Розроблення комп’ютерно-інтегрованої системи керування температурою в конвеєрній зерносущарці

Abstract

У агропромисловому виробництві, переробної та харчової галузях доводиться стикатися із загальною задачею підвищення збереженості зернової, плодоовочевої та іншої сільськогосподарської продукції, для чого в останні десятиріччя були створені численні технології сушіння різних продуктів. Процес сушіння зерна є одним із найважливіших етапів обробки збіжжя і підготовки його до зберігання. Треба не просто висушити зерно до певної вологості, ще більш важливо – щоб у процесі сушки воно не втратило своїх якісних показників. Сушіння – складний технологічний тепломасообмінний процес, який застосовують задля збереження всіх властивостей речовин у зерні, що можливо за умови дотримання оптимальних параметрів цього процесу. Завдяки сушінню із свіжозібраної зернової маси видаляється вся надлишкова волога і зерно доводиться до сухого стану, що забезпечує подальшу надійну збереженість продукції. Під час сушіння постійно змінюються термодинамічні й теплофізичні властивості зерна, зокрема теплоємність і теплопровідність. Тому необхідно якомога ретельніше дотримуватися рекомендованих режимів сушіння насіння кожної культури залежно від його вологості та цільового призначення. Відомо, що в сухій зерновій масі всі живі компоненти, крім шкідників та комах, перебувають в анабіотичному стані. Зберігання зерна сухим – основний засіб підтримання високої життєдіяльності насіння в зернових партіях усіх культур, а також якості продовольчого зерна протягом тривалого строку зберігання. Усі способи сушіння зерна враховують сорбційні та інші його властивості. Зерно як об'єкт сушіння – це живий організм з капілярно-пористою структурою. Плодові оболонки насіння пронизані каплярами, тому є проникними для пари води. Насінні оболонки й алейроновий шар, навпаки, відносно малопроникні для пари води і за неправильного режиму сушіння можуть бути причиною здуття зерна, спричиненого затримкою видалення водяної пари, яка накопичилась всередині ендосперму. Крім того, зародок містить дуже чутливі до температури водорозчинні білки – альбуміни. При температурі вище 41 – 42 °С білки зародка, наприклад пшениці, денатурують, тобто насіння втрачає схожість. Білки клейковини більш термостійкі, однак температура нагрівання нормальної, міцної і слабкої за пружністю клейковини сильної пшениці не повинна перевищувати відповідно 50, 45 і 55 °С. Застосовують три способи сушіння зерна: теплове, сорбційне (контактне) та механічне (відтискання у центрифугах). Найчастіше практикують теплове сушіння, рідше – сорбційне, а механічне – лише у мийних машинах на борошномельних підприємствах. Під час теплового сушіння рідина перетворюється на пару, на що витрачається теплова енергія. За сорбційного сушіння волога з зерна може видалятися як у пароподібному, так і в рідкому стані, причому цей процес не пов’язаний із використанням додаткового джерела енергії. Серед численних способів теплового сушіння, які різняться за способом передачі теплоти зерну, найпоширеніший конвективний. Суть його полягає в тому, що теплота передається конвекцією від теплоносія, який вбирає вологу, і видаляється в атмосферу. За таким принципом працюють шахтні, рециркуляційні, барабанні, конвеєрні, стрічкові та інші типи сушарок. Зараз підвищуються вимоги до дотримання технологічних параметрів сушіння із одночасною економією енергоносіїв. Це дослідження, спрямоване на вдосконалення технології сушіння зерна за рахунок підвищення ефективності використання електроенергії.