Prihranki energije pri indukcijsko sušenje zrn z indukcijskim načinom ogrevanja
Kazahstan letno proizvede približno 17-19 milijonov ton žita v čisti masi, izvozi približno 5 milijonov ton žita, povprečna količina domače porabe pa doseže 9-11 milijonov ton. Nadaljnji razvoj žitne industrije in spodbujanje izvoza žita zahteva razvoj infrastrukture za skladiščenje, prevoz in sušenje žita, vključno z gradnjo novih in rekonstrukcijo starih silosov za žito, gradnjo pristaniških terminalov in nakup suhotovornih plovil in prevoznikov žita (Baum, 1983). Potrebno je posodobiti industrijo, naloga pa zahteva intenzivna prizadevanja države in nacionalnih pridelovalcev žita.
Udeleženci kazahstanskega žitnega foruma Astana V KAZGRAIN-2012 so razpravljali o trenutnem stanju na trgu žita, trendih in pričakovanjih cen ter o izzivih v logistiki in infrastrukturi. Ugotovljeno je bilo, da pred desetimi leti Kazahstana ni bilo mogoče šteti za izvoznika žita, medtem ko so vprašanja izvoza trenutno priznana kot prednostna. In proizvodnja in sušenje žita zavzemata eno vodilnih mest tako v agroindustrijskem kompleksu kot gospodarstvu kot celoti.
Analiza izkušenj številnih predelovalnih podjetij s področja predelave žita po žetvi dokazuje, da je glavna naloga pri zagotavljanju varnosti in kakovosti na novo pobranih semen njihovo sušenje. Pomen sušenja zrnja se v vlažnem območju povečuje: zamuda pri sušenju ali izvedbi te operacije s kršitvijo tehnoloških režimov neizogibno povzroči izgubo pridelka. Po raziskavah v 25-28% vlažnosti kupa se tri dni kalivost zmanjša za 20%. In izgube suhe snovi znašajo 0.7-1% na dan, ko je vlaga zrna 37% (Ginzburg, 1973).
Pomembni dejavniki učinkovite uporabe sušilnikov v kmetijstvu so zagotavljanje višje kakovosti zrn, povečanje pasovne širine enot in znižanje stroškov energije. Osnova za izboljšanje učinkovitosti obstoječih sušilnikov v kmetijstvu je zagotavljanje zadostnega in stabilnega odstranjevanja vlage iz enega kubičnega metra v kamerah sušilnic za žito. Eden od razlogov, ki to preprečuje, je, da hladilne enote, vgrajene v sušilni jašek, ne ustvarjajo optimalnih pogojev za popolno hlajenje zrn in s tem zmanjšajo efektivno prostornino sušilne gredi in odstranjevanje vlage s kubičnega metra kamere.
Od leta 2010 proizvodnja pšenice kaže stabilen trend rasti: pridelki so se povečali za 17%, pridelek se je povečal za 25%, skupni pridelek pa za 52%. Kazahstan je imel 1. januarja 2012 258 silosov s kapaciteto 14 771.3 tisoč ton in dvigala s kapaciteto 14 127.8 tisoč ton. Povečanje pridelka in bruto letine zahteva izboljšanje tehnologije sušenja, da se prepreči izguba pridelka in ohrani kakovost žita.
Najbolj perspektivna metoda sušenja in odstranjevanja vlage je metoda indukcijskega ogrevanja ki ostaja malo preučen in se v praksi redko uporablja zaradi precejšnjih pomanjkljivosti v tehnologiji izdelave frekvenčnih pretvornikov. Čeprav indukcijska ogrevalna oprema proizvodnja se trenutno razvija in uporaba tega postopka sušenja zrn je bolj zaželena v primerjavi s tradicionalnimi načini ogrevanja (Zhidko, 1982).
Trenutno se indukcijsko ogrevanje uporablja za površinsko kaljenje jeklenih izdelkov, s segrevanjem za plastično deformacijo (kovanje, štancanje, stiskanje itd.), Taljenje kovin, toplotno obdelavo (žarjenje, kaljenje, normalizacija, kaljenje), varjenje, varjenje, spajkanje , kovine. Indirektno indukcijsko ogrevanje se uporablja za ogrevanje tehnološke opreme (cevovodi, rezervoarji itd.), Ogrevanje tekočin, sušenje plaščev in materialov (npr. Lesa). Najpomembnejši parameter indukcijskih ogrevalnih naprav je frekvenca. Za vsak postopek (površinsko utrjevanje, ogrevanje) obstaja optimalno frekvenčno območje, ki zagotavlja najboljšo tehnološko in ekonomsko učinkovitost. Za indukcijsko ogrevanje se uporabljajo frekvence od 50Hz do 5 MHz.
Prednosti indukcijskega ogrevanja vključujejo naslednje:
- Prenos električne energije neposredno v grelno telo omogoča neposredno ogrevanje materialov, s čimer je stopnja ogrevanja
- Za prenos električne energije neposredno v grelno telo niso potrebne kontaktne naprave. To je uporabno za avtomatizirano linijo
- Kadar je grelni material dielektrik, npr. Zrno, se moč enakomerno porazdeli po celotni prostornini ogrevalnega materiala. Ta indukcijska metoda posledično zagotavlja hitro segrevanje
- Indukcijsko ogrevanje v večini primerov lahko poveča produktivnost in izboljša delovne pogoje. Indukcijsko napravo lahko obravnavamo kot nekakšen transformator, ko je primarni navit (induktor) priključen na vir izmeničnega toka in grelni material služi kot sekundarni
Zmanjšanje stroškov celotne instalacije zahteva razvoj in izvedbo enostavnih indukcijskih grelnikov.
Glavna razlika med indukcijskim ogrevanjem od tradicionalnih načinov sušenja je v volumetričnem ogrevanju. Toplota prodre v izdelek (material) ne s površine; nastane v celotni prostornini hkrati, ta postopek omogoča učinkovito sušenje zrn z majhno porabo energije. Med postopkom indukcije ogrevanja se v posušenem materialu pojavi enakomerna porazdelitev vlage. Indukcija ne predvideva prenosa toplote od grelca do materiala. Medtem ko uporaba drugih načinov sušenja zahteva ogrevanje zraka, nato toploto iz vročega zraka prenesite na material. Na vsaki stopnji - ogrevanju zraka, njegovem prenosu in prenosu toplote na izdelke - so toplotne izgube neizogibne.
Dandanes podjetja v Kazahstanu praktično ne uporabljajo indukcijskih grelnikov, saj so zelo dragi. Stari modeli svetilk stroji za indukcijsko ogrevanje so zastarele in niso izdelane.
Sušenje zrn z indukcijskim segrevanjem. Sušenje v padajoči plasti
Predlagamo način indukcijskega segrevanja sušenja zrn (slika 1), kjer zrnati material, ki ga poganja gravitacijska moč, prehaja skozi sušilni jašek. Na vrh sušilnega stroja se žita nalagajo z žlicnimi transporterji ali drugimi transportnimi napravami; nato žito pride v sušilni stolp. V kameri sušilnega stolpa induktor, povezan s frekvenčnim pretvornikom, ustvarja visokofrekvenčno elektromagnetno polje (tok).
Sušenje v padajočem sloju. Padajoča plast predstavlja močno izpuščen gravitacijski premikajoč se žitni tok, delno izravnan s pretokom plina navzgor (aerodinamično zaviranje). Prava koncentracija zrnja se med gibanjem povečuje. Sušenje v viseči plasti. Vzmeteno stanje zrn se doseže v naraščajočem toku plina pri povečanju hitrosti napajanja. V procesu je celotna površina žita vključena v izmenjavo toplote in vlage s plinom. Čas zadrževanja zrn v pnevmatični cevi ne presega nekaj sekund; temperatura sušilnega sredstva znaša 350-400 ° C. Vendar pa zmanjšanje vlage znaša le odstotek. Zato se aparati s ponderiranimi plastmi zrna ne uporabljajo kot ločen sušilni stroj, temveč kot element večkomornega kombiniranega sušilnega stroja.
zaključek
Danes so kmetijska podjetja in dvigala opremljena večinoma z grednimi sušilniki z neposrednim tokom. Ti sušilniki kažejo na precejšnjo neenakomernost pri segrevanju in sušenju zrn, kar posledično povzroča velike stroške toplotnega sušenja. Glavni razlog tukaj je pomanjkljivost pri dovajanju sušilnega sredstva in atmosferskega zraka do dehidrirajočih slojev žita.
Pomemben pogoj za kakovostno delo sušilnic žit je učinkovito hlajenje posušenega zrna. Po načrtu so hladilne naprave sušilnic za zrnje zasnovane tako, da temperatura zrnja na izhodu ne sme presegati temperature zraka za več kot 10 ° C. Vendar v praksi ta vrednost doseže več kot 12 ° C, če je temperatura zraka višja od 15 ° C. Tudi sodobni sušilniki žita zagotavljajo precejšnje neenakomernosti pri hlajenju posameznih slojev žita. V obravnavanem kontekstu je uporaba sušenja z indukcijskim ogrevanjem lahko najprimernejša v smislu produktivnosti, kakovosti in stroškovne učinkovitosti.
Reference
Baum, A., 1983. Sušenje zrn [v ruščini], Moskva: Kolos
Ginzburg, A., 1973. Osnove teorije in tehnologije pri sušenju živil [v ruščini], Moskva: Živilska industrija
Zhidko, V., 1982. Sušenje zrn in sušilniki žit [v ruščini], Moskva: Kolos