final stage of drying - only 3-2 % for 1 hour of drying.
Analysis of the research results shows that with the beginning of drying the moisture content in the grain decreases. For the duration of drying up to 3 hours there is an intensive release of moisture through the shell of the grain: the return of moisture by the grain for 1 hour of drying is significant and intense and ranges from 7 % to 4 %. The moisture content in the grain under this mode of drying during this period decreased significantly: from 35 % to 18.5 %. Further reduction of the moisture content in the grain, in the process of its movement through the drying and cooling sections, is more gentle and is observed at the level of 2 %. Grain moisture under such drying conditions decreased from 18.5 % to 13.5 % regulated for storage. More intensive evaporation of water from the grain in the drying process, the dryer provides at the beginning of drying – 1.5 %, and more gentle – 1 % at the final stage of drying.
To compare the drying efficiency of mine dryers produced by different companies, it is necessary to divide their volume by productivity, where we get the time of passage of grain through the dryer. In the case of drying grain from 35 % to 13.5 % and passing it Stela Agro Dry MDB-XN 4/15-SU and to reduce moisture requires: 317 t: 60 t / h = 5 hours. The dryers of other companies with such a capacity and such a calculation takes about 3 hours. It would seem that these dryers work more productively and in the same drying temperature reduce moisture much faster. However, this is not the case, because such an accelerated regime has a negative effect on the quality of the grain being dried, because the grain cracks with such an intensive deprivation of moisture. The grain dried in the Stela AgroDry MDB-XN 4/15-SU dryer shows the absence of cracks in the grain and testifies to the dryer's ability to dry gently.
Conclusions. Grain dryer of the Stela AgroDry MDB-XN 4/15-SU mine type according to a design and the accepted technological mode of work provides a rigid mode of drying of corn grain with starting humidity of 35% - intensive reduction of content and evaporation of moisture in the initial period of drying and the subsequent gentle mode of removal of moisture. (at the level of 2%) to the final grain moisture of 13,5 % for a single passage of grain through the dryer. The quality of dried grain - the absence of mechanical damage to the grain, inherent in this mode of drying dryers mine type, is provided.
Key words. Grain drying, grain dryer, drying mode, grain moisture content, water evaporation, grain moisture recovery.