183858. lajstromszámú szabadalom • Adapter meleg levegővel működő, szemcsés anyagot főként szemes terményt szállító berendezéshez, a hőenergia jobb kihasználására
1 183 858 2 A találmány tárgya a hagyományos terményszárítókhoz kapcsolható hulladékhőt visszavezető adapter, amely különböző mezőgazdasági szemes termények energiatakarékos szárítására alkalmas, amely lehetővé teszi a munka minőségi és üzembiztonsági paramétereinek javítását, valamint megakadályozza a környezet szennyeződését és csökkenti a tűzveszélyt. Ismeretes tény, hogy a mezőgazdasági munkák közül az egyik legfontosabb és legenergia-igényesebb szakasza a betakarított termékek tárolás előtti szárítása. Általános törekvés volt, hogy a szárítási műveletet az időjárástól függetleníteni tudják, hogy a biztonságos tárolás feltételei kielégíthetők legyenek. E törekvések eredményeként számtalan szárítási eljárás és berendezés valósult meg, és váltak ismeretessé, ilyen pl. a torony-, a kamrás, vagy az alagútrendszert szárítóberendezések. Ezek fő hátrányai a nagy energiaszükséglet, a környezetszennyeződés, a tűzveszély, valamint a szárítási idő elhúzódása. Ez utóbbit nem lehet korlátlanul a forró levegő vagy gázok hőmérséklet emelésével meggyorsítani, mert ha túlságosan meleg közeggel történik a szárítás, akkor a szárítandó termékek felülete erősen felmelegszik, és keményítő csirizesedés jön létre, a felületén pedig kéreg képződik, amely a további szárítást akadályozza. A mezőgazdasági szemestermény-szárítók alapvető funkciója a termény természetes nedvességtartalmának oly mértékű csökkentése, hogy a biztonságos tárolás feltételei ezáltal kielégítőek legyenek. A biológiai anyagok, így a szemes termények is a vizet kétféle módon: kapilláris és molekuláris adszorpció útján tárolják. A kétféle módon kötött víz leadási sebessége jelentős mértékben eltér. A mezőgazdasági szemestermény-szárítók a vízelvonást konvekció útján valósítják meg, melynek lényege, hogy gravitációs módon (toronyszárítók), vagy kaparólapos kényszertovábbítással (tálcás szárítók) mozgatott terményt 100—120 °C hőmérsékletre felhevített levegővel átfújva szárítják. A felhevített levegő egy része konvektiv átadás következtében a termény nedvességtartalmát elpárologtatja. A levegő mint szállító közeg a hőt a terményhez továbbítja, az elpárologtatott vizet pedig gőz formájában felvéve elszállítja. A különböző elven működő konvektiv terményszárítók 1 kg tömegű vizet 4800—5600 kJ/kg hőenergia felhasználásával tudnak elpárologtatni, szemben a szabad folyadékfelületről történő párolgás kb. 2700 kJ/kg hőenergia felhasználásával. A megközelítően kétszeres energiafelhasználás okai a következők; 1. a szárító felületéről a külső környezetnek átadott hőmennyiség, 2. a termény felmelegítésére szolgáló hőmennyiség, 3. és a nedvesség termény csökkenő vízleadási készségéből adódó veszteség, amely a szárítóközeg kihasználatlanságát, alacsony telítettségét okozza. A fenti szempontok figyelembevételével készültek és ismertté váltak olyan gravitációs anyagmozgatású toronyszárítók, amelyek az energiafelhasználás csökkentésére, ill. elsősorban a kukoricaszárítás minőségi igényének kielégítésére, a különböző hőfokú levegő visszavezetésére szolgálnak. Ilyen megoldás pl. HU-PS 176.161 lajstromszámú (F 26 B 3/00) NSZO-zatú magyar szabadalmi leírás, amelynek lényege, hogy a szárítóközeget, jelen esetben a levegőt, fokozatosan három lépcsőben melegítik fel, ahol a hulladékhő felhasználásának figyelembevételével új konstrukciójú költséges szárítót állítanak elő. A H(2665) F 26 B 19/00 számú közzétett szabadalmi leírásban ismertetett szárítóberendezés már felhasználja a hulládéi hőt, de ennek megvalósítására újabb konstrukciós megoldást javasol, amely a hagyományos szárítókhoz nem építhetők. E szabadalmi leírásban a páradús levegő kicsapatására kondenzáló berendezést, hőcserélőt, vízgyűjtőt és csőkígyókat építettek be. Ismeretes még a 3.986.270 (F 26 B 17/12) lajstromszámú USA szabadalmi leírás, amelyben egy több tálcás szárítóberendezésről van szó. A felsorolt szabadalmi leírásokon kívül még számtalan különböző típusú szárítóberendezés vált ismeretessé. Ilyen pl. a Sirokkó 2000-es elnevezésű szárítóberendezés is, de amelyet költséges beruházása miatt nem tudnak beszerezni, ez a berendezés egy szárítótorony, amely műszaki megoldásban is eltér a bejelentésünk tárgyától, ahol a szá ítóközeg teljes mennyiségét visszavezetik, de mielőtt a kazántérbe jutna, előbb az erősen páradús levegőből a nedvességet különböző lemezkondenzálón keresztül kicsapatják. Az eddig ismertetett szabadalmakon kívül még számtalan szárítóberendezésre adtak szabadalmat, e szabadalmak mind az 1970. években nyertek oltalmat és közös jellemzőjük, hogy mind egy-egy új megoldású szárító, de senki sem gondol arra, hogy a meglévő költséges üzemeltetésű, környezetszennyezőjű és tűzveszélyes szárítóberendezést alkalmassá tegye az említett hátrányok kiküszöbölésére. Az ismertetett szabadalmi leírásokból egyértelműen kitűnik, hogy azok a kitűzött célt (hulladékhő-hasznosítás) csak részben érik el, előállításuk igen költséges, és ezért az országban csak néhány jól jövedelmező termelőszövetkezet engedheti meg magának egy új, korszert szárítótorony költségeinek beruházását. Köz smert az a tény, hogy a hulladékhő hasznosítása az energiatakarékosság egyik módja. A műszaki megoldásnál azonban figyelemmel kell lenni, hogy a hulladékhő hasznosítása ne legyen drágább, mint a visszanyert hőenergia értéke. A felsorolt és ismertetett szárítóberendezések átalakítás hátrányai úgy a tálcás, mint a toronyszárítóknál, a főbb szerkezeteket érintő költséges átépítés, és a szárító fajlagos teljesítménycsökkenés. Az NTS-15 és a B 1—15 szárítóberendezéseknél a műszaki megoldás lényege, hogy az utószárító, a hűtőlevegőt pedig a belépő szárítóközegben keverik, a megoldást csak igen komplikált csőrendszerrel és költséggel tudják megoldani, így a szárítóközeg többszöri átáramoItatása során a termény helyenként lerakódik, ami növeli a tűzveszélyt és egyenetlen szárítást eredményez. További problémája a kondenzációs berendezésnek a. hőcserélők beépítése, valamint a kondenzvíz elvezetése. Találmányunk elé azt a célt tűztük ki, hogy a hagyományos (torony és tálcás) terményszárítók energiaszükségletét csökkentsük, ugyanakkor biztosítsuk a munka minőségi és üzembiztonsági paraméterek további javulását Ismeretes, hogy a hetvenes években készített terményszárítóknál a felmelegített szárítólevegő nagy része kihásználatlanul a szabadba távozott, berendezésünkkel ezt a hőenergiában gazdag levegőt hasznosítjuk egy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
