186103. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és készülék a konvekciós szárító bernedezésekben, főleg mezőgazdasági szemestermény szárítókban a hőmennyiség felhasználásának csökkentésére és a termény tápértékének megóvására
1 186103 2 tét túllépve pedig a beltartalmi értékek romlásával kell számolni. Adott anyag vagy mezőgazdasági termény szárításakor tehát optimalizálási feladat jelentkezik. Úgy kell a száradási folyamatot szabályozni, hogy a kilépő levegő relatív páratartalma, telítettsége növekedjen, ugyanakkor a termény hőfoka a száradás végén elérje, de ne lépje túl a már említett kritikus értéket. A találmány tehát azon a felismerésen alapul, hogy ha a szárítólevegő sebességét úgy szabályozzuk, hogy a szárítóból távozó levegő a száradás nagy részében csaknem telített legyen, de annak hőmérséklete a száradás végén se lépje túl a termény beltartalmi vagy csírázási képesség szempontjából kritikus hőmérsékletét, akkor a fajlagos energia felhasználás jelentősen javul, a termény károsodása pedig elkerülhető. A fajlagos hőfelhasználás javulása azáltal érhető el, hogy az egységnyi tömegű levegő felmelegítése legalább 20—30%-kal több víz elvonását eredményezi, mint a hagyományos (állandó légsebességű) eljárásoknál. Ugyanakkor, miután a termény hőfoka a lehetőség szerinti mértékben magas, a száradás intenzitása csak kis mértékben csökken. Az 1. ábra a száradásí folyamat időbeni változását mutatja. Az ábrából kitűnik, hogy a száradási folyamat a szárítóból kilépő levegő relatív páratartalmának változása szerint több olyan szakaszra osztható, amelyen belül a terményt elhagyó levegő telítettsége gyakorlatilag lineárisan változik. A termény hőfoka pedig a száradási körülményektől függően a száradási idő másik felében csak 5—10 °C-ot változik (emelkedik), közelítve a szárítólevegő hőmérsékletét. Ez a találmány szerinti eljárás műszaki megvalósítását nagymértékben egyszerűsíti, mert minden ilyen közel lineáris szakasz egy-egy készülékkel kielégítő módon szabályozható. A találmány szerinti eljárás értelmében a száradási folyamatot szakaszokra osztjuk és a szárítólevegő sebességét a következő elv szerint szabályozzuk. Azon a helyen, ahol a termény a szárítót elhagyja úgy állítjuk be a szárítólevegő sebességét, hogy annak hőmérséklete a kritikus maghőmérséklettel azonos legyen. Ezután a száradási folyamattal szemben haladva (útban, ill. időben) úgy szabályozzuk a levegő sebességét, ill. tömegáramát, hogy a folyamat első felében a szárítóból kilépő levegő telített legyen. A levegőáram szabályozása hőmérséklet mérés alapján történhet. Felhasználva a Mollier-féle i—x diagramot, amely alapján a szárítólevegő hőmérsékletének (belépő) ismeretében és nedvességfelvételkor állandó entalpia melletti állapotváltozást feltételezve meghatározható a telítettségi hőmérséklet. Kíméletes és energiatakarékos a szárítás természetesen akkor is, ha az egész folyamatnál biztosítjuk a távozó levegő telítettségét. Ezt azonban a gyakorlatban bonyolult és költséges megvalósítani és a száradási idő bizonyos hosszabbodásával kell számolni. A légsebesség szabályozása történhet a kilépő levegő relatív páratartalmának — célszerűen folyamatos — mérése alapján is. Ekkor is szükség van azonban arra, hogy a száradás utolsó időpontjában a terményt elhagyó levegő hőmérséklete ne haladja meg, de érje el a már említett kritikus hőmérsékletet és a légsebesség szabályozást úgy kell végrehajtani, hogy a száradás első felében a kilépő levegő telített legyen. A találmány szerinti eljárás lényege tehát, hogy a szárító berendezést elhagyó szárító levegő relatív nedvességtartalmát, vagy hőmérsékletét célszerűen folyamatosan mérjük és az áramlási sebességet fojtás alkalmazásával a telítettség eléréséig, de legalább olyan mértékben csökkentjük, hogy a száradási folyamat végén a terményt elhagyó levegő hőmérséklete elérje, de ne lépje túl a szárítandó anyagra jellemző kritikus, maximális hőmérsékletet és a száradási folyamattal szemben haladva (útban, ill. időben) a kilépő levegő relatív páratartalma úgy növekedjék, hogy legalább a száradás első felében a kilépő levegő telítettsége biztosítva legyen. A találmány szerinti készülék lényege, hogy a szárítóberendezésben kiképzett és a szárító levegő elvezetésére szolgáló csatornákban higrométerei, a csatornák kilépő nyílásai előtt mozgatható fojtólemezei, a fojtólemezekhez mozgató mechanizmus útján kapcsolódó szervomotorjai és a higrométereket a szervomotorokkal összekapcsoló vezérlő szerve van. A fojtólemez és a szervomotor közötti mechanikus kapcsolat célszerűen fogaskerekes hajtóműből, mozgatókeretből és fojtórúdból áll. A fojtótúd és a mozgatókeret között oldható kötés van. A találmány szerinti eljárás példaképpeni foganatosítási módját a találmány szerinti készülék példaképpeni kiviteli alakjainak működésével kapcsolatosan ismertetjük. Az 1. ábra a szárítási folyamat időbeli lefolyását, a 2. ábra egy gravitációs aknaszárító berendezés elölnézetét, a 3. ábra, valamint a 4. ábra az előbbi függőleges keresztmetszetének egy-egy részletét, végül az 5. ábra egy gravitációs oszlopos szárító berendezés függőleges keresztmetszetét ábrázolja. A szárító berendezés és a szárító levegőt befúvó ventilátor jellemzői meghatározzák a szárító levegő legnagyobb vsim„ térfogatsebességét (1. ábra). A szárítás kezdetén a legnagyobb térfogat sebességgel áramló szárító levegő a telítettségének megfelelő <Pu m*x relatív nedvességgel hagyja el a szárító berendezést. A szárítás kezdetétől számított rt kritikus száradási időtartam eltelte után azonban — a hagyományos szárító berendezésben, vagyis a találmány szerinti készülék alkalmazása nélkül — távozó levegő relatív nedvessége és termodinamikai hatásfoka csökken, a termény hőfoka pedig meghaladja a kritikus értéket. Ha a szárítólevegő sebességét úgy szabályozzuk, hogy az a száradás végén a kritikus terményhőmérsékleten hagyja el a berendezést és azután annak relatív páratartalma fokozatosan növekedve a száradás felénél már elérje a 100%-ot, akkor a termodinamikai hatásfok (fajlagos energiafelhasználás) jelentősen javul, ugyanakkor a száradás intenzitása is a lehetőség szerint (kritikus terményhőmérséklet) magas lesz. VB: a készülékkel szabályzott levegősebesség eloszlás, <pa\ a kilépő levegő relatív páratartalma Vw mtx levegősebességnél. A <pfz ra„: a kilépő levegő relatív páratartalma a szabályozás hatására. Az u függvény pedig a termény nedvességtartalmának változását mutatja. A gravitációs 1 aknaszárító berendezésben csatornák vannak kiképezve a szárító levegő bevezetésére, valamint a 2 csatornák a szárító levegő elvezetésére; utóbbiaknak a 3 falsíkban levő torkolatát a 4 fojtólemezekkel lehet nyitni, ill. zárni. A 2 csatornák vízszintes, ún. csatornasorokat alkotnak. A 4 fojtólemeze-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
