suncokret

Prehrambeno-prerađivačka industrija

SUŠENJE PŠENICE

Da bi se pšenica uspešno očuvala u toku skladištenja neophodno je dovesti pšenicu u skladišno uslovno stanje. Pod skladišno uslovnim stanjem podrazumeva se takvo termodinamičko stanje zrnene mase u kojoj ne dolazi do bilo kakvih promena u zrnu tj. stanje u kome je zrno konzervirano.

Pošto su vlažnost zrna i temperatura najznačajniji faktori koji utiču na biohemijske promene u zrnu, razvoj mikroflore i aktivnost skladišnih štetočina u prvom redu insekata, što znači da ukoliko se zrno želi očuvati odnosno konzervisati treba mu vlažnost i temperaturu dovesti u određene granice. Pored toga iz zrnene mase treba odstraniti što je više moguće primesa a naročito vlažno korovsko seme. Pored sušenja i hlađenja zrna se mogu zaštititi i skladištenjem u inertnoj atmosferi.

Sušenje zrna je najstariji i najsigurniji način konzervisanja zrna. Nedostatak ovog načina je veliki utrošak energije za obavljanje sušenja.

Kod dobro izvedenih sušara utrošak toplotne energije iznosi 4000-5000 KJ/kg (kilo džula po kilogramu isparene vode), dok se u većini slučajeva utrošak kreće od 5500-7500 KJ/kg. U uslovima kad energija postaje sve skuplja ovaj faktor se ne sme zanemariti.

Zbog toga se kod konstrukcionih rešenja savremenih sušara ide ka tome da se toplota najracionalnije koristi što se postiže sa recirkulacijom fluida za sušenje i nekim drugim rešenjima.

Složenost i ekonomski značaj problematike uslovili su brz razvoj uređaja za sušenje zrna. Danas raspolažemo sa velikim brojem tipova sušara koje se razlikuju po načinu dovođenja toplote, stanju zrnene mase u procesu sušenja, konstrukciji sušare, vrsti agensa sušenja, i drugim karakteristikama tako da su uređaji za sušenje mogu sistematizovati prema određenim osobinama.

Prema načinu predaje toplote zrnu sušare mogu biti sa konvektivnim, konduktivnim, radijacionim i kombinovanim dovođenjem toplote. Ni jedan od navedenih oblika ne javlja se u potpuno čistom obliku, već se pored jednog načina toplota dovodi i na druge načine. Kod konvektivnih sušara toplota se u najvećoj meri prenosi konvekcijom sa agensa sušenja na zrno. Međutim deo toplote se prenese i kondukcijom sa zagrejanih elemenata na zrno ili sa zrna koje je prethodno zagrejano na sveže zrno. Kod konduktivnih sušara najveći deo toplote prenese se kondukcijom a manji deo konvekcijom i radijacijom. Kod radijacionih sušara toplota se uglavnom prenosi radijacijom, ali je takođe prisutna i kondukcija i konvekcija. Savremena rešenja idu ka tome da se koriste svi vidovi prenošenja toplote što se pokazalo i najracionalnije sa stanovišta efikasnosti prenosa. Najširu primenu za sada imaju konvektivne sušare u koje spadaju i vertikalne protočne sušare za zrno.

Prema stanju zrnene mase u procesu sušenja razlikuju se sušare sa gusto pakovanom zrnenom masom, sušare sa fluidiranim slojem i kombinovane sušare. Najviše su u upotrebi sušare sa gusto pakovanom zrnenom masom.

Prema konstrukciji same sušare odnosno prostora u kome se odvija proces razmene toplote i mase sušare mogu biti stubne, rotacione, bunkeraste, konvejerske i u obliku fluidizirajućih cevi. I u ovom slučaju ide se na kombinovane oblike gde se koriste prednosti svih oblika.

Prema stanju zrnene mase sušare se dele na kontinualne u kojima se zrno nalazi u stalnom kretanju od ulaza prema izlazu iz sušare i porcione u kojima se zrno u sušari nalazi u mirovanju.

Prema delovanja agensa sušenja na zrno sušare mogu biti direktne ili indirektne. Kod direktnih sušara kao agens sušenja se koristi smeša vazduha i gasova sagorevanja a kod indirektnih agens sušenja je vazduh koji se zagreva u kaloriferu.

Prema šemi u tehnološkom procesu sušare mogu biti jedno- fazne, višefazne i recirkulacione. Kod jednofaznih šema zrno se u jednom propuštanju kroz sušaru osuši na vlagu uslovnu za skladištenje. Kod višefaznog sušenja zrno se kroz sušaru propušta u više navrata uz postepeno skidanje vlage dok se kod recirkulacionih sušara sveže zrno meša sa delom osušenog zrna koje se ponovo vraća na sušenje.

U narednom izlaganju biće obrađeni samo oni tipovi sušara koji su najviše zastupljeni.

Sušare za zrno se najčešće postavljaju pored silosa ili drugih skladišta sa kojima čine jedinstvenu skladišno doradnu celinu.

Od svih tipova najveću primenu imaju kontinualne sušare sa direktnim ili indirektnim sušenjem. To su vertikalne sušare kroz koje zrna protiču po principu prirodnog pada a i prenos toplote se vrši konvekcijom i manjim delom kondukcijom. Prema stanju zrnene mase u sušarama ove sušare su sa gusto pakovanom zrnenom masom. Prema kretanju zrnene mase ove sušare su kontinualne jer se zrno nalazi stalno u pokretu, a prema šemi tehnološkog procesa mogu biti jednofazne i višefazne i recirkulacione. Kao što se vidi iz ovog kratkog prikaza ovi tipovi sušara objedinjuju sva pozitivna svojstva zbog čega su i našle najveću primenu.

Vertikalnu sušaru čine dva glavna dela i to: telo sušare i toplotno ventilacioni sistem.

Telo sušare čini stub od čeličnog lima pravougaonog ili kvadratnog preseka u kome su poređani elementi za dovod i odvod agensa sušenja. Na dnu sušare se nalazi mehanizam za regulaciju protoka zrna sa kojim se reguliše i kapacitet sušenja. Ispod mehanizma za regulaciju protoka nalazi se sabirni levak za osušeno zrno. Na vrhu stuba je krov u vidu piramide ispod koga je rešetka za zadržavanje grubih primesa.

Elementi za dovod i odvod agensa sušenja mogu biti različiti. Najčešće su u obliku krova po čemu su i dobili naziv krovići. Krovići za dovod i odvod agensa sušenja postavljaju se naizmenično po vertikali. Jedan red krovića dovodni a drugi odvodni. Dovodni i odvodni krovići mogu biti postavljeni u istom pravcu ili unakrsno. Ukoliko su postavljeni u istom pravcu njihov raspored je naizmeničan i u pomaku. Rastojanje između bočnih strana krovića je oko 100 milimetara. Pored krovića ima i drugih elemenata za zavod i odvod agensa sušenja kao što su elementi u obliku zarubljenih piramida.

Osnovni zahtev kod elemenata za dovod i odvod agensa sušenja je da što bolje izmeša i rasporedi zrno na putu kroz sušaru, kako bi svako zrno bilo jednako izloženo dejstvu agensa sušenja. Između dovodnih i odvodnih elemenata formira se pokretni sloj zrna debljine 100-150 milimetara kroz koji struji agens sušenja.

Na donjem delu sušare nalazi se uređaj za ispuštanje osušenog zrna odnosno uređaj za regulaciju protoka. Ovaj uređaj se sastoji od nekoliko rotacionih izuzimača koji su postavljeni ispod svake sušare, što omogućuje tačnu regulaciju isticanja po celom preseku sušare.

Mehanizam se sastoji od rotora sa pogonom i zasuna sa mehanizmom za podešavanje zazora između rotora i zasuna.

Ukoliko se suši krupnija roba na primer kukuruz zazor je veći, dok za pšenicu i ostala sitnija zrna zazor treba da bude manji. Zazor se podešava pomoću ekscentra.

Protok se podešava pomoću zazora i broja okretaja rotora. Iz rotacionih izuzimača zrno pada u levak iz koga se odvodi do transportera.

Po visini stub sušare je podeljen na gornji deo koji se zove zona sušenja i donji deo koji se zove zona hlađenja. Kod nekih sušara pre zone sušenja nalazi se zona predgrevanja.

U zoni sušenja u kroviće se dovodi agens sušenja koji se nakon prolaska kroz sloj zrna preko odvodnih krovića se iz sušare se odvodi ±izrađeni2 agens.

U zoni hlađenja se na isti način dovodi hladan spoljni vazduh sa kojim se hladi zrno.

Na više mesta po visini sušare postavljaju se sonde za merenje temperature i vlažnosti zrna u sušari.

Na vrhu stuba postavljen je uređaj za registrovanje napunjenosti sušare koji je u blokadi sa dovodom zrna u sušaru.

Toplotno ventilacioni sistem čine ložište i ventilator sa dovodnim i odvodnim kanalima agensa sušenja.

Ložište sa gorionicima nalazi se u posebnim prostorijama neposredno uz stub sušare. Glavni delovi ložišta su gorionik sa instalacijom za dovod goriva, komora za sagorevanje i komora za mešanje.

Prema vrsti goriva gorionici mogu biti prilagođeni za tečno i gasovito gorivo. Gorivo se dovodi iz rezervoara pomoću cevnih instalacija koje moraju biti snabdevene sa uređajima za regulaciju protoka i pritiska, kao i filterima za prečišćavanje. Ovi uređaji omogućuju potpunu automatizaciju sagorevanja a samim tim i automatizaciju procesa sušenja. Gorionik je snabdeven sa ventilatorom visokog pritiska sa kojim se obezbeđuje dovoljna količina vazduha za potpuno sagorevanje goriva.

Ispred gorionika je komora za sagorevanje u obliku cilindra. Između komore za sagorevanje i komore za mešanje nalaze se otvori za dovod vazduha koji se meša sa produktima sagorevanja. Komora za mešanje je takođe cilindričnog oblika i napravljena je od vatrostanog materijala.

Kod sušara koje kao agens koriste gasove sagorevanja, izmešani gasovi i vazduh idu direktno u ventilacione kanale, dok kod sušara koje koriste vazduh kao agens sušenja između ložišta i ventilacionih kanala se nalazi izmenjivač toplote u kome gasovi sagorevanja predaju toplotu vazduhu kojim se vrši sušenje.

Pomoću ventilacionih kanala agens sušenja se dovodi i odvodi iz sušare. Kod sušara koje rade sa nadpritiskom postoje samo dovodni ventilacioni kanali u kojima se agens sušenja nalazi pod pritiskom. Nakon prolaska kroz sloj zrna izrađeni2 agens odlazi u atmosferu. Kod sušara koje rade sa pod pritiskom postoje dovodni i odvodni ventilacioni kanal.

Sušare sa podpritiskom u dovodnom ventilacionom kanalu imaju pokretan zasun sa kojim se može regulisati odnos zone sušenja i zone hlađenja.

Pomeranjem zasuna naviše povećava se zona sušenja tako da se ceo stub može pretvoriti u zonu sušenja. Ovaj uređaj omogućava značajne kombinacije u tehnologiji sušenja kao što su drajeracija, recirkulacija i druga poboljšanja u procesu sušenja.


Autor: Vladimir Lemajić, dipl. ing.

:: Prehrambeno-prerađivačka industrija :: SUŠENJE PŠENICE ::