Sadržaj vlage u našim poljoprivrednim proizvodima u trenutku žetve, osobito kod kukuruza, viši je nego što je potrebno za sigurno skladištenje i daljnju preradu. U novoj seriji članaka želimo predstaviti suvremene sušare s ekonomičnom potrošnjom energije te pravilnu upotrebu procesa sušenja.
Načelo sušenja
Tzv. ravnotežni sadržaj vlage kod različitih kultura obično iznosi oko 13–14 %. Sušenje strnih žitarica tijekom ljetnog razdoblja zbog visokih temperatura (oko 30 °C) najčešće nije potrebno.
U poljoprivrednoj praksi većina sušara radi na konvektivnom principu. U tom slučaju za uklanjanje suvišne vlage iz žitarice koristi se činjenica da je temperatura zagrijanog medija za sušenje (zrak, mješavina dimnih plinova i zraka, pregrijana para) znatno viša, a njegov sadržaj vlage znatno niži u odnosu na sjeme koji se suši. S gledišta učinkovitosti i očuvanja kvalitete proizvoda najpovoljnije je ako se tijekom sušenja sjeme i medij za sušenje kreću u istom smjeru.
Odvođenje vlage nastaje zbog razlika parcijalnog tlaka vodene pare između površine zrna ili drugog biljnog materijala (npr. biljnih ostataka) i medija za sušenje. Unutar proizvoda koji se suši razlika u vlažnosti (gradijent vlage) raste prema unutrašnjosti, pa voda migrira prema površini. Otpuštanje vlage traje dok se ne uspostavi ravnoteža između unutarnjeg kretanja vode, brzine isparavanja na površini i sposobnosti medija za sušenje da primi vlagu.
Načelo rada i vrste sušara
Prema načelu rada, odnosno konstrukcije, sušare se dijele u tri skupine:
- uređaji s prisilnim transportom materijala;
- vertikalne sušare s gravitacijskim transportom;
- sušare s debelim slojem žitarice (silosne sušare).
Kod sušara s prisilnim transportom materijala proizvod se pomoću transportnog mehanizma pomiče preko vodoravno postavljenih, perforiranih površina za sušenje i hlađenje (pladnjevi, trake itd.). Sušenje ovisi o brzini transportnog uređaja, debljini sloja materijala i temperaturi medija koji struji kroz pojedine pladnjeve. Specifična potrošnja energije iznosi 5500–7500 kJ/kg vode. Danas su takve sušare rijetke.
Kod vertikalnih sušara s gravitacijskim transportom materijala se dovodi na vrh tornja te se vlastitom težinom, najčešće u intervalima, spušta prema uređaju za istovar smještenom ispod zone hlađenja. Brzina prolaska regulira se uređajem za istovar. Vrijeme sušenja ovisi o temperaturi i količini medija za sušenje, kao i o početnom sadržaju vlage, temperaturi i količini materijala. Ovisno o unutarnjoj konstrukciji tornja razlikuju se oknaste, kaskadne ili stupičaste izvedbe. Specifična potrošnja energije iznosi 4500–5500 kJ/kg vode.
Kod sušara s debelim slojem (silosnih sušara) raspršivač u gornjem dijelu ravnomjerno raspoređuje materijal u sloju debljine 0,5–5 m na perforiranom podu kroz koji ventilator potiskuje zrak za sušenje. Miješanje materijala osiguravaju vertikalni pužni transporteri miješači koji se kružno kreću. Vlažni zrak izlazi kroz otvore na krovu silosa. Istovar se vrši pomoću puža ispod poda i elevatora s kantama koji sudjeluje i u punjenju.
Suvremene vertikalne sušare s gravitacijskim transportom
Punjenje sušare vrši se odozgo, nakon prethodnog čišćenja materijala, koji se zatim spušta kroz zone sušenja. Za proizvodnju toplog zraka najčešće se koristi plinski plamenik, a zagrijani zrak ventilator dovodi u zonu sušenja. Kod suvremenih sušara primjenjuju se ventilatori sa sustavom usisa.
U tornju su stepenasto raspoređeni zračni kanali. Jedan kraj kanala u istom redu je otvoren, dok je drugi zatvoren, a u sljedećem redu situacija je obrnuta. Na jednoj razini zrak ulazi, a na drugoj izlazi. Zrak koji ulazi kroz kanal prolazi kroz materijal i preko izlaznih kanala prelazi na drugu stranu tornja, a zatim izlazi u atmosferu.
U donje zone ventilator dovodi hladni zrak za hlađenje. Zrak zagrijan u zoni hlađenja može se vratiti do ložišta i nakon ponovnog zagrijavanja usmjeriti u zonu sušenja ili se može miješati sa svježim zrakom, čime se znatno smanjuje potrošnja energije. Također je moguće više puta provesti isti zrak kroz zonu sušenja ako još ima sposobnost upijanja vlage.
Osušeni materijal obično se istovaruje u intervalima pomoću uređaja smještenog ispod zone hlađenja. Početni sadržaj vlage u velikoj mjeri određuje brzinu istovara, odnosno vrijeme zadržavanja u sušari. Istovar se može upravljati pomoću senzora za mjerenje vlage.
Suvremene mobilne sušare
Mobilne sušare također su tornjevske, jer se iz vodoravnog transportnog položaja postavljaju u okomiti radni položaj, što omogućuje gravitacijski protok materijala. Mogu se postaviti neposredno uz skladišni prostor, a nakon punjenja skladišta premjestiti na drugu lokaciju, što im daje veliku fleksibilnost za uslužno sušenje. I kod njih je moguće primijeniti energetski učinkovita rješenja (npr. povrat rashladnog zraka).
Kod mobilnih sušara često se koristi konstrukcija s dva koncentrična cilindra, zbog čega su to sušare s poprečnim strujanjem. U unutarnjoj perforiranoj cijevi kreće se medij za sušenje, dok se materijal nalazi između dvaju cilindara. Vanjski cilindar je također perforiran, pa zrak nakon prolaska kroz materijal izlazi kroz perforiranu površinu.
Energetski učinkovite sušare iz naše ponude
Kompaktne sušare tvrtke Hetech Trend d.o.o. prikladne su za izravno i neizravno sušenje. Za uštedu energije primjenjuju predgrijavanje zraka i njegovo ponovno miješanje.
Kod sušare povrat topline odvija se ne samo u zoni hlađenja nego i u donjim sekcijama zone sušenja, jer je ondje odvođenje vlage već minimalno, pa zrak koji izlazi još uvijek sadrži znatnu količinu toplinske energije i može se ponovno koristiti. Zahvaljujući povratu topline iz zone hlađenja i sušenja, moguće je postići i do 30 % uštede energije u usporedbi s tradicionalnim sušarama bez recirkulacije topline.
Sušioni toranj ima tri glavna dijela:
- modul za ulaz zraka s uređajem za proizvodnju toplog zraka;
- modul za materijal s gornjim razdjelnim i donjim istovarnim dijelom;
- modul za izlaz zraka s ventilatorima za izlazni i recirkulirani zrak.
Stanje sušara u zemlji
Zbog heterogene strukture i različite konstrukcijske razine domaćeg parka sušara, riječ je o značajnim potrošačima energije. Nominalni kapacitet općenito je usklađen s potrebama sušenja, ali teritorijalna raspodjela sušara ne prati u potpunosti stvarne potrebe. Ekonomska isplativost ovisi o brojnim čimbenicima, pri čemu investicija i eksploatacija uključuju stalne i značajne troškove neovisne o kapacitetu.
