Сушенето с нагрят въздух и сушенето при ниска температура (наричано още сушене при стайна среда или сушене в магазина) използват два фундаментално различни принципа на сушене. И двете имат своите предимства и недостатъци и понякога се използват в комбинация, например в двустепенни системи за сушене.
Сушенето с нагрят въздух използва високи температури за бързо сушене и процесът на сушене се прекратява, когато средното съдържание на влага (MC) достигне желаното крайно MC.
При нискотемпературното сушене целта е да се контролира относителната влажност (RH), а не температурата на въздуха за сушене, така че всички зърнени слоеве в дълбокия слой да достигнат равновесно съдържание на влага (EMC).
Следната таблица показва основните разлики:
В периодичните сушилни с фиксиран слой с нагрят въздух горещият въздух за сушене навлиза в масата на зърното на входа, преминава през зърното, докато абсорбира вода и излиза от масата на зърното на изхода. Зърното на входа изсъхва по-бързо, тъй като там въздухът за сушене има най-голям водопоглъщащ капацитет. Поради плиткото легло и относително високите скорости на въздушния поток, сушенето се извършва във всички слоеве на масата на зърното, но най-бързо на входа и най-бавно на изхода (вижте кривите на сушене в таблицата).
В резултат на това се развива градиент на влага, който все още присъства в края на сушенето. Процесът на сушене се спира, когато средното съдържание на влага в зърното (проби, взети при входа на въздуха за сушене и изхода на въздуха за сушене) е равно на желаното крайно съдържание на влага. Когато зърното се разтовари и напълни в торби, отделните зърна се уравновесяват, което означава, че по-влажните зърна отделят вода, която сушилните зърна адсорбират, така че след известно време всички зърна имат еднакъв MC.
Повторното намокряне на зърната от сушилнята обаче води до напукване, което води до счупване на зърната в процеса на смилане. Това обяснява защо възстановяването при смилане и възстановяването на оризовата глава на зърна, изсушени в периодични сушилни с фиксиран слой, не е оптимално. Един от начините за минимизиране на градиента на влага по време на сушене е да се смесят зърната в сушилнята, след като са изминали около 60-80% от времето за сушене.
При нискотемпературно сушене целта на управлението на сушилнята е да поддържа относителната влажност на въздуха за сушене при равновесната относителна влажност (ERH), съответстваща на желаното крайно съдържание на влага в зърното, или равновесното съдържание на влага (EMC). Влиянието на температурата е минимално в сравнение с относителната влажност (Таблица 2).
Ако например се желае крайна MC от 14%, трябва да се цели RH на изсушаващия въздух от около 75%. На практика околният въздух може да се използва през деня през сухия сезон. През нощта и по време на дъждовния сезон леко предварително загряване на околния въздух с 3-6ºK е достатъчно, за да се намали относителната влажност до подходящи нива
Въздухът за сушене навлиза в масата на зърното на входа и докато се движи през масата на зърното, изсушава мокрите зърна, докато въздухът се насити. Поглъщайки водата, въздухът се охлажда с няколко градуса. При по-нататъшния си път през масата на зърното въздухът не може да поеме повече вода, тъй като вече е наситен, но той поема топлината, създадена от дишането, насекомите и растежа на гъбичките и по този начин предотвратява нагряването на все още мократа част на зърното. Развива се изсушаващ фронт с дълбочина няколко сантиметра, който бавно се придвижва към изхода, оставяйки след себе си изсушено зърно. След като фронтът на сушене напусне масата на зърното, процесът на сушене е завършен. В зависимост от първоначалното съдържание на влага, скоростта на въздушния поток, обемната дълбочина на зърното и свойствата на въздуха за сушене това може да отнеме от 5 дни до няколко седмици.
Процесът на сушене при ниска температура е много нежен и дава отлично качество, като същевременно поддържа висока степен на покълване. Тъй като се използват много ниски скорости на въздуха (0,1 m/s) и не винаги е необходимо предварително загряване на въздуха за сушене, специфичните енергийни изисквания са най-ниските сред всички системи за сушене. Нискотемпературното сушене обикновено се препоръчва като втори етап на сушене за неолющене с MC не по-голямо от 18%. Изследванията в IRRI показват, че при внимателно управление на сушилнята дори прясно прибрано зърно с MC от 28% може да бъде изсушено безопасно в едностепенни нискотемпературни сушилни, ако дълбочината на обема е ограничена до 2 m и скоростта на въздуха е поне 0,1 m/s. Въпреки това, в повечето развиващи се страни, където прекъсванията на електрозахранването все още са често срещани, представлява значителен риск да се поставят зърна с висока влажност в насипно състояние без резервно захранване с електричество за работа на вентилаторите.
Време на публикуване: 16 май 2024 г