Развитие научных основ и практических методов повышения эффективности технологии зерносушения
На правах рукописи
САВЧЕНКО Светлана Вениаминовна
РАЗВИТИЕ НАУЧНЫХ ОСНОВ И ПРАКТИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИИ ЗЕРНОСУШЕНИЯ
Специальность 05.18.01 Технология обработки, хранения и переработки
злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов,
плодоовощной продукции и виноградарства
А в т о р е ф е р а т
диссертации на соискание ученой степени
доктора технических наук
Москва 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет пищевых производств».
Официальные оппоненты: - доктор технических наук, профессор,
почетный работник высшего
профессионального образования России
Карпиленко Геннадий Петрович
- доктор технических наук, профессор
Малин Николай Иванович
- доктор технических наук, профессор
Секанов Юрий Петрович
Ведущая организация – НОУ ДПО «Международная промышленная
академия»
Защита диссертации состоится «……..» ………….………………. 2009г.
в …… часов на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.148.03 при ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств» по адресу: 125080, Москва, Волоколамское ш., 11, ауд………….
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств».
Автореферат разослан…………………………………….2009г.
Ученый секретарь Совета,
к.т.н., доцент И.Г.Белявская
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы. Решение проблемы повышения производства зерна неразрывно связано с развитием и совершенствованием мероприятий по обеспечению его количественно-качественной сохранности.
Неблагоприятные природно-климатические условия, характерные для многих зернопроизводящих регионов нашей страны, зачастую обусловливают высокую влажность и засоренность свежеубранного зерна. Сохранность его в таких условиях в решающей мере зависит от степени совершенства технологии зерносушения.
Специфические свойства зерна обусловливают довольно прочную связь содержащейся в нем влаги, удаление которой связано с затратой тепла путем ее испарения. В связи с этим в практике зерносушения наибольшее применение имеют разнообразные технологии тепловой сушки. Тепловое воздействие на зерно, как термолабильный продукт биологической природы, требует особого внимания к предотвращению негативных изменений состояния химических веществ зерна, определяющих его технологические свойства и качество в широком смысле слова. Задача заключается в обосновании рациональной технологии и оптимизации режимов сушки, обеспечивающих полное сохранение качества зерна и его безопасности как сырья для производства самых массовых продуктов питания человека и кормов для животных.
В прошлом в течение многих лет развитие технологий зерносушения было ориентировано прежде всего на ускорение процесса сушки, что объективно вызывалось хроническим недостатком сушильных мощностей и централизацией больших масс свежеубранного зерна.
Несмотря на изменившиеся условия заготовок зерна, снижение темпов его поступления на элеваторы и хлебоприемные предприятия, значительная часть зерна и до сих пор просушивается при довольно жестких температурных режимах, губительно отражающихся на его качестве.
Применяемые технологии сушки зерна еще не полностью удовлетворяют современным требованиям, предъявляемым мукомольно-крупяной промышленностью к качеству зерна.
Исходя из общей концепции государственной политики в области питания населения Российской Федерации, снижения потерь и повышения качества зерна важнейшие задачи по повышению эффективности технологий зерносушения могут быть успешно решены лишь на научной основе с расширением исследований свойств зерна как объекта сушки, установлением кинетических закономерностей процесса сушки, созданием основ управления технологическими свойствами высушиваемого зерна, с разработкой способов энерго- и ресурсосбережения.
Тепловая сушка зерна – энергоемкий процесс. Между тем, решение проблемы экономии энергозатрат сдерживается недостаточной изученностью потенциально прогрессивных технологий зерносушения – с предварительным нагревом зерна, сушкой агентом повышенного влагосодержания, с повторным использованием отработавшего сушильного агента.
Ручной выбор оптимального режима сушки в реальных условиях переменной начальной влажности и качества зерна крайне затруднен. Переход на современный компьютерный метод управления технологическим процессом сушки требует разработки соответствующего математического описания процесса, базирующегося на закономерностях кинетики сушки.
Изложенные в диссертации новые научные положения, обоснованные и апробированные на промышленных установках технологические схемы и режимы сушки зерна направлены на повышение эффективности технологий тепловой сушки зерна.
Цель исследований – решение комплексной проблемы полного сохранения технологических свойств, обеспечения безопасности высушиваемого зерна и снижения удельных энергозатрат на сушку зерна.
Задачи исследования:
- провести анализ развития тепловых технологий зерносушения как сложных систем взаимосвязанных физико-химических явлений тепло- и влагопереноса, сопровождающихся изменениями технологических свойств зерна; выявить приоритетные методы повышения эффективности технологий зерносушения;
- разработать классификацию тепловых технологий зерносушения как систем по совокупности функциональных подсистем, в наибольшей степени влияющих на эффективность технологии в части сохранения качества и безопасности зерна, энерго- и ресурсосбережения;
- выявить количественные закономерности кинетики сушки зерна разных культур в увязке с формами связи влаги при различных технологических схемах и режимах сушки во взаимосвязи с изменениями технологических свойств высушиваемого зерна; получить расчетные уравнения кривых сушки и нагрева зерна;
- выявить характер изменения во времени полей температуры в плотном гравитационно движущемся слое зерна как фактора неравномерности сушки зерна в зависимости от режима сушки;
- определить численные значения и диапазон изменения основных кинетических характеристик, устанавливающих связь между тепло- и массообменом в процессе сушки зерна;
- определить соотношение интенсивностей внешнего и внутреннего переноса влаги и величины градиента влагосодержания в процессе сушки зерна;
- разработать методику кинетического расчета длительности сушки зерна при ограничениях, накладываемых допустимой температурой нагрева зерна;
- изучить проблему и разработать мероприятия по предотвращению загрязнения высушиваемого зерна вредными веществами;
- обосновать ориентированные на промышленную реализацию эффективные технологии сушки зерна и осуществить их промышленную апробацию.
Научная концепция работы. В разработке научно-практических основ повышения эффективности технологии зерносушения принят системный подход к решению логически взаимосвязанных задач от исследования кинетики процесса сушки и комплекса технологических свойств высушиваемого зерна, обоснования рациональной совокупности системообразующих элементов технологии до разработки эффективных технологий и их промышленной апробации.
Научная новизна работы заключается в следующем:
- разработана классификация тепловых технологий зерносушения как систем, группирующая их по совокупности наиболее значимых системообразующих подсистем - способу теплоподвода, состоянию зернового слоя, организации процесса сушки, виду сушильного агента, кратности его использования и режиму сушки, позволяющая анализировать и оценивать энерготехнологическую эффективность различных технологий;
- выявлены и математически описаны закономерности кинетики сушки зерна разных культур при различных температурных режимах применительно к реальным условиям сушки гравитационно движущегося зернового слоя; установлены характерные для сушки зерна особенности протекания процесса, обусловленные прочной связью влаги в зерне и, как следствие этого, непрерывным повышением температуры зерна и углублением зоны испарения внутрь зерна;
- получено уравнение кинетики сушки зерна по методу приведенной скорости сушки с установленной экспериментальным путем зависимостью начальной скорости сушки от температуры сушильного агента и начального влагосодержания зерна;
- изучена нестационарность полей температуры в плотном гравитационно движущемся слое, присущая сушке зерна в аппаратах шахтного типа; выявлены условия снижения неравномерности нагрева зерна;
- разработана методика расчета «допустимой» длительности сушки зерна и возможного снижения влажности зерна за один цикл сушки, основанная на совместном решении системы уравнений скорости сушки и термограммы зерна при ограничении предельно допустимой температурой нагрева зерна, гарантирующей сохранение качества зерна;
- определены численные значения и диапазон изменения основных кинетических характеристик – температурного коэффициента сушки, критериев Rb и Ko, устанавливающих связь между тепло- и массообменном в процессе сушки зерна; исследовано соотношение интенсивностей внешнего и внутреннего переноса влаги в процессе сушки зерна; определены величины градиента влагосодержания и характер его изменения в зависимости от температуры сушильного агента и начального влагосодержания зерна.
Практическая значимость работы заключается в разработке и реализации в промышленности эффективных технологий тепловой сушки зерна, обеспечивающих полное сохранение качества, безопасность высушиваемого зерна и снижение энергозатрат в процессе сушки. Апробированы в промышленных условиях технологии сушки зерна разных культур с пониженными температурными режимами на прямоточных и рециркуляционных зерносушилках, работающих по разным технологическим схемам, в т.ч. с предварительным нагревом зерна, повторным использованием отработавшего сушильного агента.
Разработана и внедрена в производство защищенная патентом технология сушки крупяных культур с предварительным нагревом зерна агентом повышенного влагосодержания и последующей сушкой при пониженных температурных режимах.
Расширены и скорректированы данные о границах предельно допустимых температур нагрева зерна разных культур применительно к реальным условиям протекания процесса сушки в промышленных зерносушилках, работающих по различным технологическим схемам сушки. Полученные данные учтены в разработанной ГНУ ВНИИЗ «Инструкции по сушке зерна, семян масличных культур и эксплуатации зерносушилок» (1995г.) в части режимов сушки зерна пшеницы, кукурузы, гороха и семян подсолнечника.
Разработана методика инженерного расчета процесса сушки зерна и производительности зерносушильного оборудования, составляющая основу новой концепции проектирования зерносушилок, совмещающей результаты исследования технологии сушки с возможностями компьютерного управления процессом сушки. В основу математического описания процесса сушки зерна в качестве граничных условий положены полученные данные о предельно допустимых температурах нагрева зерна.
Разработаны практические рекомендации по технологии сушки зерна разных культур на рециркуляционных зерносушилках А1-ДСП-50 и А1-УЗМ-1.
Расширены сведения о потенциально возможном загрязнении высушиваемого зерна канцерогенно-опасными веществами; получены данные об их содержании в зерне разных культур (пшеницы, ржи, овса и гороха), высушиваемом на зерносушилках разных типов (ДСП-32от, РД-2х25, А1-УЗМ, А1-УЗМ-01, А1-ДСП-50, в том числе оснащенных высоконапряженными цельнометаллическими топками У21-УЦТ-4,5), работающих с использованием различных видов топлива (дизельного топлива, смеси тракторного керосина с химическим адсорбентом, природного газа). Впервые в высушиваемом зерне разных культур определено содержание нитрозаминов, представляющих значительную канцерогенную опасность. Расширены рекомендации по предотвращению возможного загрязнения зерна вредными веществами в процессе сушки его смесью продуктов сгорания топлива с воздухом.
Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе при подготовке дипломированных специалистов по специальности 260201(270100) «Технология хранения и переработки зерна» направления 655600 «Производство продуктов питания из растительного сырья» и по специальности 260601 (170600) «Машины и аппараты пищевых производств» направления 655800 «Пищевая инженерия».
Положения, изложенные в диссертационной работе, соответствуют основным принципам и направлениям государственной политики в области создания принципиально новых, энергетически выгодных, экологически безопасных технологий, обеспечивающих производство пищевых продуктов высокого качества, отраженным в «Концепции развития пищевой и перерабатывающей промышленности Российской Федерации до 2010 года».
Достоверность результатов диссертационной работы обеспечена корректностью постановки и решения задач с использованием фундаментальных положений теории тепло- и массообмена, биохимии, зерноведения, хранения, сушки и переработки зерна, обработкой экспериментальных данных общепринятыми методами с использованием компьютерной техники, удовлетворительной сходимостью результатов лабораторных исследований с данными промышленной апробации.
Апробация диссертационной работы. Основные положения диссертационной работы доложены на научных и научно-практических конференциях Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки (1989,1991г.г.), Всероссийского научно-исследовательского и технологического института птицеводства (1996г.), Московского государственного агроинженерного университета им.В.П.Горячкина (2002г.), Казахского национального аграрного университета (2004, 2006г.г.), Республиканского государственного предприятия «Научно-производственный центр перерабатывающей и пищевой промышленности» Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан (2006г.), Международной промышленной академии (2006г.), Московского государственного университета пищевых производств (1991, 2001, 2002, 2003, 2005, 2006, 2007, 2008г.г.).
Публикации. По результатам выполненных исследований опубликовано 51 печатная работа, в т.ч. 9 статей в ведущих рецензируемых научных журналах, 2 брошюры, 12 публикаций – в материалах международных научных и научно-практических конференций, патент Российской Федерации на изобретение (в соавторстве), учебник для вузов (в соавторстве), учебное пособие для вузов (в соавторстве), учебно-методическая работа (в соавторстве).
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав, общего заключения и выводов, приложений. Общий объем работы составляет 387 страниц компьютерного текста, в т.ч. 32 рисунка, 47 таблиц, 45 приложений. Список использованных источников включает 489 наименований, в т.ч. 48 – на иностранных языках.
Представленная работа является обобщением научных исследований, выполненных автором лично или при ее непосредственном участии и руководстве научно-исследовательскими работами в период 1989-2009 г.г.
Отдельные этапы экспериментальных исследований и обработки полученных данных выполнялись на кафедрах «Хранение зерна и технология комбикормов» и «Технологическое оборудование предприятий хлебопродуктов» Московского государственного университета пищевых производств», лаборатории техники и технологии приема, сушки и хранения зерна и лаборатории качества и биохимии зернопродуктов Всероссийского научно-исследовательского института зерна и продуктов его переработки, в лаборатории биофизики научно-исследовательского института онкологии им.проф. Н.Н.Петрова.
Автор выражает благодарность руководителям и сотрудникам хлебоприемных предприятий Российской Федерации и Украины, научно-исследовательских подразделений за оказанное содействие в проведении исследований.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
- Современное состояние технологии сушки зерна и методы повышения ее эффективности
Проведенный анализ развития технологии зерносушения показывает, что современная промышленная сушка зерна, как и в прошлом, в основном базируется на тепловом способе с конвективным энергоподводом. Разрабатываются и в опытном порядке применяются способы сушки с комбинированными методами энергоподвода – конвективно-радиационным, конвективно-высокочастотным и др.
С позиций системного анализа технология тепловой сушки зерна развивалась как совокупность взаимосвязанных методов, средств и процессов, предназначенных для осуществления направленного воздействия на зерно с целью достижения заданных показателей его качества.
Научные основы технологии зерносушения как системы создавались и развивались на базе фундаментальных работ в области биохимии, зерноведения, хранения, сушки и переработки зерна, выполненные В.Л.Кретовичем, Н.П.Козьминой, Е.Д.Казаковым, И.И.Ленарским, Н.И.Соседовым, Л.А.Трисвятским, А.С.Гинзбургом, В.В.Красниковым, Я.Н.Куприцем, Л.Я.Ауэрманом, Г.А.Егоровым, А.П.Нечаевым, Г.П.Карпиленко, Е.М.Мельниковым, Г.Н.Панкратовым и другими отечественным и зарубежными учеными.
Значительную роль в развитии научной базы технологии сушки зерна имеют работы в области общей теории сушки А.В.Лыкова и его школы.
В разработку прикладных вопросов технологии и управления процессом сушки зерна существенный вклад внесли В.И.Атаназевич, В.А.Афанасьев, А.П.Гержой, В.И.Жидко, Г.С.Зелинский, О.Н.Каткова, Л.Д.Комышник, Н.И.Малин, О.Н.Налеев, С.Д.Птицын, В.А.Резчиков, В.Ф.Самочетов, Ю.П.Секанов, В.Ф.Сорочинский, В.С.Уколов, В.Ф.Фейденгольд и другие исследователи.
Тепловая сушка сопряжена с интенсивным воздействием на всю биологическую систему зерна как живого организма. Многочисленными исследованиями показано, что наряду с извлечением влаги она сопровождается сложными физико-химическими и биохимическими изменениями в белковом, липидном, углеводно-амилазном и ферментном комплексах зерна. Направленность и глубина происходящих изменений существенно зависит от применяемой технологии сушки и может иметь либо положительные, либо отрицательные последствия.
При всей научной ценности и практической значимости результатов ранее выполненных работ ряд научных положений и практически важных вопросов, относящихся к решаемой проблеме повышения эффективности технологий сушки зерна, недостаточно изучен.
Имеющиеся в литературе сведения о значениях допустимой температуры нагрева зерна разноречивы, что объясняется существенным различием методической постановки экспериментов, неадекватным моделированием процесса сушки и различным исходным качеством зерна.
Регламентированные в свое время по разным причинам достаточно жесткие температурные режимы вызывают при сушке перегрев поверхности зерна, быстрое углубление зоны испарения внутрь зерна.
Имеющиеся разрозненные литературные данные о кинетике сушки зерна не увязаны с происходящими изменениями его технологических свойств.
В оценке эффективности технологии сушки показатель качества просушенного зерна во многих случаях не является первостепенным. Действующие температурные режимы сушки и предельные значения снижения влажности зерна за один цикл сушки жестко регламентированы вне связи с закономерностями кинетики процесса сушки. Отсутствуют количественные характеристики взаимосвязи скоростей нагрева и сушки зерна. Длительность сушки рассчитывается только исходя из заданного снижения влажности зерна без учета скорости его нагрева. Отсутствуют данные о неравномерности нагрева по толщине слоя зерна при сушке в широко применяемых сушилках шахтного типа.
В данной работе решение проблемы повышения эффективности тепловых технологий сушки зерна базируется на расширении комплексных технологических исследований, установлении кинетических закономерностей процесса сушки, разработке методик расчета процесса сушки, создании математической модели процесса сушки. Обоснована технологическая целесообразность «смягчения» режимов сушки снижением применяемых температур сушильного агента, использованием для сушки зерна агента повышенного влагосодержания, применением предварительного нагрева зерна с последующей сушкой при пониженных температурных режимах.
- Классификация тепловых технологий зерносушения как систем
Принятая в работе стратегия исследований базируется на комплексном системном подходе с учетом требований обеспечения качества, безопасности высушиваемого зерна и энергосбережения.
Разработана классификация тепловых технологий сушки зерна, позволяющая классифицировать их по функциональным подсистемам и соответствующим системообразующим элементам (рис.1).
Предложенная классификация позволяет разграничить все многообразие современных тепловых технологий зерносушения, прежде всего, по интенсивности теплового воздействия на зерно, характеру протекающих в нем теплообменных, влагообменных и биохимических процессов, степени безопасности высушиваемого зерна и энергозатратам на сушку и обосновать выбор для исследования тех системообразующих элементов, совершенствование которых обеспечит наибольшую эффективность технологии сушки.
Проведенный в соответствии с предложенной классификацией анализ применяемых технологий зерносушения и результатов испытаний промышленных установок позволил оценить их энерготехнологическую эффективность. Установлено, что хотя в целом они позволяют решать проблему сушки зерна, однако, не в полной мере отвечают главному современному требованию – полного сохранения качества просушенного зерна и экономии энергозатрат.
3.Экспериментально-аналитическое исследование
кинетики сушки зерна
В развитии научных основ технологии зерносушения главное внимание уделено исследованию кинетики сушки зерна в плотном гравитационно движущемся слое, наиболее распространенном в технологии зерносушения. Опыты проведены на экспериментальной установке (физической модели), воспроизводящей процесс сушки движущегося слоя зерна в аппарате шахтного типа с многорядной системой воздухораспределительных коробов, при этом продуваемый слой зерна остается неподвижным (рис.2).
В модели обеспечены условия однозначности формы и геометрических размеров зернового слоя, физических свойств сушильного агента, скорости и многократной реверсивности продувания зернового слоя. Реверсивный характер продувания зернового слоя создается запрограммированным изменением направления потока сушильного агента, проходящего через слой зерна.
Экспериментальная установка снабжена системами автоматического контроля, регулирования и записи режимных параметров процесса и высушиваемого зерна (рис. 3).
| Тепловые технологии зерносушения | |||||||||||||||||||||||||||||
| Классифицирующий признак (функциональная подсистема) | |||||||||||||||||||||||||||||
| Метод теплоподвода | Состояние зернового слоя | Организация процесса сушки | Вид сушильного агента | Степень (кратность) использования сушильного агента | Режим сушки | ||||||||||||||||||||||||
| Системообразующие элементы функциональной подсистемы | |||||||||||||||||||||||||||||
| конвективный | кондуктивный | терморадиационный | электрическое поле ТВЧ | комбинированный | плотный стационарный | гравитационно движущийся | псевдоожиженный | падающий | взвешенный | периодическая сушка | поточная сушка (прямоточная, рециркуляционная) | сушка с предварительным нагревом зерна | нагретый воздух | смесь воздуха с продуктами сгорания топлива | однократное | с частичной рециркуляцией отработавшего агента сушки | постоянный | переменный | осциллирующий | импульсный | |||||||||
Рис.1. Классификация тепловых технологий зерносушения
Рис. 2. Физическая модель экспериментальной установки
Рис. 3. Экспериментальная установка
Повторность опытов, измерений и определений установлена с учетом принятой для технологических процессов доверительной вероятностью в пределах 0,80-0,95. Оценка погрешностей измерений выполнена в соответствии с требованиями действующей научно-технической документации.
Высушивали пробы зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, проса, гречихи, риса, кукурузы, семена подсолнечника с начальной влажностью в пределах гигроскопической, как наиболее характерной для практики сушки зерна (рис.4).
Моделировали процессы прямоточной и рециркуляцинной сушки, в том числе с применением предварительного нагрева зерна, с использованием сушильного агента различного влагосодержания.
Из всего многообразия факторов, влияющих на кинетику процесса сушки зерна, для исследования и обработки экспериментальных данных выбраны главные – температура сушильного агента t1 и начальное влагосодержание зерна u1.
Рис. 4. Объекты исследования и режимные параметры процесса сушки
Исследована кинетика сушки зерна сушильным агентом разного начального влагосодержания – от сравнительно «сухого» (d1 до 11 г/кг с.в.) до влажного (d1 до 41 г/кг с.в.), характерного для зерносушилок работающих по технологии с повторным использованием отработавшего сушильного агента.
Исследован процесс прямоточной сушки зерна пшеницы с начальным влагосодержанием в пределах 
=0,190,31кг/кг (
) при температуре сушильного агента в пределах t1 = 70120°С.
Выявлен ряд важных особенностей процесса сушки, характерных для сушки материалов с прочной связью влаги (рис.5).
При поступлении в сушильную камеру от момента подачи зерна, имеющего температуру < tм, до начала сушки проходит сравнительно небольшой промежуток времени, в течение которого температура зерна повышается, и скорость сушки возрастает от нулевого до максимального значения. По опытным данным период прогрева зерна занимает около 2-3% от общей продолжительности процесса.
В дальнейшем, несмотря на достаточно высокое начальное влагосодержание зерна, сушка протекает на всем протяжении процесса с убывающей скоростью испарения влаги, с непрерывно возрастающей температурой зерна, что находит отражение в характере полученных кривых сушки, термограмм, скорости сушки и температурных кривых.
Рис. 5. Кривые кинетики сушки зерна пшеницы
разного начального влагосодержания:
а – кривые сушки; б – термограммы зерна;
в – кривые скорости сушки; г – температурные кривые
- – w1с= 30,2%; 2 – w1с= 27,7%; 3 – w1с= 23,0%;
С понижением температуры сушильного агента процесс нагрева зерна замедляется, в то же время величина возможного снижения влажности без риска перегрева зерна выше допустимой температуры увеличивается (рис. 6).
Выявленный характер протекания процесса сушки обусловливается сложным механизмом перемещения влаги в зерне, который, в свою очередь, определяется формой и энергией связи в зерне и соответствующим режимом сушки.
Удаляемая, наиболее прочно связанная влага полимолекулярной и мономолекулярной адсорбции, перемещается внутри зерна в основном в виде пара, т.е. сушка протекает за счет молекулярного переноса пара, что и предопределяет соответствующий характер снижения влагосодержания зерна.
Выявленные закономерности сушки других культур (ржи, ячменя, кукурузы, овса, проса, гречихи, риса и семян подсолнечника) в части характера изменения влагосодержания и температуры зерна и семян в зависимости от режима сушки аналогичны закономерностям сушки пшеницы.
Рис. 6. Кривые кинетики сушки зерна пшеницы
при различных температурных режимах сушки:
1 – t1 = 70°С; 2 – t1 = 75°С; 3 – t1 = 85°С
Отмечена лишь разница в скоростях нагрева и сушки зерна разных культур, обусловленная особенностями их анатомического строения, химического состава, теплофизических и влагообменных свойств, различиями в скважистости и гидравлическом сопротивлении зернового слоя (рис. 7).
Рис. 7. Кривые сушки зерна разных культур:
а) кривые скорости сушки; б) температурные кривые
1 – подсолнечник; 2 – овес; 3– пшеница, ячмень; 4 – кукуруза, просо
Специфика сушки зерна агентом повышенного влагосодержания (d1 = 3241 г/кг с.в.) заключается в небольшом увеличении влагосодержания зерна в начальный период сушки, что объясняется конденсацией пара на холодной поверхности зерна. По опытным данным продолжительность этого периода составляет около 6-8% от общей продолжительности процесса (рис.8).
Механизм переноса влаги при сушке агентом повышенного влагосодержания существенно не отличается от механизма влагопереноса при сушке сравнительно «сухим» нагретым воздухом (d1 до 11 г/кг с.в.). Вместе с тем, явление конденсации водяного пара оказывает положительное влияние на качество высушиваемого зерна. Наличие свободной влаги на поверхности зерна уменьшает вероятность перегрева и пересушивания.
Рис. 8. Кривые кинетики сушки зерна пшеницы
агентом различного влагосодержания:
а) кривые сушки; б) термограммы зерна;
1 – d= 11 г/кг с.в.; 2 – d= 32,4 г/кг с.в.
Кинетические закономерности процесса прямоточной сушки с предварительным нагревом зерна и последующей сушкой при пониженных температурных режимах выявлены на примере сушки проса с начальным влагосодержанием 
=0,200,26кг/кг (
=20,526%) при температуре сушильного агента на стадии сушки в пределах t1 = 5560°С.
Установлено, что применение предварительного нагрева зерна позволяет сократить длительность процесса сушки в 2,23,0 раза. Вследствие аномального характера изменения температуры высушиваемого зерна оно нагревается до меньшей температуры, что благоприятно сказывается на его качестве.
Исследована кинетика процесса прямоточной сушки с предварительным нагревом зерна проса агентом повышенного влагосодержания (d1 = 25 40 г/кг с.в.) и последующей сушкой при различных температурных режимах.
Применение повышенного влагосодержания агента сушки на стадии предварительного нагрева зерна, интенсифицируя процесс нагрева зерна, влечет за собой сокращение общей продолжительности процесса сушки (рис.9).
Рис. 9. Кривые кинетики сушки проса:
а) кривые сушки; б) термограммы зерна;
1 – прямоточная сушка; 2 – сушка с предварительным нагревом зерна
агентом повышенного влагосодержания
Исследована кинетика рециркуляционной сушки зерна разных культур по разным технологическим схемам с применением на стадии сушки пониженных температурных режимов.
Зерно пшеницы начальным влагосодержанием 
=0,280,30кг/кг (
=2830%) и ячменя начальным влагосодержанием 
=0,310,33кг/кг (
=3133%) высушивалось по технологической схеме рециркуляционной сушки с нагревом сырого зерна контактным способом от рециркулирующего.
Семена подсолнечника начальным влагосодержанием 
=0,250,31кг/кг (
=2531%) высушивалось по технологической схеме с предварительным нагревом сырого зерна в псевдоожиженном слое.
Установлено, что применение пониженных температурных режимов на стадии сушки обеспечивает более высокий влагосъем за один цикл сушки зерна без перегрева его выше допустимой температуры и меньшую кратность рециркуляции.
Исследована неравномерность нагрева зерна по толщине слоя и нестационарность температурного поля в слое высушиваемого зерна, обусловленные специфическим реверсивным характером продувания гравитационно движущегося слоя. Наибольшая температура отмечается в точках слоя со стороны входа в него свежего агента сушки, минимальная – практически в центре по толщине слоя.
Установлено, что неравномерность нагрева зерна в слое зависит от режима сушки. Со снижением температуры сушильного агента неравномерность нагрева зерна в слое уменьшается (рис. 10).
Так, если при температуре сушильного агента 70°С максимальная температура зерна в слое составляет 58°С, а максимальная неравномерность нагрева зерна – 18°С, то при температуре сушильного агента 85°С максимальная температура зерна в слое достигает 75°С, а максимальная неравномерность нагрева зерна – 25°С.
Рис. 10. Распределение температуры зерна по толщине слоя
в процессе сушки при различной температуре сушильного агента:
а) tt= 70°С: 1 – 2,7 мин; 2 – 26,7 мин; 3 – 93,3мин; 4 – 150,2 мин
б) tt= 85°С: 1 – 2,7 мин; 2 – 18,7 мин; 3 – 53,3мин; 4 – 69,7 мин
Повышение влагосодержания сушильного агента влечет за собой уменьшение неравномерности нагрева зерна в слое (рис.11).
Так, если при влагосодержании сушильного агента 11 г/кг с.в. максимальная температура зерна в слое составляет 62°С, а максимальная неравномерность нагрева зерна – 19°С, то при влагосодержании сушильного агента 36 г/кг с.в. максимальная температура зерна в слое достигает 55°С, а максимальная неравномерность нагрева зерна – 8°С.
Рис. 11. Распределение температуры зерна по толщине слоя
в процессе сушки при различном влагосодержании сушильного агента:
а) dt= 11г/кг с.в: 1 – 13,3 мин; 2 – 26,7 мин; 3 – 80,0 мин; 4 – 98,7 мин
б) dt= 36 г/кг с.в.: 1 – 13,3 мин; 2 – 26,7 мин; 3 – 48,0 мин; 4 – 101,4 мин
Полученные данные о характере изменения температурного поля в слое высушиваемого зерна имеют большую практическую значимость для обеспечения равномерности сушки и сохранности качества высушиваемого зерна в промышленных зерносушилках с плотным гравитационно движущимся слоем. Неравномерность нагрева зерна по горизонтальному сечению шахты и толщине продуваемого слоя, присущая многим действующим сушилкам, зачастую является причиной ухудшения качества высушиваемого зерна даже при регламентированных режимах сушки.
В шахтной сушилке зерновой слой продувается агентом сушки и нагревается конвективным путем. Одновременно он соприкасается с горячими стенками подводящих коробов и нагревается путем теплопроводности. При средней скорости перемещения зерна в шахте, не превышающей 3-4 мм/с, продолжительность теплового контакта зерна с горячими стенками подводящих коробов сравнительно мала (1-1,5мин).
Вследствие низкой теплопроводности зерновой массы подводимая к высушиваемому зерну теплота задерживается, в основном, в тонком слое, непосредственно контактирующем с горячей стенкой подводящего короба, так что температурная волна от горячего короба проникает в зерновой слой неглубоко.
Определены численные значения и характер изменения основных кинетических характеристик – температурного коэффициента сушки, критериев Ребиндера и Коссовича, устанавливающих связь между тепло- и массообменном в процессе сушки зерна.
Установлено, что при сушке зернового слоя температурный коэффициент, характеризующий повышение средней температуры зерна при изменении его влагосодержания на единицу, уменьшается в процессе сушки. Снижение величины температурного коэффициента существенно зависит от температуры сушильного агента. Для процесса сушки зерна с начальным влагосодержанием порядка u1=0,3 кг/кг при температуре сушильного агента 100°С температурный коэффициент в ходе процесса сушки уменьшается от 600 до 330°С, тогда как при более мягком режиме с температурой сушильного агента 70°С – от 500 до 140°С.
Критерий Ребиндера, показывающий отношение среднеинтегрального по объему зерна количества тепла, затраченного на нагревание зерна, к количеству тепла, затраченному на испарение влаги за бесконечно малый промежуток времени, изменяется в ходе процесса сушки подобно температурному коэффициенту сушки.
Максимальное значение Rb имеет в начале процесса сушки. По мере протекания процесса сушки число Rb уменьшается (рис. 12).
Рис. 12. Зависимость между критерием Ребиндера Rb
и влагосодержанием зерна при различной температуре агента сушки:
1 – 100 °С; 2 – 85 °С; 3 – 70°С
С повышением температуры сушильного агента доля тепла, расходуемого на нагрев зерна увеличивается, критерий Rb возрастает.
Исследовано влияние режима сушки на величину критерия Коссовича, устанавливающего взаимосвязь между процессами тепло- и влагопереноса внутри зерна, выражающееся в виде интегрального соотношения между затратами тепла на нагревание зерна и испарение из него влаги за весь процесс сушки. По физическому смыслу критерий Ко является критерием оптимизации; чем больше его величина, тем экономичнее процесс сушки. Установлено, что с повышением температуры сушильного агента величина Ко уменьшается.
Полученные данные свидетельствуют о целесообразности смягчения температурного режима сушки с позиций энергетического совершенствования процесса сушки.
Исследовано влияние температурного режима сушки и влагосодержания зерна на соотношение интенсивностей внешнего и внутреннего влагопереноса, характеризуемое критерием Кирпичева, являющегося основным критерием переноса влаги в процессе сушки.
Критерий Kim определяли по опытным данным интенсивности сушки из кривых сушки и расчетным значениям коэффициента диффузии влаги в зависимости от влагосодержания и температуры зерна. Установлено, что Kim имеет максимальную величину в начале процесса сушки. По мере протекания процесса критерий Kim уменьшается. Такой характер изменения Kim представляет интерес для технологии сушки зерна, поскольку в начальные моменты времени критерий Kim может служить критерием поверхностного трещинообразования. С увеличением начального влагосодержания зерна и температуры сушильного агента возрастает максимальное значение Kim, соответственно, возрастает и вероятность трещинообразования в зерне.
Полученные результаты показывают, что максимальное значение Kim изменяется от 0,12 до 0,16 при изменении температуры сушильного агента от 70 до 100°С и начального влагосодержания – от 0,25 до 0,30 кг/кг.
Определены максимальные значения градиента влагосодержания в зерне – важного технологического параметра сушки. Градиент влагосодержания в зерне определяли по интенсивности сушки qm и величине коэффициента диффузии влаги am.
Выявлен характер зависимости максимального градиента влагосодержания от температуры сушильного агента и начального влагосодержания зерна (рис. 13). Снижение температуры сушильного агента приводит к уменьшению максимального градиента влагосодержания.
Длительность процесса тепловой сушки зерна как термолабильного продукта ограничивается предельно допустимой температурой его нагрева.
На базе экспериментально-аналитического исследования кинетики процесса сушки зерна разработана методика расчета длительности сушки зерна, основанная на совместном решении системы уравнений кинетики сушки и нагрева зерна.
Рис. 13. Зависимость максимального градиента влагосодержания
от температуры сушильного агента и начального влагосодержания зерна:
1 – u1 = 0,2590,270 кг/кг; 2 – u1 = 0,2940,302 кг/кг;
3 – t1 = 7074°С; 4 – t1 = 100°С
Расчет кинетики сушки проведен по методу приведенной скорости сушки, развитому В.В.Красниковым. Имея в виду, что сушка зерна протекает с убывающей скоростью, можно записать:
, (1)
где 
– скорость сушки в начальный момент времени, имеющая
максимальное значение, %/мин;
x – относительный коэффициент сушки, зависящий от свойств
высушиваемого зерна (энергии связи влаги, культуры
зерна), 1/%;
– равновесное влагосодержание зерна, %.
При сушке плотного слоя зерна высокотемпературным агентом влиянием его увлажнения при прохождении через слой на кинетику сушки можно пренебречь и принять, что 
0.
В результате обработки экспериментальных данных при сушке зерна разного начального влагосодержания 
по принятому методу приведенной скорости сушки получено следующее уравнение обобщенной кривой сушки:
(2)
Откуда:
(3)
Решая уравнение (3), можно определить длительность сушки до требуемого конечного влагосодержания зерна:
(4)
Проведенные исследования показали, что величина максимальной скорости сушки зависит от начального влагосодержания зерна и от температуры сушильного агента. В исследованном диапазоне изменения начального влагосодержания зерна и температуры сушильного агента эта зависимость может быть представлена в виде эмпирической формулы:
, (5)
где 
– максимальное значение скорости сушки при «базовых»
параметрах процесса сушки, %/мин;
= 70°С – температура сушильного агента;
= 25% – влагосодержание зерна;
с1, с2, с3 – коэффициенты «весомости» влияния на величину
максимальной скорости сушки, соответственно, температуры
сушильного агента, влагосодержания зерна и их совместного
влияния.
В результате обработки опытных данных получено 
%/мин; с1 = 5,610-3 % /(мин °С); с2 = 1,410-3 мин -1; с3 = 0,410-3 (мин °С)-1.
Проверка точности аппроксимации экспериментальных данных формулой (5) показывает, что отклонение экспериментальных данных от расчетных по формуле (5) не превышает ±3,5%.
Формула (5) справедлива в пределах изменения температуры сушильного агента от 70 до 120°С и начального влагосодержания зерна – от 25 до 40%.
Исходя из принятой методики расчета длительности сушки зерна с учетом ограничения ее предельно допустимым нагревом зерна, решена задача определения длительности нагрева зерна до предельно допустимой температуры. Полученные в результате экспериментального исследования термограммы зерна аппроксимированы формулой вида:
(6)
где 
– текущая температура зерна ( в любой момент времени 
°С;
– начальная температура зерна, °С;
к и m – коэффициенты, зависящие от температуры сушильного агента, °С.
Проверка точности аппроксимации экспериментальных данных формулой (6) показана на рис.14.
Решая уравнение (6) относительно
, получаем расчетную формулу для определения продолжительности нагрева зерна до заданной температуры
:
, мин (7)
Формула (7) справедлива в пределах изменения температуры сушильного агента от 70 до 120°С. Проверка точности аппроксимации экспериментальных данных показана на рис.15.
Рис. 14. Проверка точности аппроксимации
экспериментальных данных формулой
Рис. 15. Проверка точности аппроксимации
экспериментальных данных формулой
Зная значение предельно допустимой температуры нагрева зерна, рассчитываем по формуле (7) допустимую величину длительности сушки 
. Подставляя ее значение в формулу (3), определяем влагосодержание зерна в конце процесса сушки и, следовательно, возможное снижение влагосодержания зерна при нагреве его не выше допустимого значения.
Полученная в результате исследования система уравнений, связывающих влажность и температуру зерна с режимом сушки, составляет основу математической модели процесса сушки гравитационно движущегося слоя зерна для решения практически важной задачи – автоматизированного выбора оптимального режима и управления процессом сушки. Задача решается путем компьютерного выбора из совокупности режимных параметров, ограниченной областью их возможных значений, таких, при которых обеспечивается наибольшая эффективность процесса при полном сохранении качества зерна.
- Влияние способов и режимов сушки
на характер изменения технологических свойств зерна
Влияние способов и режимов сушки на технологические свойства высушиваемого зерна изучали в увязке с выявленными кинетическими особенностями процесса сушки.
Комплексная оценка качества высушиваемого зерна выполнена с использованием стандартизированных методов и общепринятых методик при определении мукомольных, крупяных, кулинарных достоинств высушиваемого зерна и продуктов его переработки.
Главными критериями при обосновании технологии сушки с учетом необходимости сохранения качества высушиваемого зерна являлись предельно допустимая температура нагрева зерна и максимальная температура сушильного агента, причем определение предельно допустимой температуры нагрева зерна имело доминирующее значение.
При сушке зерна пшеницы и ржи исходили из требований наиболее полного сохранения хлебопекарных достоинств муки из высушиваемого зерна, при сушке зерна кукурузы – сохранения технологических достоинств в соответствии с ее назначением. При сушке зерна проса, гречихи, риса, овса и ячменя критерием допустимого нагрева зерна являлось сохранение кулинарных достоинств выработанной из высушиваемого зерна крупы, при сушке семян подсолнечника – содержания и качества масла. В высушиваемом зерне всех культур контролировали энергию прорастания и всхожесть как показатели, характеризующие начало изменения протеолитической активности ферментов и фракционного состава белковых веществ зерна и, в конечном счете, свидетельствующие о сохранении его пищевой ценности и пригодности к переработке.
Влияние пониженных температурных режимов на технологические свойства высушиваемого зерна пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы, проса, гречихи, риса исследовали при моделировании технологии прямоточной сушки.
Установлено, что с понижением температуры сушильного агента величина возможного снижения влажности без риска перегрева зерна выше допустимой температуры увеличивается, качество высушиваемого зерна сохраняется (табл.1). Это подтверждает необходимость выбора температуры сушильного агента и расчета длительности сушки по разработанной нами методике с учетом предельно допустимой температуры нагрева зерна.
Таблица 1
Влияние температуры агента сушки на качество зерна пшеницы
| №№ п/п | Влажность зерна, % | Темпера тура, °С | Длиительность, мин | Всхожесть зерна, % | Содержание клейковины, % | Выход муки, % | Объемный выход хлеба, см3 на 100 г муки | |||||
| до сушки | после сушки | агента сушки | нагрева зерна | в зерне | в муке | |||||||
| высший сорт | 1-й сорт | 2-й сорт | ||||||||||
| контроль | - | - | - | - | - | 95 | 28,4 | 30,4 | 33,9 | 35,3 | 74,6 | 497 |
| 1 2 | 20,6 20,8 | 13,9 14,0 | 70 85 | 50 56 | 93 59 | 90 85 | 28,4 27,8 | 30,3 29,4 | 33,8 33,0 | 35,3 34,5 | 74,8 74,5 | 520 480 |
| 3 4 5 | 23,2 23,0 22,7 | 14,6 14,8 14,8 | 70 75 85 | 54 55 62 | 150 139 62 | 88 87 83 | 28,1 27,9 27,4 | 30,2 30,1 28,8 | 33,6 33,4 32,8 | 35,0 35,1 34,3 | 74,6 74,6 74,3 | 512 494 462 |
Положительное влияние пониженных температур сушильного агента проявляется и при сушке зерна других культур (ячменя, овса, проса, гречихи, риса), что подтверждается сохранением их технологических свойств.
Так, при сушке зерна ячменя со снижением температуры сушильного агента со 100 до 70°С при одинаковом влагосъеме технологические свойства высушиваемого зерна сохраняются лучше (табл.2).
Комплексное влияние температуры и повышенного влагосодержания сушильного агента на технологические свойства высушиваемого зерна пшеницы изучали при моделировании производственных условий сушки с повторным использованием отработавшего сушильного агента.
Таблица 2
Влияние температурных режимов на качество высушиваемого зерна ячменя
| Показатели | №№ опытов | |||
| 1 | 2 | 3 | 4 | |
Влажность зерна, %:
| 20,6 13,7 | 20,6 14,2 | 20,6 14,4 | 20,6 13,8 |
| Температура агента сушки,°С | 70 | 80 | 90 | 100 |
| Температура нагрева зерна, °С | 42 | 44 | 46 | 53 |
| Длительность сушки, мин | 112 | 87 | 75 | 75 |
| Энергия прорастания, %: до сушки /после сушки | 82 / 82 | 82 / 81 | 82 / 80 | 82 / 78 |
| Всхожесть, %: до сушки /после сушки | 88 / 87 | 88 / 86 | 88 / 85 | 88 / 83 |
| Общий выход крупы, %: до сушки / после сушки | 45,2 /45,2 | 45,2/45,2 | 45,2/45,1 | 45,2/45,1 |
| Выход дробленой крупы, %: до сушки /после сушки | 4,6 /4,6 | 4,6 /4,6 | 4,6/4,6 | 4,6/4,7 |
Показатели качества каши (цвет, вкус, консистенция):
| светло-желтый, нормальный, рассыпчатая светло-желтый, нормальный, рассыпчатая | |||
При сушке зерна пшеницы агентом температурой 80-85°С и влагосодержанием 10-12 г/кг с.в. зерно нагревалось до 54-62°С. Содержание клейковины в просушенном зерне и муке всех сортов уменьшалось на 0,5-1,6%, общий выход муки уменьшился на 0,2-0,3%, выход муки высоких сортов снизился на 1-3%, зольность муки разных сортов увеличилась на 0,05-0,15%, белизна – на 2-7 единиц. Объемный выход хлеба снижался на 15-35 см3 на 100 г муки, формоустойчивость – на 0,02-0,04, пористость – на 5-6%.
При сушке пшеницы агентом той же температуры и повышенного влагосодержания до 30-40 г/кг с.в. отмечалось меньшее негативное изменение технологических свойств высушиваемого зерна.
При сушке агентом температурой 70-75°С с одновременным повышением его влагосодержания до 32-41 г/кг с.в. и нагревом зерна до 54-60°С отмечалось полное сохранение технологических свойств высушиваемого зерна (рис. 16).
Выявленный характер изменения технологических свойств зерна при сушке агентом повышенного влагосодержания и пониженной температуры обусловлен снижением интенсивности внешнего влагообмена, замедлением процесса углубления поверхности испарения внутрь зерна, большей равномерностью температурного поля в слое высушиваемого зерна.
Рис. 16. Комплексное влияние пониженной температуры
и повышенного влагосодержания агента сушки
на технологические достоинства
высушиваемого зерна:
а) изменение всхожести зерна;
б) изменение содержания клейковины в зерне;
в) изменение объемного выхода хлеба;
г) изменение содержания клейковины в муке высшего сорта;
д) изменение содержания клейковины в муке первого сорта;
е) изменение содержания клейковины в муке второго сорта;
1 – t1 = 85°C; d1 = 11г/кг с.в.
2 – t1 = 75°C; d1 = 32 г/кг с.в.
Установленный характер изменения технологических свойств высушиваемого зерна позволяет рекомендовать несколько более высокие на 5-7°С значения допустимой температуры нагрева зерна при сушке агентом повышенного влагосодержания.
Проведенные исследования позволили обосновать эффективность сушки зерна агентом температурой 70-80°С и начальным влагосодержанием 30-40 г/кг с.в. Эти параметры согласуются с техническими возможностями современных зерносушилок, переведенных на работу с повторным использованием отработавшего сушильного агента.
Влияние сушки с предварительным нагревом зерна агентом различного влагосодержания в сочетании с различными режимными параметрами процесса исследовали при моделировании условий прямоточной и рециркуляционной сушки разных культур.
Сушку крупяных культур, как наиболее склонных к трещинообразованию, проводили по технологии с предварительным нагревом зерна агентом различного влагосодержания и последующей сушкой при пониженных температурных режимах – температура сушильного агента была снижена на 25°С в сравнении с рекомендуемой «Инструкцией по сушке…».
Установлено, что при прямоточной сушке проса с кратковременным интенсивным предварительным нагревом зерна в псевдоожиженном слое до 45-46°С агентом влагосодержания 11 г/кг с.в. и последующей сушкой при пониженном температурном режиме с однократным снижением влажности на 4,0-4,5% отмечается лучшее сохранение энергии прорастания, всхожести, общего выхода крупы и выхода целой крупы, уменьшается выход дробленой крупы в сравнении с прямоточной сушкой без предварительного нагрева зерна.
При прямоточной сушке проса с кратковременным интенсивным предварительным нагревом зерна в псевдоожиженном слое до 45-52°С агентом повышенного влагосодержания (2540г/кг с.в.) и последующей сушкой сушильным агентом пониженной температуры 55-60°С с нагревом зерна до 45-49°С отмечалось полное сохранение качества высушиваемого зерна (рис. 17).
Проведенные исследования позволили обосновать эффективность технологии сушки крупяных культур с предварительным нагревом зерна в условиях повышенного влагосодержания сушильного агента и последующей сушкой при пониженных температурных режимах.
При рециркуляционной сушке пшеницы с нагревом сырого зерна контактным способом от рециркулирующего полное сохранение технологических свойств высушиваемой пшеницы отмечалось только при сушке сушильным агентом температурой, пониженной на 20-40°С в сравнении с рекомендуемой «Инструкцией по сушке…». Энергия прорастания и всхожесть зерна, содержание клейковины в зерне и муке всех сортов, выход и качество муки и хлеба оставались на уровне контрольных показателей.
При рециркуляционной сушке ячменя и подсолнечника с предварительным нагревом сырого зерна в псевдоожиженном слое и последующей сушке при пониженных температурных режимах (на 10-40°С в сравнении с рекомендуемой «Инструкцией по сушке…») отмечалось полное сохранение технологических свойств высушиваемого зерна – энергия прорастания и всхожесть зерна, общий выход крупы из просушенного зерна ячменя и кислотное число масла семян подсолнечника оставались практически без изменений.
Рис.17. Изменение
технологических
свойств высушиваемого
зерна проса:
а) изменение всхожести;
б) изменение выхода
целой крупы;
в) изменение выхода
дробленой крупы;
1 – при прямоточной сушке;
2 – при сушке
с предварительным
нагревом;
3 – при сушке
с предварительным
нагревом агентом
повышенного
влагосодержания
- Промышленная апробация результатов исследований
Результаты экспериментальных исследований апробированы на хлебоприемных предприятиях Алтайского и Краснодарского краев, Оренбургской, Омской, Самарской, Курской, Владимирской, Нижегородской областей, Республики Башкортостан и Украины при сушке свежеубранного зерна разных культур (пшеницы, ржи, ячменя, овса, кукурузы, проса, гороха, семян подсолнечника) на типовых и реконструированных зерносушилках ДСП-32от, ДСП-24сн, А1-УЗМ, А1-ДСП-50, РД-2х25, К4-УС-2А (рис. 18).
Рис. 18. Промышленная апробация результатов исследований
Технология прямоточной сушки при пониженных температурных режимах апробирована при сушке зерна пшеницы влажностью 20 – 30% на зерносушилке ДСП-32от Ребрихинского элеватора Алтайского края.
Установлено, что снижение температуры сушильного агента на 15-30°С в сравнении с рекомендуемыми «Инструкцией по сушке…» не обеспечивало полной сохранности качества высушиваемого зерна. При сушке высоковлажного зерна требуется большее смягчение температурного режима или применение других технологий сушки.
Технология рециркуляционной сушки при пониженных температурных режимах апробирована при сушке зерна разных культур на зерносушилках А1-ДСП-50 разных регионов.
Установлено, что снижение температур сушильного агента в зависимости от высушиваемой культуры на 10-55°С в сравнении с рекомендуемыми обеспечивает более полное сохранение качества высушиваемого зерна.
Сушка при пониженных температурных режимах в целом способствует уменьшению неравномерности нагрева зерна по сечению шахты прямоточных и рециркуляционных сушилок на 10-15%.
На основе результатов проведенных исследований разработаны рекомендации по применению технологии сушки с пониженными температурными режимами для сушки зерна разных культур и рекомендации по эксплуатации сушилок А1-ДСП-50.
Технология сушки с предварительным нагревом зерна, повторным использованием отработавшего агента сушки и пониженными температурными режимами апробирована при сушке зерна пшеницы, ржи, ячменя, кукурузы, проса и семян подсолнечника на типовых и реконструированных прямоточных и рециркуляционных зерносушилках.
На реконструированной прямоточной зерносушилке ДСП-32от Ребрихинского элеватора Алтайского края апробирована технология сушки зерна пшеницы. Интенсивный предварительный нагрев зерна осуществлялся в аппарате с вихревым слоем. Отработавший в аппарате сушильный агент повторно использовался в смесительной камере топки сушилки. Начальная влажность зерна составляла 19-30%. Предварительно нагретое до температуры 39-46°С зерно высушивалось при пониженных в сравнении с рекомендуемыми режимах – температура агента сушки была снижена на 15-50°С, температура нагрева зерна при этом достигала предельно допустимых значений. Однако, выявленные изменения показателей качества просушенного зерна свидетельствуют о необходимости еще большего смягчения температурного режима на стадии сушки.
На реконструированной прямоточной зерносушилке ДСП-32от Краснодарского масложирового комбината апробирована технология сушки семян подсолнечника. Интенсивный предварительный нагрев зерна осуществлялся в аппарате с псевдоожиженным слоем. Отработавший в аппарате сушильный агент повторно использовался в первой сушильной зоне. Начальная влажность семян составляла 13-16%. Предварительно нагретые до температуры 54-56°С семена высушивались при пониженных в сравнении с рекомендуемыми (на 5-10°С) температурах агента сушки. Апробированная технология благоприятно сказалась на качестве просушенных семян – кислотное число масла снижалось на 0,6-0,7 мг КОН, содержание масличной примеси увеличилось незначительно. Производительность сушилки при работе по апробированной технологии увеличивалась на 40-50%, расход условного топлива на сушку сокращался на 20-25%.
На реконструированной прямоточной зерносушилке К4-УС2-А Зачепиловского ХПП Харьковской области апробирована технология сушки проса начальной влажность на уровне 18% с предварительным нагревом зерна агентом повышенного влагосодержания 30-40 г/кг с.в., отработавшим в первой сушильной зоне и дополнительно подогреваемым до температуры 90-105°С. Температура сушильного агента на стадии сушки составляла 80-90°С. Максимальный нагрев зерна при указанных режимных параметрах не превышал допустимых «Инструкцией по сушке…» значений и составлял 32-38°С. Производительность сушилки возросла на 15-30%, расход условного топлива уменьшился на 20%. Оценка технологических свойств просушенного зерна показала, что разработанная и апробированная технология сушки обеспечивает полное сохранение качества высушиваемого проса. Общий выход крупы из просушенного зерна увеличился на 1,0-1,5%, выход дробленого ядра уменьшился на 0,5%, улучшились органолептические показатели и кулинарные достоинства крупы.
На реконструированной рециркуляционной зерносушилке РД-2Х25-70 Калачинского элеватора Омской области апробирована технология сушки зерна пшеницы агентом повышенного влагосодержания. Отработавший в камере нагрева сушильный агент повторно использовался в сушильной шахте. Предварительный нагрев зерна осуществлялся агентом, температура которого была снижена по сравнению с рекомендуемой на 80-120°С. Температура зерна на выходе из камеры нагрева составляла 42-47°С. Температура сушильного агента на входе в рециркуляционную шахту составляла 60-75°С, его влагосодержание – 32-40 г/кг с.в. Содержание клейковины в зерне и муке оставалось практически без изменений, общий выход муки увеличивался на 0,5-0,8%, выход муки высоких сортов – на 2,5-3,5%, уменьшалась средневзвешенная зольность муки. Объемный выход хлеба оставался практически на уровне исходного, формоустойчивость повышалась на 0,03-0,04, пористость снижалась на 1-2%, относительная упругость – на 4-6%, несколько улучшался внешний вид хлеба.
На рециркуляционных зерносушилках типа А1-УЗМ Приютовской хлебной базы №67 Башкортостана, Сахновщинского элеватора Харьковской области и Сергачского элеватора Нижегородской области апробирована технология сушки зерна пшеницы, ржи, ячменя и кукурузы. Предварительный нагрев зерна осуществлялся в аппарате с каскадно-падающим слоем, установленном в диффузоре подвода агента сушки в напорно-распределительную камеру сушилки. Отработавший в аппарате сушильный агент поступал в напорно-распределительную камеру сушилки.
Установлено, что снижение температуры сушильного агента в зависимости от высушиваемой культуры на 10-55°С в сравнении с рекомендуемыми «Инструкцией по сушке…» обеспечивает более полное сохранение качества высушиваемого зерна всех культур.
На основе результатов проведенных исследований разработаны рекомендации по применению технологии прямоточной и рециркуляционной сушки с предварительным нагревом зерна, повторным использованием отработавшего агента сушки и пониженными температурными режимами на стадии сушки.
С целью исследования возможного загрязнения зерна вредными веществами при сушке в производственных условиях в качестве сушильного агента применяли смесь воздуха с продуктами сгорания разных видов топлива (природного газа, тракторного керосина, смеси тракторного керосина с химическим абсорбентом, дизельного топлива) (рис. 19).
Рис. 19. Объекты исследования возможного загрязнения зерна
вредными веществами при сушке в производственных условиях
Возможность загрязнения высушиваемого зерна вредными веществами устанавливалась по результатам сравнительных анализов проб зерна, отобранных до и после сушки. Пробы сырого зерна на всех зерносушилках отбирали при поступлении его на сушку, а пробы просушенного зерна – на выходе из камеры окончательного охлаждения.
Определение содержания бензапирена и нитрозаминов в зерне осуществляли в лаборатории биофизики НИИ онкологии им.проф.Н.Н.Петрова.
На зерносушилках ДСП-32отх2 и А1-ДСП-50 (Самарская обл.) была проведена опытная сушка зерна пшеницы, овса и ржи (табл.3). При использовании нерекомендуемого вида топлива (смеси тракторного керосина с химическим абсорбентом) отмечалось существенное увеличение содержания бензапирена в просушенном зерне. Это объясняется тем, что используемое топливо содержит повышенное количество бензапирена, и его диспергированные частицы, не сгоревшие в топке сушилки, уносятся потоком теплоносителя и локально загрязняют зерно, что обусловливает вероятность появления в просушенном зерне отдельных зерен со значительно повышенной загрязненностью бензапиреном, и, в свою очередь, оказывает влияние на содержание этого канцерогена во всей анализируемой пробе.
Таблица 3
Результаты определения содержания бензапирена и нитрозаминов в зерне
| Зерносушилка | Вид топлива | Культура | Влажность зерна,% | Температура, С | Содержание, мкг/кг | |||||
| до сушки | после сушки | агента сушки | максимального нагрева зерна | бензапирена | нитрозо- диметиламина | |||||
| в контрольной пробе | в просушен-ном зерне | в контрольной пробе | в просушен ном зерне | |||||||
| ДСП-32отх2 | Смесь тракторного керосина с химиче-ским аб- сорбентом | пшеница | 15,7 | 13,7 | 80 | 37 | 0,043 | 0,933 | 0,28 | 0,23 |
| А1-ДСП-50 | пшеница | 17,6 | 14,1 | 130 | 52 | следы | 0,046 | нет | 0,09 | |
| рожь | 15,4-16,1 | 13,2 | 80-85 | 40 | 0,01 | 0,08 | 0,14 | нет | ||
| овес | 15,3-17,8 | 13,7-14,0 | 75-105 | 37-50 | 0,033 | 0,025 | 0,14 | 0,28 | ||
| А1-ДСП-50 | Дизельное топливо | горох | 20,2 | 14,2 | 65 | 40 | следы | 0,117 | 0,09 | нет |
| А1-УЗМ-01 с цельноме-таллической топкой | пшеница | 26,0 | 14,0 | 140 | 56 | 0,20 | 2,28 | нет | нет | |
| РД-2х25 | Природ- ный газ | рожь | 15,5-16,8 | 255-330 | 43-59 | 0,655 | 0,082 | 0,37 | нет | |
| А1-УЗМ | рожь | 17,2 | 14,3 | 75 | 40 | 0,276 | 0,150 | нет | нет | |
| А1-ДСП-50 с цельноме-таллической топкой | Тракторный керосин | рожь | 19,0 | 13,7 | 80 | 48 | 0,20 | 2,28 | нет | нет |
При использовании в качестве топлива природного газа (зерносушилки РД-2х25 и А1-УЗМ, Башкортостан) были получены наилучшие результаты по чистоте просушенного зерна.
Результаты определения содержания нитрозодиметиламина в высушиваемом зерне не позволяют установить определенные закономерности между содержанием этого канцерогена и процессом сушки.
В результате проведенных исследований получены новые данные, существенно дополняющие имеющуюся информацию о потенциально возможном загрязнении высушиваемого зерна канцерогенно-опасными веществами. Разработана система мероприятий по предотвращению загрязнения высушиваемого зерна вредными веществами.
Проведенные технико-экономические расчеты свидетельствуют о целесообразности применения предложенных способов и методов повышения эффективности технологий тепловой сушки зерна.
Применение пониженных температурных режимов сушки позволяет достичь более полного сохранения качества высушиваемого зерна при существенно большем снижении влажности зерна за один пропуск через сушилку, исключить необходимость транспортирования и хранения недосушенного зерна, снизить себестоимость сушки и послеуборочной обработки зерна в целом.
Эффективность разработанной технологии сушки с предварительным нагревом зерна, повторным использованием сушильного агента и пониженными температурными режимами обеспечивает сокращение расходов топлива на сушку на 10-25%, снижение себестоимости сушки и в целом послеуборочной обработки зерна в 1,1-1,2 раза, повышение эксплуатационной производительности линий послеуборочной обработки зерна на 15-20%. Технологические поточные линии с реконструированными зерносушилками, работающими по указанной технологии, способны принимать и обрабатывать большее количество разнокачественных партий зерна в сутки.
ОБЩЕЕ ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
- Применяемые на практике технологии тепловой сушки зерна еще не в полной мере отвечают современным возрастающим требованиям к обеспечению полной сохранности качества высушиваемого зерна и снижению энергозатрат на сушку.
- В соответствии с принципами системного анализа разработана классификация применяемых технологий тепловой сушки зерна как систем, группирующая их по составу функциональных подсистем – методу теплоподвода, состоянию зернового слоя, способу организации процесса сушки, виду сушильного агента, кратности его использования, режиму сушки. Предложенная схема позволяет разграничить и оценить разнообразные технологии зерносушения, прежде всего, по интенсивности теплового воздействия на зерно, оказывающего решающее влияние на характер и глубину происходящих изменений технологических свойств зерна, а также по удельным энергозатратам на сушку.
- Проведены экспериментально-аналитические исследования кинетики сушки зерна. Выявлены закономерности кинетики сушки зерна разных культур как основы совершенствования технологии сушки. Установлено, что в области гигроскопического влагосодержания, наиболее характерной для практики зерносушения, сушка протекает с убывающей скоростью испарения влаги при непрерывном возрастании температуры зерна, что свидетельствует об углублении зоны испарения внутрь зерна.
Впервые установлена количественная зависимость скорости нагрева высушиваемого зерна от температуры сушильного агента; получены эмпирическое уравнение для расчета максимальной скорости сушки зерна в начальный момент времени сушки и уравнение кривой сушки по методу приведенной скорости сушки.
- При сушке зерна агентом повышенного влагосодержания в начальной стадии процесса отмечается небольшое увлажнение поверхности зерна за счет частичной конденсации водяного пара из агента сушки. Дальнейшая сушка зерна протекает с убывающей скоростью. Явление конденсации водяных паров оказывает положительное влияние на качество высушиваемого зерна. Наличие свободной влаги на поверхности зерна уменьшает вероятность ее перегрева и пересушивания.
- Выявленный характер распределения температурного поля в плотном гравитационно движущемся слое высушиваемого зерна свидетельствует о неравномерности нагрева зерна по толщине слоя, значительно уменьшающейся со снижением температуры сушильного агента и повышением его влагосодержания. Полученные данные используются при обосновании пониженных температурных режимов и режимов сушки зерна агентом повышенного влагосодержания.
- Определен характер изменения в процессе сушки зерна основных кинетических характеристик – температурного коэффициента сушки, критериев Ребиндера и Коссовича, устанавливающих связь между тепло- и массообменном и режимными параметрами процесса. Полученные данные свидетельствуют о целесообразности смягчения температурных режимов с позиций повышения энерготехнологической эффективности сушки.
- Исследовано влияние режима сушки на соотношение интенсивностей внешнего и внутреннего влагопереноса, характеризуемое критерием Кирпичева. Установлено, что критерий Кирпичева имеет максимальную величину в начале процесса сушки, что свидетельствует о наибольшей вероятности трещинообразования в зерне. Определены значения максимального градиента влагосодержания в зерне при различной температуре сушильного агента и начальном влагосодержании зерна. Установлено, что влияние начального влагосодержания зерна на величину градиента влагосодержания особенно резко проявляется при температуре агента выше 100°С.
- Показана технологическая нецелесообразность необоснованного повышения температуры сушильного агента, нередко применяемого на практике с целью ускорения процесса сушки. Наряду с риском ухудшения качества зерна оно приводит к уменьшению возможного снижения влажности зерна на один цикл сушки, что обусловлено опережающим темпом нагрева зерна над испарением влаги. Особенно при этом следует учитывать возможные негативные последствия от перегрева и пересушивания поверхности каждого отдельно взятого зерна.
- Предложен методологический подход к оптимизации режимов сушки зерна в плотном гравитационно движущемся слое. Разработана методика кинетического расчета длительности сушки зерна, основанная на совместном решении системы уравнений кривых сушки и температурных кривых с учетом ограничений, обусловленных предельно допустимым нагревом зерна. Расчет проводится по методу обратных задач, при котором из совокупности режимных параметров, ограниченной областью их возможных значений, выбираются такие, при которых обеспечивается наиболее полное сохранение качества зерна и наименьшие энергозатраты на сушку. Разработанная методика позволяет определить границы возможного снижения влагосодержания зерна за один цикл сушки, ограничиваемого предельно допустимой температурой нагрева зерна. Полученное математическое описание кинетики сушки зерна может служить основой алгоритма автоматизированного управления процессом сушки зерна путем изменения температуры сушильного агента.
- На основе исследования комплекса технологических свойств высушиваемого зерна разных культур (пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, гречиха, горох, семена подсолнечника) получены данные о значениях предельно допустимых температур нагрева зерна применительно к реальным условиям сушки в промышленных установках различных типов. Полученные данные учтены в разработанной ГНУ ВНИИЗ «Инструкции по сушке зерна, семян масличных культур и эксплуатации зерносушилок» (1995г.) в части режимов сушки зерна пшеницы, кукурузы, гороха и семян подсолнечника.
- Расширены сведения о потенциально возможном загрязнении высушиваемого зерна канцерогенно-опасными веществами; получены новые данные о степени загрязнения зерна разных культур (пшеницы, ржи, овса и гороха) на зерносушилках разных типов (ДСП-32от, РД-2х25, А1-УЗМ, А1-УЗМ-01, А1-ДСП-50), работающих с использованием различных видов топлива (дизельного топлива, смеси тракторного керосина с химическим адсорбентом, природного газа). Впервые в высушиваемом зерне наряду с бензапиреном определено содержание нитрозаминов, также представляющих значительную канцерогенную опасность. Разработана система мероприятий по предотвращению загрязнения высушиваемого зерна вредными канцерогенными веществами. Реализация на практике разработанных мероприятий имеет важное социальное значение.
- Научно обоснованы и практически апробированы на 12 предприятиях хлебопродуктов методы и способы повышения энерготехнологической эффективности тепловой сушки зерна разных культур путем применения:
- прямоточной сушки при пониженных температурных режимах с возможностью увеличения влагосъема за один пропуск зерна через сушилку;
- прямоточной сушки агентом повышенного влагосодержания и пониженной температуры;
- прямоточной сушки с предварительным нагревом зерна и последующей сушкой при пониженных температурных режимах;
- прямоточной сушки с предварительным нагревом зерна агентом повышенного влагосодержания и последующей сушкой при пониженных температурных режимах;
- рециркуляционной сушки с предварительным нагревом зерна и применением на стадии сушки пониженных температурных режимов, в т.ч. с использованием агента повышенного влагосодержания.
Разработанные методы и способы повышения эффективности сушки зерна могут быть применены не только при реконструкции действующего, но и при создании нового зерносушильного оборудования.
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ
ПО МАТЕРИАЛАМ ДИССЕРТАЦИИ
Публикации в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК
- Котова (Савченко) С.В. Эффективный метод сохранения качества высушиваемого зерна [Текст] / Котова (Савченко) С.В. // Хлебопродукты. – 1990.- № 6. – с.3
- Резчиков В.А. Анализ зерносушильного парка России [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. // Хлебопродукты. - 2006. – №1. - с.3-5.
- Резчиков В.А. Как предотвратить загрязнение зерна при сушке [Текст] / Резчиков В.А., Котова (Савченко) С.В. // Комбикормовая промышленность. – 1995. – №3.- с.18-20.
- Резчиков В.А. Проблемы обеспечения качества и безопасности высушиваемого зерна [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. // Хлебопродукты. - 2007. – №7. - с.44-46.
- Резчиков В.А. Совершенствование технологии сушки зерна крупяных культур [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. // Хлебопродукты. - 2008. - №7. - с.45-47.
- Резчиков В.А. Совершенствование сушки зерна [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. //Хлебопродукты. - 2005. – №5. - с.44-45.
- Савченко С.В. Кинетическая модель оптимизации режима сушки зерна [Текст] / Савченко С.В.// Хлебопродукты. - 2009. - №7. – с.38-39.
- Савченко С.В. Совершенствование технологии сушки пшеницы на зерносушилках А1-ДСП-50 [Текст] / Савченко С.В. // Хлебопродукты. - 2008. – №4. - с.52-53.
- Савченко С.В. Термоустойчивость пшеницы при сушке [Текст] / Савченко С.В. // Хлебопродукты. - 2007. – №5. - с.56-57.
Брошюры, учебники, учебные пособия
- Котова (Савченко) С.В. Проблемы экологической безопасности сушки зерна [Текст] / Котова (Савченко) С.В. // Обз.инф., Серия: Элеваторная пром-ть.- М.: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1994. – 23 с.
- Резчиков В.А. Технология сушки зерна разных культур на сушилках А1-ДСП-50 [Текст] / Резчиков В.А., Котова (Савченко) С.В. // Обз.инф., Серия: Элеваторная пром-ть. – М.: ЦНИИТЭИ «Хлебпродинформ», 1996. – 42 с.
- Резчиков В.А. Технология зерносушения (учебник для вузов) [Текст] / Резчиков В.А., Налеев О.Н., Савченко С.В./ Под ред. В.А.Резчикова. - Алматы: Изд. Алматинского технологического университета, 2000. – 363 с.
- Резчиков В.А. Методические указания к курсовому и дипломному проектированию зерносушильного оборудования (для студентов специальности 170600 (260601) «Машины и аппараты пищевых производств») [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. - М.: Изд. комплекс МГУПП, 2006.- 39 с.
- Резчиков В.А. Элеваторы, склады и зерносушилки: учебное пособие [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. - М.: Изд.комплекс МГУПП, 2007.- 108 с.
Публикации в других источниках информации
- Вишневская Е.П. Исследование рециркуляционной сушки семян подсолнечника с предварительным нагревом в кипящем слое [Текст] / Вишневская Е.П., Теребулина Н.А., Сыроедов В.И., Резчикова (Савченко) С.В. - Деп. ВИНИТИ, 19.04.84, №442-зг-Д84, № 9, с.73. (8 стр.)
- Котова (Савченко) С.В. Повышение эффективности сушки зерна крупяных культур [Текст] / Котова (Савченко) С.В., Налеев О.Н., Пизняк И.Ф. // Науч. конф., посвящ. 60-летию МТИПП: сб.материалов, г. Москва, МТИПП, 1991. – М.:1991. - Секция: Хранение и технология переработки зерна. – с.110-111.
- Котова (Савченко) С.В. Применение вихревой камеры для предварительного нагрева и интенсификации сушки пшеницы [Текст] / Котова (Савченко) С.В. - Деп. ВИНИТИ, 23.01.87, № 727-хб, № 4, с.173. (6 стр.)
- Котова (Савченко) С.В. Расчет рациональных режимов сушки зерна [Текст] / Котова (Савченко) С.В. // Научно-технические достижения и передовой опыт в отрасли хлебопродуктов: сб.ст. – М.: ЦНИИТЭИ ВНПО «Зернопродукт»,1991.- вып.4. - с.1-7.
- Котова (Савченко) С.В. Совершенствование технологии сушки зерна пшеницы [Текст] / Котова (Савченко) С.В. // Пути повышения качества зерна и зернопродуктов, улучшения ассортимента крупы, муки и хлеба: сб. материалов Всесоюзной науч.конф., г. Москва, ВНИИЗ, 17-19 октября 1989. - М.: ЦНИИТЭИ хлебопродуктов, 1991. - 160 с. - т.1. - с.147-149.
- Котова (Савченко) С.В. Сушка пшеницы агентом различного влагосодержания [Текст] / Котова (Савченко) С.В. - Деп.ВИНИТИ, 11.06.87, № 792-хб, № 9, с.172 (12 стр.)
- Котова (Савченко) С.В. Сушка пшеницы при пониженных температурах на зерносушилках ДСП-32-от [Текст] / Котова (Савченко) С.В. // Научно-технические решения и передовой опыт в отрасли хлебопродуктов: сб.ст.- М.: ЦНИИТЭИ ВНПО «Зернопродукт», 1990. - вып.11. - с.1-3.
- Налеев О.Н. Моделирование процесса и расчет режимов сушки зерна [Текст] / Налеев О.Н., Резчиков В.А., Котова (Савченко) С.В. // Научно-практическая и методическая конференция, посвящ. 30-летию Алматинского технологического института: сб. материалов, г.Алматы, 3-4 октября 1996г. /Под ред. акад. МИА и АН ВШК, д.х.н., проф. Кулажанова К.С. – Алматы: Алматин. технол. ин-т, 1996. – 242 с. – с. 81-82.
- Налеев О.Н. Повышение технологической эффективности процесса сушки зерна проса [Текст] / Налеев О.Н., Пизняк И.Ф., Котова (Савченко) С.В. //Пищевая технология и сервис. - Алматы. – 1997. – вып.1. – с.6-9.
- Налеев О.Н. Ресурсосберегающие способы сушки зерна [Текст] / Налеев О.Н., Савченко С.В. // Вестник НПЦ перерабатывающей и пищевой пром-ти: сб.ст.- Алматы: НПЦ перерабатывающей и пищевой пром-ти, 2004.– №2. - с.7-11.
- Налеев О.Н. Совершенствование методики выбора режимов сушки зерна [Текст] / Налеев О.Н., Котова (Савченко) С.В. // Пищевая технология и сервис. - Алматы. – 1996. – вып.1. – с.51-55.
- Налеев О.Н. Совершенствование технологии сушки проса [Текст] / Налеев О.Н., Пизняк И.Ф., Котова С.В. // Научно-практическая и методическая конференция, посвящ. 30-летию Алматинского технологического института: сб.материалов, г.Алматы, 3-4 октября 1996г. /Под ред.акад. МИА и АН ВШК, д.х.н., проф. Кулажанова К.С. – Алматы: Алматин. технол. ин-т, 1996. – 242 с. – с. 86-87.
- Резчиков В.А. Обоснование режимов временного хранения до сушки объединенных партий проса разной влажности [Текст] / Резчиков В.А., Котова (Савченко) С.В., Бравичева Н.А. // Научно-технические достижения и передовой опыт в отрасли хлебопродуктов: сб.ст. - М.: ЦНИИТЭИ «Хлебопродинформ», 1995. - вып.4. - с.3-9.
- Резчиков В.А. Проблемы обеспечения высокого качества и безопасности высушиваемого зерна [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. // Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации: сб.докладов Всерос. научно-технической конф.-выставки, г.Москва, ноябрь 2003 г./ Моск. гос. университет пищевых производств. – М.:МГУПП, 2003. - М.: Изд. комплекс МГУПП, 2003. - 485 с.- с.78-80.
- Резчиков В.А. Проблемы обеспечения качества и безопасности зерна при сушке [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. // Качество зерна, муки, хлебобулочных и макаронных изделий («Качество-2006»): сб.материалов III Межд. конф., г.Москва, Международная промышленная академия, 5-7 декабря 2006 г. – М.: Пищепромиздат, 2006. – 234 с.- с.57- 59.
- Резчиков В.А. Проблемы энергосбережения и сохранения качества зерна при сушке [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. // Научные труды МГУПП: сб.ст.– М.: Изд. комплекс МГУПП, 2005. - Том 1. - 388 с.- с.173-178.
- Резчиков В.А. Развитие теории, технологии и практики сушки зерна [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. // Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации. Эффективное использование ресурсов отрасли: сб.докладов VI науч.-тех. конференции, г.Москва, 18-19 ноября 2008г. / Моск. гос. университет пищевых производств. – М.: Изд. комплекс МГУПП, 2008. – 300 с. – с.177-183.
- Резчиков В.А. Совершенствование сушки зерна крупяных культур [Текст] / Резчиков В.А., Налеев О.Н., Пизняк И.Ф., Котова (Савченко) С.В. //Научно-технические достижения и передовой опыт в отрасли хлебопродуктов: сб.ст.- М.: ЦНИИТЭИ «Хлебопродинформ»,1995. - вып.5. - с.3-6.
- Резчиков В.А. Современные проблемы энергосбережения при сушке зерна [Текст] /Резчиков В.А., Савченко С.В. // Управление технологическими свойствами зерна: материалы III Межд. конференции, г.Москва, 2005г. /Моск. гос. университет пищевых производств. – М.: МГУПП, 2005. - 219 с. – с.144-150.
- Резчиков В.А. Способы достижения энергетического совершенства и тепловой экономичности зерносушилок [Текст] / Резчиков В.А., Налеев О.Н., Савченко С.В. // Состояние, проблемы и перспективы развития механизации сельского хозяйства и машиностроения АПК: сб. Труды Межд.научно-практической конф., посвященной Году России в Казахстане и 70-летию со дня основания первого в Казахстане факультета механизации сельского хоз-ва Каз.нац.агр.ун-та, г.Алматы, 6-8 октября 2004г. – В 2-х кн. – Алматы: ТОО «Iнжу Маржан полиграфия фирмасы”, 2004. – Кн. 1. - 270 с. – с.219-222.
- Резчиков В.А. Способы повышения эффективности процесса сушки зерна [Текст] / Резчиков В.А. Налеев О.Н. Савченко С.В. // Вестник НПЦ перерабатывающей и пищевой пром-ти: сб.ст. – Алматы: НПЦ перерабатывающей и пищевой пром-ти, 2004. - №4. – с.9-13.
- Резчиков В.А. Сушка зерна пшеницы различных фаз спелости [Текст] / Резчиков В.А., Налеев О.Н., Котова (Савченко) С.В. // Пищевая технология и сервис. – Алматы. - 1997. - № 2. - с.3-5.
- Резчиков В.А.Энергосберегающие технологии сушки зерна [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. // Современные энергосберегающие технологии (сушка и термовлажностная обработка материалов: сб. Труды межд.научно-практической конф., г.Москва, 2002г./ Моск. гос. аграрный университет - В 4 т. - М: МГАУ, 2002. - Т.4. Секция 3. Сушка зерна. Секция 5.Энерго- и ресурсосбережение при сушке и термовлажностной обработке материалов. – 249 с. – с.35-38.
- Резчиков В.А. Энерготехнологическое совершенствование сушки зерна [Текст] / Резчиков В.А., Котова (Савченко) С.В. // Научно-технические достижения и передовой опыт в отрасли хлебопродуктов: сб.ст. –М.: ЦНИИТЭИ «Хлебопродинформ»,1995. - вып.6. - с.3-7.
- Резчиков В.А. Энерготехнологическое совершенствование сушки зерна [Текст] / Резчиков В.А., Налеев О.Н., Котова (Савченко) С.В.// Пищевая технология и сервис. – Алматы. - 1997. - №1. - с.2-5.
- Резчиков В.А. Энерготехнологическое совершенствование сушки зерна [Текст] / Резчиков В.А., Савченко С.В. // Пищевые продукты ХХI века: материалы Юбилейной межд.научно-практической конф. – М.: Изд. комплекс МГУПП, 2001. – В 2 т. - Т.1. - 299с. - с.104-107.
- Савченко С.В. Обеспечение экологической безопасности высушиваемого зерна [Текст] / Савченко С.В. // Хранение и переработка зерна. – 2008. - № 6. – с. 33-35.
- Савченко С.В. Проблемы обеспечения качества и безопасности высушиваемого зерна [Текст] / Савченко С.В. // Актуальные проблемы производства и переработки с/х продукции в условиях рыночной экономики: материалы межд.науч.-практ.конф-ции, г.Алматы, 2-3-ноября 2006г. - Алматы, 2006.- в 2-х кн. - 451с.- с.53-55.
- Савченко С.В. Проблемы сохранения качества зерна как сырья для производства комбикормов [Текст] / Савченко С.В. // Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации: сб.докл. IV Межд. конф.-выставки, г. Москва, МГУПП, 15-16 ноября 2006г. –М.: ИК МГУПП, 2006. – Часть 1. -302 с. - с.100-102.
- Савченко С.В. Совершенствование технологии сушки проса [Текст] / Савченко С.В. // Технология крупяных продуктов вчера, сегодня, завтра: материалы науч.-практ. конф., г.Москва, ГОУ ВПО МГУПП, 18-20 декабря 2007г. – М: Изд. комплекс МГУПП, 2007 – 136 с. – с.110-114.
- Савченко С.В. Совершенствование технологии сушки проса [Текст] / Савченко С.В. // Хранение и переработка зерна.- 2008. - № 4. – с.24-26.
- Савченко С.В. Термоустойчивость зерна пшеницы при сушке агентом различного влагосодержания [Текст] / Савченко С.В. // Актуальные проблемы производства и переработки с/х продукции в условиях рыночной экономики: материалы межд.науч.-практ.конф-ции, г.Алматы, 2-3-ноября 2006г. - Алматы, 2006.- в 2-х кн. - 451с.- с.55-58.
- Савченко С.В. Термоустойчивость зерна пшеницы при сушке агентом разного влагосодержания [Текст] / Савченко С.В. // Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации: сб.докл. IV Межд. конф.-выставки, г.Москва, МГУПП, 15-16 ноября 2006г.–М.: Изд. комплекс МГУПП, 2006. - Часть 1.- 302 с. - с.98-100.
- Савченко С.В. Термоустойчивость зерна пшеницы при сушке агентом различного влагосодержания [Текст] /Савченко С.В.//Хранение и переработка зерна. – 2008. - № 2 (104) февраль. - с.35-36.
- Савченко С.В. Технология сушки зерна пшеницы различных фаз спелости [Текст] / Савченко С.В. // Хранение и переработка зерна. – 2009. - № 2(116). – с.43-46.
- Савченко С.В. Эффективная технология сохранения качества высушиваемого зерна [Текст] / Савченко С.В. // Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации: сб.докл. IV Межд. конф.- выставки, г.Москва, МГУПП, 15-16 ноября 2006г. - М.: Изд. комплекс МГУПП, 2006. - Часть 1. –302 с. - с.96-97.
Патент на изобретение
- Патент № 4926723/13 Российская Федерация. Способ сушки зерна крупяных культур. [Текст] / Резчиков В.А., Налеев О.Н., Котова (Савченко) С.В., Пизняк И.Ф.; заявитель и патентообладатель – Всеросс. НИИ зерна и продуктов его переработки ВНПО «Зернопродукт», дата выдачи 08.04.91. Опубл. 30.09.94. Бюл.№18.
