Стандартные методы сушки проб зерна, принятые в России

Стандартные методы сушки проб зерна, принятые в России

В России в качестве стандартного метода определения влажности зерна принята воздушно-тепловая сушка в сушильных шкафах. Это лабораторное оборудование для элеватора. Допускается применение сушильных шкафов других конст­рукций, снабженных устройствами для принудительной вен­тиляции воздуха, регулирования и стабилизации его темпе­ратуры (точность поддержания ее на заданном уровне долж­на составлять ± 2°С). В ГОСТ 13586.5-93 «Зерно. Метод оп­ределения влажности» дано подробное описание всех опе­раций по определению влажности материала этим методом и приведены правила обработки результатов измерений. Этот метод обеспечивает сравнительно высокую точность опре­деления влажности материала (±0,5%), однако обусловлива­ет большую длительность процедуры измерений. Поэтому при необходимости экспресс-контроля за состоянием об­рабатываемого материала используют электрические влаго­меры, основанные на измерении электрической проводимо­сти (кондуктометрические) и диэлектрической проницаемости материала (диэлькометрические). Преимущественное ис­пользование имеют диэлькометрические влагомеры. Точ­ность определения влажности зерна влагомерами (как кондуктометрическими, так и диэлькометрическими) ниже, чем при использовании для этой цели сушильных шкафов. Это обусловлено тем, что электрические параметры зерновой массы зависят не только от влажности, но и от физико-механических свойств сырья, его химического состава, температуры, засоренности, характера распределения влаги в зерновке и др.

Зависимость электрических свойств зернового материала от характера распределения влаги внутри зерновки обуслов­ливает значительные ошибки при определении его влажности в процессе сушки. Выравнивание влажности внутри зер­новки после сушки может происходить в течение нескольких часов. По мере перемещения влаги от центра зерновки к пе­риферии изменяются показатели физико-механических свойств материала, а также его электрические свойства. По­этому влагомеры, в которых используются датчики со сво­бодной засыпкой зерновой пробы (без размола и сжатия), дают дополнительную ошибку при замере влажности мате­риала сразу же после сушки в сушилке.

Информация о современных портативных влагомерах, которые предназначены для измерения влажно­сти зерна и семян при настройке и регулировании режимов работы сушильных установок, формировании партий зерно­вого вороха перед сушкой и т.п. — здесь. Время измерения влажности зерна этими влагомерами около 1 мин.

Равновесная влажность.
Равновесная влажность мате­риала характеризует его гигроскопические свойства, т.е. спо­собность поглощать и отдавать влагу. Эта способность зависит не только от химического состава и структуры материала, но и от параметров окружающей среды — воздуха. К числу важней­ших параметров влажного воздуха относят его давление, абсо­лютную и относительную влажность, влагосодержание.

 

Относительная влажность  характеризует способность воздуха насыщаться влагой. Чем выше абсолютная влажность воздуха, тем больше его относительная влажность (дли данной температуры). При нагревании влажного воздуха относительная влажность уменьшается и повышается его способность поглощать водяные пары. Наоборот, понижение температуры влажного воздуха приводит к увеличению его относительной влажности, которая при определенной температуре может достигнуть 100% (насыщенный воздух). Даль­нейшее понижение температуры обусловливает конденса­цию части водяных паров, т.е. осаждение их в виде мель­чайших капель. Температуру влажного воздуха, при которой он достигает полного насыщения ( = 100%), называют точ­кой росы. Относительную влажность воздуха определяют с помощью прибора — психрометра.

Важнейший параметр влажного воздуха — влагосодержание, т.е. количество водяного пара (в граммах), содержащее­ся во влажном воздухе, отнесенное к 1 кг сухого воздуха (г/кг сух.возд.). Наибольшее влагосодержание воздух имеет при полном его насыщении dH. Разность между влагосодержанием насыщенного и ненасыщенного воздуха (dH — d) при определенных температуре и давлении называют влагоемкостью. Чем меньше относительная влажность воздуха при постоянной температуре, тем меньше влагосодержание, а следовательно, больше влагоемкость.

Между гигроскопическим материалом и окружающей воз­душной средой происходит влагообмен. Влага в виде пара может перемещаться в двух направлениях: от материала к воздуху (сушка) и от воздуха к материалу (увлажнение). Если давление водяного пара у поверхности материала Рм больше давления водяного пара в воздухе Рпм > Рп), то будет про­исходить сушка материала (давление водяного пара у поверх­ности материала тем больше, чем выше влажность и темпе­ратура материала). Если давление водяного пара у поверхно­сти материала меньше давления водяного пара в воздухе (Рм < Рп). то материал будет увлажняться. При том и другом процессе влагообмен прекратится, когда Рп и Рм становятся равными. В этом случае наступает состояние гигроскопического равновесия. Влажность материала, соответствующую этому состоянию равновесия, называют равновесной (Wp).

Если определить равновесную влажность материала при одной и той же температуре, но различной относительной влажности воздуха  и на основании опытных данных по­строить график в координатах Wp и , то получится кривая равновесной влажности данного материала, называемая изотермой сорбции или десорбции, в зависимости от способа достижения равновесия (рис. 1.1). Кривая Wp (), как прави­ло, имеет S-образную форму. Как видно из рисунка, изотерма сорбции располагается ниже, чем изотерма десорбции, и это несовпадение изотерм называют «сорбционным гистерези­сом». Наибольшее расхождение между изотермами сорбции и десорбции — на участке с относительной влажностью воз­духа 10-50%. Максимальная величина гистерезиса 1,5-1,8%.

На величину равновесной влажности материала влияет также температура воздуха. Для решения практических во­просов можно допустить, что при повышении температуры на 10 °С и постоянной относительной влажности воздуха равно­весная влажность зерна уменьшается на 0,5-0,7%.

Известны многочисленные данные по равновесной влаж­ности зерна различных сельскохозяйственных культур, пред­назначенные для обоснования режимов его активного венти­лирования, сушки и хранения. При использовании этих дан­ных необходимо учитывать методы их получения (статиче­ский, динамический) и способы достижения равновесия (сорбция, десорбция). Например, для установления конечной влажности материала после сушки необходимо использовать данные его равновесной влажности, полученные в процессе сорбции (из изотерм сорбции): конечная влажность не долж­на быть ниже равновесной, соответствующей условиям дальнейшего хранения материала. Иначе при хранении ма­териал будет сорбировать из воздуха водяные пары до тех пор, пока не наступит состояние равновесия (пересушка при этом приведет к ненужным энергетическим затратам).

Это важно! Сушить необходимо не наобум, а исходя из довольно-таки значительного количества исходных данных, собранных и обработанных непосредственно на производстве. Наличие специалистов, способных произвести сбор исходных данных и предварительный расчет ( в приближении хотя-бы) — это показатель компетентности зернопроизводителя.

Для решения практических вопросов по выбору различных режимов вентилирования и хранения зерна можно использо­вать значения Wp, полученные в процессе сорбции и десорб­ции.

… продолжение следует …