Ušteda energije na indukcijsko sušenje zrna s indukcijskim načinom zagrijavanja
Kazahstan godišnje proizvede oko 17-19 milijuna tona žita u čistoj težini, izveze oko 5 milijuna tona žitarica, a prosječna količina domaće potrošnje doseže 9-11 milijuna tona. Daljnji razvoj industrije žitarica i promicanje izvoza žitarica zahtijeva razvoj infrastrukture skladištenja, transporta i sušenja žita, uključujući izgradnju novih i rekonstrukciju starih silosa za žito, izgradnju lučkih terminala i kupnju suhih teretnih brodova i nosača žita (Baum, 1983.). Potrebna je modernizacija industrije, a zadatak zahtijeva intenzivne napore države i nacionalnih proizvođača žitarica.
Sudionici Astana Казахskog foruma žitarica V KAZGRAIN-2012 razgovarali su o trenutnom stanju na tržištu žitarica, trendovima i očekivanjima cijena, kao i izazovnim pitanjima u logistici i infrastrukturi. Primijećeno je da se prije 10 godina Kazahstan nije mogao smatrati izvoznikom žitarica, dok su u ovom trenutku pitanja izvoza prepoznata kao prioritetna. A proizvodnja i sušenje žitarica zauzima jedno od vodećih mjesta kako u agroindustrijskom kompleksu, tako i u gospodarstvu u cjelini.
Analiza iskustva mnogih proizvodnih poduzeća u preradi žita nakon berbe dokazuje da je primarni zadatak osiguranja sigurnosti i kvalitete tek ubranog sjemena njihovo sušenje. Važnost sušenja zrna povećava se u vlažnoj zoni: kašnjenje sušenja ili provođenje ove radnje uz kršenje tehnoloških režima neizbježno uzrokuje gubitke usjeva. Prema istraživanjima u vlažnosti gomile od 25-28% tijekom tri dana klijavost se smanjuje za 20%. A gubici suhe tvari čine 0.7-1% dnevno kada je vlaga gomile zrna 37% (Ginzburg, 1973).
Važni čimbenici učinkovite upotrebe sušara u poljoprivredi su osiguravanje veće kakvoće zrna, povećanje širine pojasa jedinica, kao i smanjenje troškova energije. Osnova za poboljšanje učinkovitosti postojećih sušara u poljoprivredi je osiguravanje dovoljnog i stabilnog uklanjanja vlage s jednog kubičnog metra u kamerama sušara za žito. Jedan od razloga koji to sprječava je što rashladne jedinice, ugrađene u osovinu za sušenje, ne stvaraju optimalne uvjete za potpuno hlađenje zrna i time smanjuju efektivni volumen osovine za sušenje i uklanjanje vlage s kubičnih metara kamere.
Od proizvodnje pšenice 2010. pokazuje stabilan trend rasta: površine usjeva povećale su se za 17%, prinos je porastao za 25%, a ukupni prinos - za 52%. Kazahstan je 1. siječnja 2012. imao 258 silosa kapaciteta 14 771.3 tisuće tona i dizala kapaciteta 14 127.8 tisuća tona. Povećanje prinosa i bruto žetve zahtijeva poboljšanje tehnologije sušenja kako bi se izbjegli gubici usjeva i održala kvaliteta zrna.
Najperspektivnija metoda sušenja zrna i uklanjanja vlage je metoda indukcijskog zagrijavanja koji ostaje malo proučavan i rijetko se koristi u praksi zbog znatnih nesavršenosti u tehnologijama proizvodnje pretvarača frekvencije. Iako je indukcijsko grijanje proizvodnja se trenutno razvija, a uporaba sušenja zrna postaje poželjnija u usporedbi s tradicionalnim načinima grijanja (Zhidko, 1982).
Trenutno se indukcijsko zagrijavanje koristi za površinsko kaljenje čeličnih proizvoda, zagrijavanjem za plastične deformacije (kovanje, štancanje, prešanje, itd.), Topljenje metala, toplinska obrada (žarenje, kaljenje, normalizacija, kaljenje), zavarivanje, zavarivanje, lemljenje , metali. Indirektno indukcijsko grijanje koristi se za zagrijavanje tehnološke opreme (cjevovodi, spremnici itd.), Zagrijavanje tekućina, sušenje kaputa i materijala (npr. Drva). Najvažniji parametar instalacija za indukcijsko grijanje je frekvencija. Za svaki postupak (površinsko kaljenje, zagrijavanjem) postoji optimalno frekvencijsko područje koje pruža najbolje tehnološke i ekonomske performanse. Za indukcijsko grijanje koriste se frekvencije od 50Hz do 5 MHz.
Prednosti indukcijskog grijanja uključuju sljedeće:
- Prijenos električne energije izravno u grijaće tijelo omogućuje izravno zagrijavanje materijala, pri čemu je brzina zagrijavanja
- Za prijenos električne energije izravno u tijelo grijanja nisu potrebni kontaktni uređaji. Ovo je korisno za automatiziranu liniju
- Kada je grijaći materijal dielektrik, npr. Zrno, tada se snaga ravnomjerno raspoređuje po cijelom volumenu grijaćeg materijala. Posljedično, ovaj indukcijski postupak omogućuje brzo zagrijavanje
- Indukcijsko grijanje u većini slučajeva može povećati produktivnost i poboljšati radne uvjete. Indukcijski uređaj može se smatrati vrstom transformatora, kada je primarni namot (prigušnica) spojen na izvor izmjenične struje, a grijaći materijal služi kao sekundarni
Smanjenje cijene cjelokupne instalacije zahtijeva razvoj i primjenu jednostavnih u dizajnu indukcijskih grijača.
Glavna razlika između indukcijskog zagrijavanja i tradicionalnih metoda sušenja leži u volumetrijskom zagrijavanju. Toplina prodire u proizvod (materijal) ne s površine; nastaje odjednom u cijelom volumenu, ovaj postupak omogućuje učinkovito sušenje zrna uz malu potrošnju energije. Ravnomjerna raspodjela vlage događa se u osušenom materijalu tijekom postupka indukcije zagrijavanja. Indukcija ne podrazumijeva prijenos topline s grijača na materijal. Dok upotreba drugih metoda sušenja zahtijeva zagrijavanje zraka, a zatim prenesite toplinu s vrućeg zraka na materijal. U svakoj fazi - zagrijavanje zraka, njegov transport i prijenos topline na proizvode - gubici topline su neizbježni.
U današnje vrijeme poduzeća u Kazahstanu praktički ne koriste indukcijske grijače jer su vrlo skupa. Stari modeli svjetiljki strojevi za indukcijsko grijanje su zastarjeli i nisu proizvedeni.
Sušenje zrna indukcijskim zagrijavanjem. Sušenje u padajućem sloju
Predlažemo metodu indukcijskog zagrijavanja sušenja zrna (slika 1) gdje materijal zrna prolazi, vođen gravitacijskom snagom, kroz osovinu za sušenje. Na vrh sušare zrno se utovara kantastim transporterima ili drugim transportnim uređajima; tada žito ulazi u toranj za sušenje. U kameri sušare induktor, povezan s pretvaračem frekvencije, stvara elektromagnetsko polje (tok) visoke frekvencije.
Sušenje u padajućem sloju. Padni sloj predstavlja visoko ispušteni gravitacijski pokretni tok zrna, djelomično kompenziran protokom plina prema gore (aerodinamičko kočenje). Prava koncentracija zrna raste tijekom kretanja. Sušenje u suspendiranom sloju. Suspenzirano stanje zrna postiže se u porastu struje plina pri povećanju brzine napajanja. U tom procesu cijela površina zrna sudjeluje u izmjeni topline i vlage s plinom. Vrijeme zadržavanja zrna u pneumatskoj cijevi ne prelazi nekoliko sekundi; temperatura sredstva za sušenje iznosi 350-400 ° C. Međutim, smanjenje vlage iznosi djelić posto. Stoga se uređaji s ponderiranim slojevima zrna ne koriste kao zasebna sušilica, već kao element kombinirane sušilice s više komora.
Zaključak
Danas su poljoprivredna poduzeća i dizala uglavnom opremljena osovinskim sušilicama s direktnim protokom. Ove sušilice sugeriraju znatne neravnomjernosti u zagrijavanju i sušenju zrna, što zauzvrat uzrokuje znatne troškove termičkog sušenja. Glavni razlog ovdje je nesavršenost u opskrbi sredstva za sušenje i atmosferskog zraka dehidrirajućim slojevima žita.
Važan uvjet za kvalitetan rad sušara za zrno je učinkovito hlađenje osušenog zrna. Prema planu rashladni uređaji sušara za zrno projektirani su tako da temperatura zrna na izlazu ne smije prelaziti temperaturu atmosferskog zraka za više od 10 ° C. Međutim, u praksi ta vrijednost doseže više od 12 ° C kada je temperatura zraka viša od 15 ° C. Također moderne sušilice za zrno pružaju znatne neravnine u hlađenju pojedinih slojeva zrna. U razmatranom kontekstu primjena sušenja s indukcijskim grijanjem može biti prikladniji način u smislu produktivnosti, kvalitete i troškovne učinkovitosti.
Reference
Baum, A., 1983. Sušenje zrna [na ruskom], Moskva: Kolos
Ginzburg, A., 1973. Osnove teorije i tehnologije u sušenju namirnica [na ruskom], Moskva: Prehrambena industrija
Zhidko, V., 1982. Sušenje zrna i sušilice zrna [na ruskom], Moskva: Kolos