Сушилки периодического действия

Одноярусные сушилки. Одноярусная сушилка с горизонтальной решеткой изображена на рисунке 3.18. В качестве теплоносителя используется смесь холодного воздуха и топочных газов, получаемых от сжигания кокса в топке 1. Сырой солод укладывается на решетку слоем высотой до 1 м и высушивается без перемешивания.

Центробежный вентилятор 2 всасывает холодный воздух через отверстие 3 и топочные газы из топки 1 и прогоняет полученную смесь сквозь слой солода в трубу 4. Поворотная заслонка 5 служит для регулирования количества отработанного теплоносителя, возвращаемого для повторного использования. Вентилятор 2 нагнетает воздух под колосниковую решетку по воздуховоду 6. Процесс горения регулируется автоматически датчиком температуры 7, регулятором
и дросселем 8.

Продолжительность процесса сушки в этой сушилке 16–18 ч; полный цикл операций, включая погрузку и выгрузку солода, составляет 24 ч.

Как видно из описания, эти сушилки просты по устройству: в них нет калорифера и ворошилки для солода. Благодаря сушке солода в высоком слое производительность их довольно большая.

Сушилки, в которых теплоносителем являются топочные газы (т.е. бескалориферные сушилки или сушилки с непосредственным обогревом), при прочих равных условиях всегда экономичнее воздушных (т.е. калориферных) сушилок благодаря меньшим потерям тепла с отработавшими газами.

Однако рассматриваемые сушилки имеют и существенные недостатки. Они нуждаются в высококачественном топливе, при сгорании которого не образуются дурнопахнущие газы. Кроме того, сушка солода в высоком слое без перемешивания протекает неравномерно: нижние слои солода подвергаются действию высоких температур дольше, нежели верхние слои, поэтому и характер процессов, протекающих
в них, будет различный.

Существенным недостатком одноярусных сушилок является неравномерное по времени и неполное использование тепла сушильного агента. В начальный период сушки газы, проходя сквозь высокий слой сырого солода, обильно насыщаются влагой; однако после того как влажность солода снижается до гигроскопической, газы уже не могут быть полностью насыщенными. В конце сушки газы уходят в атмосферу почти совершенно ненасыщенными.

Для более полного использования сушильного агента сконструированы и получили некоторое распространение за рубежом сдвоенные одноярусные сушилки (рисунок 3.19). Сушилка состоит из двух одинаковых сушильных камер с опрокидывающимися решетками 4, одной общей топки и системы каналов, позволяющих направлять сушильный агент в камеры в любой последовательности.

Сушилка работает следующим образом. Камеры загружают свежепроросшим солодом с помощью шнеков 7 и метателей солода 5
и укладывают на решетку 4 ровным слоем высотой 70–90 см не одновременно. Загружают солод в камеры со сдвигом по времени на половину цикла (12 ч). В результате отработанный воздух из левой камеры, где солод уже досушился, по каналам направляют на повторное использование в правую камеру со свежепроросшим солодом. Под сушильными решетками в каждой камере размещены калориферные установки с вентиляторами 1,откуда и нагнетается нагретый воздух под решетку 4. По окончании сушки солода обе створки решетки опрокидываются приводом 6 и сухой солод ссыпается в бункера 3, из которых шнеком 2 удаляется из сушилки. Последовательное прохождение воздуха сквозь два слоя солода улучшает его использование и сокращает расход тепла.

На рисунке 3.20 дана гризонтальная одноярусная сушилка. Сушилка представляет собой две одинаковые камеры с опрокидывающими решетками. Процесс сушки протекает в высоком слое. В верхней зоне каждой установлены метатели 1 солода, равномерно размещающие его на решетке и соединенные с транспортными средствами, по которым из солодорастильного отделения свежепроросший солод поступает на сушку. В средней части сушильных камер расположены опрокидывающиеся решетки 2 с механизмами подъема 3.

Под сушильными решетками в каждой камере размещены калориферные установки, состоящие из калориферов 4, вентиляторов 6, а также бункера 5 и транспортные шнеки. Для забора наружного и рециркуляционного воздуха предусмотрены воздушные каналы 8 с регулирующими клапанами. Наружный воздух поступает через клапаны 9, а рециркуляонный – через клапаны 10. В верхней части воздушных

каналов установлены секторные заслонки 11 для регулирования количества воздуха, идущего на рециркуляцию и в атмосферу через ка-
налы 12.

Камеры загружают свежепроросшим солодом не одновременно,
а со сдвигом во времени на половину цикла (12 ч). Таким образом, отработанный воздух из левой камеры, где солод досушивается, по каналам направляется для повторного использования в правую камеру со свежепроросшим солодом.

Одноярусные сушилки проще и дешевле сушилок других типов, но имеют недостатки: свежепроросший солод находится на решетке длительное время в неподвижном стоянии, поэтому высушивается неравномерно, так как неравномерно во времени используется теплота горячего воздуха. Есть у рассматриваемых сушилок и более значительные недостатки. Они нуждаются в высококачественном топливе, при сгорании которого не образуются дурнопахнущие газы; таким топливом являются кокс и некоторые сорта природного газа. Местное топливо (дрова, торф, каменный уголь, различные отходы) непригодно для сушилок с непосредственным обогревом.

Расчет одной сушильной камеры установки по свежевысушенному солоду (кг) производится в соответствии с материальным балансом сушилки:

, (3.95)

в которой начальная масса свежепроросшего солода на одной решетке (кг):

, (3.96)

а объем (м³) уложенного солода на решетке:

, (3.97)

где – площадь одной сушильной решетки, м²;

– высота слоя свежепроросшего солода, м.

Масса испаренной при сушке солода влаги (кг)

. (3.98)

Расход воздуха на сушку рассчитывают на летний период, так как влагосодержание наружного воздуха летом выше, чем зимой. Условно принимают, что количество влаги, поступившей в сушилку вместе
с солодом и воздухом, равно количеству влаги, ушедшей из сушилки
с отработанным воздухом. Часовой расход воздуха на сушку солода (кг/ч):

, (3.99)

где – коэффициент, учитывающий потери в окружающую среду
( = 1,2);

– продолжительность сушки, ч;

– влагосодержание воздуха соответственно на входе в сушилку и на выходе, кг/кг.

Часовой расход теплоты (кДж/ч)

, (3.100)

где – энтальпия воздуха на входе и на выходе сушилки,
кДж/(кг^.К).

Горизонтальная двухъярусная сушилка (рисунок 3.21) представляет собой высокое прямоугольное или квадратное здание с расположенными внутри решетками, на которых высушивается солод. Свежепроросший солод загружается ровным слоем на верхнюю решетку 4, где из него удаляется часть влаги. На нижней решетке 3 вместе с удалением остатков влаги происходит тепловая обработка солода. Горячие газы из топки 1 проходят через калорифер 2 и через дымовую трубу 5 выбрасываются наружу. На решетках солод периодически перемешивают ворошителями 6. С верхней решетки на нижнюю солод перегружают через люки в решетке, а для выгрузки сушеного солода с нижней решетки используют механическую лопату.

В горизонтальном двухъярусном сушильном аппарате (рису-
нок 3.22) свежепроросший солод загружают ровным слоем на верхнюю решетку 3, где из него испаряется основная часть влаги. На нижней решетке 6 одновременно с удалением остатков влаги происходит тепловая обработка солода.

На нижнем этаже 15 размещена топка 14. Горячий газ проходит через калорифер 9, затем последовательно через слои солода, расположенные на нижней и верхней решетках, и, увлажненный, удаляется через вытяжную трубу наружу. В междуэтажных перекрытиях над
топкой и калорифером установлены клапаны 10 и 7 для регулиро-
вания количества воздуха с помощью лебедок 16. Холодный воздух можно подать, минуя калорифер, непосредственно под решетку через

вертикальные каналы 4 и 11 в стенах здания. Междуэтажное перекрытие 8 служит для сбора ростков, провалившихся сквозь нижнюю решетку, для равномерного распределения по всему сечению сушилки холодного воздуха, входящего в канал 11, и предохраняет солод от неравномерного нагревания трубами калорифера.

Солод на решетках периодически перемешивается ворошителями 1 и 5. Для выгрузки солода с нижней решетки в бункер предназначена механическая лопата 12. Отработанный воздух удаляется через воздуховод 2. Скопившийся конденсат отводится через карманы 13.

Трехъярусный горизонтальный сушильный аппарат по устройству отличается от двухъярусного наличием трех решеток одинаковой продолжительности сушки, в него загружают солод чаще, чем
в двухъярусные. Поэтому производительность при одинаковой площади решеток больше.

Сушилки с двумя и тремя горизонтальными решетками, описанные выше, широко распространены в промышленности. Тем не менее они громоздки, малопроизводительны, потребляют много топлива,
и для их обслуживания требуется затрата физического труда, поэтому на ряде заводов они модернизированы.

Вертикальная сушилка. В сушилке периодического действия
с вертикальными решетками (рисунок3.23) солод находится между двумя вертикальными решетками, отстоящими одна от другой на расстоянии 0,20 м. Каждая такая секция (шахта) с солодом по вертикали разделена на три зоны 5, 6 и 8. Между секциями с солодом находятся воздушные камеры шириной до 80 см.

В глухих перекрытиях между этажами воздушных камер имеются круглые отверстия 7 с клапанами, расположенными в шахматном порядке, благодаря чему воздух проходит в сушилке зигзагообразно. Воздух трижды пересекает слой солода в секциях. В верхней части нижних и средних воздушных камер имеются воздуховоды для подачи холодного воздуха, подмешиваемого по мере надобности к теплому воздуху. Движение воздуха обеспечивается нагнетающими вентиляторами 11, установленными в нижнем этаже сушилки, и всасывающими вентиляторами 3, находящимися в верхнем этаже. Нагревание воздуха производится в паровых калориферах 10. Многие вертикальные сушилки имеют топки и огневые калориферы. Свежепроросший солод ковшовым элеватором 2 поднимается на верхний этаж сушилки, затем телескопической трубой 1 направляется в шнековый распределитель 4, который равномерно распределяет солод по всем секциям. Под каждой секцией установлен шнек 9 для выгрузки солода по окончании цикла сушки. При работе сушилки через каждые 12 ч сухой солод из нижней

зоны 8 удаляется разгрузочными шнеками 9. Общая продолжительность пребывания солода в секциях сушилки при 12-часовом цикле равна 36 ч.

 

Недостатком сушилок периодического действия является нарушение режима сушки во время загрузки свежепроросшего солода, перемещения солода с решетки на решетку и выгрузки сухого солода. После каждого простоя сушилки, необходимого для проведения указанных погрузочно-разгрузочных работ, температура в слое солода
и скорость сушки резко тормозит сложные физико-химические и биохимические процессы в зернах солода.

Таким образом, непрерывность процесса обеспечивает не только сокращение продолжительности сушки, но и высокое качество сухого солода.