Сушіння нагрітим повітрям і сушіння при низькій температурі (також відоме як сушіння при кімнатній температурі або сушіння в магазині) використовують два принципово різні принципи сушіння. Обидва мають свої переваги та недоліки та іноді використовуються в комбінації, наприклад, у двоступеневих системах сушіння.
Сушіння нагрітим повітрям використовує високі температури для швидкого сушіння, і процес сушіння припиняється, коли середній вміст вологи (MC) досягає бажаного кінцевого MC.
Під час сушіння при низькій температурі метою є контроль відносної вологості (RH), а не температури повітря для сушіння, щоб усі шари зерна в глибокому шарі досягли рівноважного вмісту вологи (EMC).
У наведеній нижче таблиці показано основні відмінності:
У сушарках періодичної дії з нагрітим повітрям і фіксованим шаром гаряче повітря для сушіння надходить до основної маси зерна на вході, рухається через зерно, поглинаючи воду, і виходить із основної маси зерна на виході. Зерно на вході висихає швидше, оскільки там сушильне повітря має найвищу здатність поглинати воду. Завдяки неглибокому шару та відносно високій швидкості потоку повітря сушіння відбувається у всіх шарах маси зерна, але найшвидше на вході та найповільніше на виході (див. криві сушіння в таблиці).
У результаті утворюється градієнт вологи, який все ще присутній наприкінці сушіння. Процес сушіння припиняють, коли середня вологість зерна (проби, відібрані на вході повітря для сушіння та виході повітря для сушіння) дорівнює бажаному кінцевому вмісту вологи. Коли зерно вивантажується та засипається в мішки, окремі зерна врівноважуються, тобто більш вологі зерна вивільняють воду, яку адсорбує сушильна зерна, так що через деякий час усі зерна мають однакову MC.
Однак повторне змочування зерна сушарки призводить до розтріскування, що спричиняє руйнування зерна в процесі помелу. Це пояснює, чому відновлення зерна, висушеного в сушарках періодичної дії з фіксованим шаром, не є оптимальним. Один із способів мінімізувати градієнт вологості під час сушіння — змішати зерна в сушарці після того, як пройде приблизно 60-80% часу сушіння.
Під час сушіння при низькій температурі метою керування сушаркою є підтримка відносної вологості повітря для сушіння на рівні рівноважної відносної вологості (ERH), що відповідає бажаному кінцевому вмісту вологи в зерні або рівноважному вмісту вологи (EMC). Вплив температури мінімальний порівняно з відносною вологістю (табл. 2).
Якщо, наприклад, бажана остаточна MC 14%, слід орієнтуватися на відносну вологість повітря для сушіння приблизно на 75%. На практиці навколишнє повітря можна використовувати вдень у сухий сезон. Вночі та під час сезону дощів достатньо попереднього підігріву навколишнього повітря на 3-6ºK, щоб знизити відносну вологість до відповідних рівнів
Повітря для сушіння надходить у зернову масу на вході і, рухаючись крізь зернову масу, висушує вологі зерна до повного насичення повітрям. Поглинаючи воду, повітря охолоджується на кілька градусів. На своєму подальшому шляху крізь масу зерна повітря не може поглинати більше води, оскільки воно вже насичене, але воно забирає тепло, створене диханням, комахами та ростом грибків, і таким чином запобігає нагріванню ще вологої частини зерна. Фронт сушіння глибиною кілька сантиметрів розвивається і повільно рухається до виходу, залишаючи за собою висушене зерно. Після виходу фронту сушіння з маси зерна процес сушіння закінчується. Залежно від початкового вмісту вологи, швидкості повітряного потоку, глибини зерна та властивостей повітря для сушіння це може зайняти від 5 днів до кількох тижнів.
Процес сушіння при низькій температурі є дуже м’яким і забезпечує відмінну якість, зберігаючи високу схожість. Оскільки використовуються дуже низькі швидкості повітря (0,1 м/с) і попереднє нагрівання повітря для сушіння не завжди потрібне, питомі потреби в енергії є найнижчими серед усіх систем сушіння. Низькотемпературне сушіння зазвичай рекомендується як другий етап сушіння для рису з MC не більше 18%. Дослідження в IRRI показали, що при ретельному управлінні сушаркою навіть свіжозібране зерно з MC 28% можна безпечно висушити в одноступінчастих низькотемпературних сушарках, якщо насипна глибина обмежена 2 м і швидкість повітря щонайменше 0,1 м/с. Однак у більшості країн, що розвиваються, де збої в електропостачанні все ще є поширеним явищем, закладати зерна з високою вологістю навалом без резервного джерела електроенергії для роботи вентиляторів становить значний ризик.
Час публікації: 16 травня 2024 р