Одержано нові аналітичні залежності для розрахунку процесу сушіння в шахтних сушарках з прямо- та протитечійним рухом сушильного агенту та змінною швидкістю руху зерна за довжиною сушильного тракту. Вперше запропоновано технологію сушіння зерна у циркуляційних сушарках з використанням зміни швидкості переміщення зерна у кожному циклі. Встановлено закон зміни швидкості, що забезпечує найбільшу ефективність сушіння. Проведено оцінку впливу параметрів процесу сушіння на технологічні та конструктивні показники зерносушарок, а також комплексні дослідження кінетики сушіння та нагрівання зерна з урахуванням вологовмісту сушильного агента. Одержано узагальнені криві сушіння та нагрівання зерна у шарі, на базі яких побудовано адекватні регресійні моделі залежностей основних показників процесу від режимних параметрів та властивостей матеріалу.

На підставі проведеного критичного аналізу способів сушки, конструкцій існуючих зерносушарок та наукових робіт щодо даного питання, доведено необхідність вдосконалення технології сушки та розробки сушарки з псевдозрідженим шаром, яка дозволяє понизити питому витрату енергії на сушку та підвищити якість висушуваного матеріалу за рахунок застосування ступінчастого підведення теплоносія до висушуваного матеріалу. На базі аналізу існуючих сушарок розроблено конструктивно-технологічну схему сушарки з киплячим шаром. Проведено теоретичний аналіз процесу сушки з переривистою подачею теплоносія, одержано математичну модель процесу сушки, а також математичні залежності, що характеризують технологічний процес роботи сушарки та дозволяють теоретично визначити її основні конструкторсько-технологічні параметри.

Наведено результати теоретичних досліджень основних закономірностей сушіння качанів кукурудзи за схемою протитечії. Розроблено математичні моделі для визначення основних параметрів процесу сушіння: розподіл температури і вологості качанів та температури сушильного агента за висотою сушарки. Установлено питомі витрати енергії залежно від режимів проведення процесу. Експериментально визначено теплофізичні та фізико-механічні властивості шару качанів, коефіцієнти сушіння та їх загальну експозицію зневоднення. За результатами досліджень розроблено та випробувано дослідні зразки сушильних установок.

Досліджено процес сушіння насіння у киплячому стані міні-зерносушарки каскадного типу. Проаналізовано існуючі способи та засоби сушіння насіння у киплячому шарі, обгрунтовано шляхи усунення недоліків кожного з них. Проаналізовано процес конвективного та кондуктивного сушіння насіння, досліджено переміщення насіння по каскадах, рух киплячого шару, визначено інтенсивність і способи видалення вологи з насіння. Запропоновано принципову технологічну схему міні-зерносушарки каскадного типу з використанням теплової обробки насіння у киплячому шарі. Експериментально обгрунтовано вплив кута нахилу каскадів, температури агента сушіння, тиску повітря, товщини киплячого шару на процес сушіння та зняття вологи. Одержано рівняння регресії, що дозволяє оцінювати вплив окремих факторів на процес сушіння насіння. Проведено розрахунок економічного ефекту від використання міні-зерносушарки каскадного типу для сушіння насіння у киплячому шарі та підтверджено доцільність її впровадження у виробництво.

Розроблено методику моделювання процесу сушіння зерна в математичному середовищі Simulink Matlab для визначення динамічних режимів роботи зерносушарки.

Розглянуто властивості насіннєвого зерна як об'єкту сушки, проведено огляд досліджень і визначено сучасний стан обладнання для сушіння насіннєвого зерна. Увагу приділено проблемі підвищення інтенсивності й енергетичної ефективності сушіння насіннєвого зерна зі збереженням високої схожості посівного матеріалу, що досягається через визначення раціональних режимів сушіння насіннєвого зерна та розробкою енергоефективного обладнання з застосуванням теплових насосів. Наведено результати експериментальних і теоретичних досліджень, описано основні закономірності сушіння насіннєвого зерна конвективним і конденсаційним методом. Одержано залежності інтенсивності та питомих витрат теплоти від режимів сушіння в теплонасосній зерносушарці.

Досліджено проблему підвищення ефективності процесу одержання енергії із соломи зернових шляхом встановлення раціональних конструктивно-технологічних параметрів і режимів роботи камери газоутворення прямопотокового газогенератора, що використовується в технологічному процесі сушіння зернових. Розроблено математичну модель, що узгоджує конструктивно-технологічні параметри камери газоутворення з режимом газоповітряного дуття та фізико-механічними властивостями рослинної сировини, аналіз якої дозволив регулювати теплопродуктивність газогенератора. Теоретичними та експериментальними дослідженнями обгрунтовано основні конструктивні параметри та режими роботи камери газоутворення прямопотокового газогенератора. Визначено умови, за яких теплопродуктивність газогенератора найвища. Досліджено вплив на теплопродуктивність газогенератора вологості соломи зернових, обсягу повітря, необхідного для процесу газоутворення, та діаметру кола встановлення фурм, зміна якого забезпечується переміщенням рухомих фурм в осьовому напрямку. Подано рекомендації щодо розробки конструкції камери газоутворення та газогенератора, адаптованого до рослинної сировини, які дозволяють підвищити його продуктивність і зменшити енергоємність процесу сушіння зерна. Запропоновано технологічну схему підготування генераторного газу до використання в теплотехнічному обладнанні. Обгрунтовано технологію й апарати для очищення генераторного газу. Виконано техніко-економічне обгрунтування роботи зернової сушарки на генераторному газі, одержаному з соломи зернових.

Рассмотрены свойства озоновоздушных смесей и вопросы их применения для сушки зерна. Приведены материалы по обработке зерна озоновоздушной смесью с целью его сушки. Показано, что применение озоновоздушных смесей позволяет повысить производительность, снизить энергозатраты при сушке.

Наведено результати інтенсифікації процесу сушіння зерен сої шляхом їх підготовки методом розсічення поверхні зерен. Запропоновано схему сушіння зерен сої в комплексі з пристроєм їх підготовки. Розроблено математичну модель переміщення зерен сої конічним диском із прямолінійними направляючими лопатками з врахуванням сили повітряного потоку. Виведено аналітичні залежності для визначення швидкості руху матеріалу в пристрої підготовки до сушіння та необхідної кутової швидкості диска з врахуванням зусилля руйнування поверхні зерен сої. Проведено моделювання процесу тепло- та масопереносу в зернах сої й одержано математичну модель зміни вологовмісту з часом і виведено аналітичну залежність для визначення швидкості сушіння з врахуванням коефіцієнту сушіння К та визначального (ефективного) розміру зерен. Розроблено математичну модель зміни з часом вологовмісту зерен сої та виведено рівняння кінетики сушіння, яке враховує інтенсивність випаровування з відкритої поверхні. Досліджено вплив параметрів сушильного агенту на кінетику сушіння й обгрунтовано раціональний режим сушіння та його реалізація.

Приведен расчет конструктивно-технологических параметров конвейерной сушилки пророщенного зерна. На основе материального и теплового баланса выявлена взаимосвязь теплоты необходимой для сушки пророщенного зерна с начальной и конечной влажностью продукта.

Мета роботи - дослідження особливостей будови і функціювання та експлуатаційних показників призначення модульних сушарок виробництва провідних компаній. Методи досліджень - аналітичний огляд та аналіз конструкції за даними компаній-виробників та реальних зразків модульних зерносушарок. Наведено результати досліджень модульних зерносушарок виробництва провідних зарубіжних та вітчизняних компаній. Вони пропонують широкий вибір модульних сушарок, які здатні забезпечити продуктивність від 3,5 т/год до 250 т/год. Особливості конструкції модульних сушарок: корпус зерносушарки, решета зернових колон виконані з оцинкованої сталі; потоковий режим руху зерна дозволяє сушити зерно до необхідної кондиційної вологості за один прохід; здатність роботи в режимах "сушіння" і "сушіння - охолодження"; у зернових колонах встановлені змішувачі для забезпечення рівномірного сушіння зерна; здатність працювати на природному або зрідженому газі та дизельному паливі; незначне споживання палива; об'єднання в одному корпусі вентилятора та пальника забезпечує оптимальне спалювання і нагрівання повітря; автоматична система контроль процесу пальників; зерносушарки мають режим ручного керуванням, що забезпечує вимикання і припинення подачі газу в будь-якій ситуації. Недоліки, властиві для модульних сушарок: зерно з внутрішньої (гарячої) сторони сушарки перегрівається і пересушується, а зовнішній шар зерна - недосушується; холодний вітер, або дощ призводять до неоднорідного сушіння зерна; для сушіння насіння дрібнонасінних культур необхідні стінки з відповідним дрібним перфоруванням; під час руху вертикального стовпа зерна відбувається його тертя об внутрішні і зовнішні стінки, стирання і травмування; можливе застрявання вологого зерна в будь-якому місці по висоті потоку, що призводить до появи локальних місцевих потоків і перегріву; під час сушіння деяких культур виділяється багато зернового пилу, який забруднює прилеглу територію; тоненька оболонка, відділяючись від кожного зернятка, забиває зовнішні перфоровані листи. Це знижує ефективність сушіння; відсутність рекуперації тепла із зони охолодження висушеного зерна і відсутність теплоізоляції призводить до споживання величезної кількості енергоносія. Визначальними факторами у підборі модульної зерносушарки, які впливають на вибір споживачів, є показники продуктивності сушарки, її енерговитратність, надійність, довговічність роботи і ціна. Висновки: модульні зерносушарки виробництва провідних компаній світу та вітчизняних підприємств-виробників мають просту та надійну конструкцію, забезпечують широкий діапазон продуктивності, адаптовані до технологічної роботи з пальниками, які працюють із використанням електроенергії, дизельного палива, газу та біопалива і наряду зерно сушарками інших типів знаходять широке та ефективне застосування в Україні.

Мета роботи - дослідження особливостей будови, функціювання та показників призначення шахтних сушарок виробництва провідних компаній. Методи досліджень: аналітичний огляд та аналіз конструкцій за даними компаній-виробників шахтних зерносушарок. На ринку України зарубіжні фірми пропонують широкий вибір шахтних сушарок для сушіння зерна з продуктивністю до 225 т/год та вологістю більше 40 %. В основі їхніх конструкцій - сушильна шахта, в яку паралельними рядами вмонтовано короби з оцинкованими впускними і випускними повітропроводами конічної форми, розміщеними в шаховому порядку. По висоті шахта розділена на зони нагрівання і охолодження. Зерно в прямоточній шахті переміщується самопливом, зверху донизу один раз, знижуючи свою вологість на 6 - 7 %. У більшості шахтних сушарок реалізована функція рекуперації тепла - забір тепла від гарячого зерна і повернення підігрітого повітря назад в сушарку, що дає не тільки економію палива, але й електроенергії. Сушіння зерна на українських елеваторах свідчить, що саме шахтні зерносушарки переважають сушарки - аналоги інших типів з точки зору економічності. Причина цього - теплообмін відбувається за допомогою підвідних і відвідних коробів, які дають змогу рівномірно розподілити загальний обсяг теплоносія в шахті зерносушарки. Висновки: зерносушарки шахтного типу характеризуються: високою продуктивністю сушіння; пристосованістю до роботи з використанням газу та біопалива; універсальністю щодо сушіння зерна і насіння різних культур; ефективною роботою системи відокремлення пилу від зерна; низьким рівнем шуму під час роботи; пристосованістю до якісного очищення шахти під час переходу на сушіння іншої культури; простим обслуговуванням та експлуатацією. Головні критерії у виборі сушарки - продуктивність, універсальність сушіння широкої гами зерна та насіння, економічність процесів сушіння, адаптація до сушіння з використанням біопалива, ціна сушарки.

Приведено результати випробувань зерносушарки MEPU M5-51 на відповідність вимогам Технічного регламенту безпеки машин та Технічного регламенту безпеки низьковольтного електричного обладнання, приведених в Харківській філії УкраНДІПВТ ім. Л. Погорілого. Встановлено, що зерносушарки даної серії відповідають вимогам Технічного завдання, нормативної документації з безпеки і ергономічності.

Наведено результати державних приймальних досліджень зерносушарки BRICE-BAKER SCN-16/72, проведених в Харківській філії УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. Встановлено, що зерносушарки даної серії відповідають вимогам Технічного завдання, нормативної документації з безпеки і ергономічності.

Вивчення конструкції існуючого обладнання для післязбиральної обробки не надає можливість проводити дбайливий прийом і сушку високовологого насіння сої, що призводить до зниження якості та втрати врожаю. Для вирішення даної проблеми розроблено та виготовлено мобільний пристрій для прийому та сушки за один пропуск високовологої купи сої - тканинний аерожолоб. Розроблений пристрій з низькою металоємністю конструкції забезпечує прийом, сушіння і транспортування високовологого насіння. Зазначені переваги досягнуто шляхом застосування в конструкції додаткових повітропідводячих каналів і використання тканих матеріалів, в тому числі зі збільшеним до 46 % коефіцієнтом живого перетину - тканинних сит. У зволоженій зоні найбільш відповідальна операція - сушка вологого матеріалу. Використання існуючих приймальних відділень і пристроїв для сушіння та вентилювання насіння зернобобових культур не забезпечує якості та зниження собівартості сушіння високовологого насіння в зонах підвищеного зволоження. Використання додаткових каналів підведення повітря з тканинних сит у конструкції тканинного аерожолоба надає можливість додатково збільшити подачу агента сушіння в шар купи на 60 %. Конструкція сушильної камери забезпечує високу рівномірність сушіння з відхиленням відносної вологості насіння сої не більше 1,2 % і збільшення їх схожості до 4,5 %. Застосування розробленого тканинного аерожолоба надає можливість приймати та якісно без травмування за один пропуск сушити високовологе насіння сипучих культур різних за масою партій - від 2 до 10 тонн із найменшими енерговитратами. Особливості конструкції відкривають можливості його використання в зонах підвищеного зволоження на підприємствах із різними обсягами виробленої продукції.

Вивітлено питання підвищення енергоефективності термообробки зернових матеріалів. Зазначено, що розглянуті в роботі математичні моделі надають теоретичні передумови вирішенню питань раціонального використання енергоресурсоносіїв під час термообробки зерна, підвищення його якості. Подано інформацію про технології та машини високоінтенсивної термообробки зернових матеріалів, технологічні вимоги до зерносушильних установок, особливості термічного сушіння зерна і насіння в зерносушарках різних конструкцій.

Увагу приділено науковому обгрунтуванню та розробці ефективних технологій сушіння насіння овочів. Наведено результати досліджень із сушіння насіння овочевих культур на конвективному сушильному стенді, зокрема насіння томату, перцю та гарбуза. Енергоефективність процесу сушіння реалізовано в теплонасосній сушильній установці з упровадженням ступінчатих режимів сушіння, що забезпечують високу якість насіннєвого матеріалу. Розроблено ефективні безвідходні технології та технологічні лінії для одержання насіння овочевих культур.

Наведено результати державних приймальних випробувань зерносушарки шахтної типу ЗШ (ЗШ-1500Г) щодо відповідності вимогам безпеки машин, визначення показників якості та їх відповідність встановленим вимогам з метою прийняття рішення щодо включення зерносушарки шахтної типу ЗШ (ЗШ-1500Г) до Державного реєстру технічних засобів для агропромислового комплексу України. Дослідження проведено в Харківській філії УкрНДІПВТ ім. Л. Погорілого. Встановлено, що зерносуарки даної серії відповідають вимогам Технічних умов, нормативної документації з безпеки і ергономічності.

Описано перевірку адекватності математичної моделі розповсюдження озону в складі сушильного агенту у шарі зерна за його післязбиральної обробки із використанням віброозонуючого комплексу.

Робота присвячена підвищенню ефективності сушіння насіння в зерносушарці з киплячим шаром. В результаті аналізу конструкції та умов роботи сушарки була поставлена та розв'язана загальна задача синтезу оптимальної багатовимірної системи стабілізації висоти киплячого шару насіння за сигналом про зміну вологості насіння на виході сушарки, що включає ідентифікацію динаміки зерносушарки з киплячим шаром, визначення матриці передаточних функцій системи вимірювання, компенсацію запізнень у структурі зерносушарки та визначення моделі оптимального регулятора. Результати моделювання показали, що при майже однакових дисперсіях зміни сигналів положення шиберу та температури агента, суттєво зменшується дисперсія зміни висоти киплячого шару по відношенню до зміни висоти в системі без регулятора. При цьому зміна фактичної вологості матеріалу на виході із сушарки максимально наближається до теоретичної кривої сушки, тобто за рахунок максимізації точності стабілізації висоти насіння на каскаді ефективність сушіння значно підвищується.