Energibesparingar vid induktionstorkning av spannmål med induktionsuppvärmningsmetod
Årligen producerar Kazakstan cirka 17-19 miljoner ton spannmål i ren vikt, exporterar cirka 5 miljoner ton spannmål och den genomsnittliga inhemska konsumtionen når 9-11 miljoner ton. Vidareutveckling av spannmålsindustrin och främjande av spannmålsexport kräver utveckling av infrastruktur för lagring, transport och torkning av spannmål, inklusive byggande av ny och återuppbyggnad av gamla kornsilor, byggande av hamnterminaler och inköp av torrlastfartyg och spannmålsförare (Baum, 1983). Det finns ett behov av att modernisera industrin och uppgiften kräver ett intensivt arbete från staten och de nationella spannmålsproducenterna.
Deltagarna i Astana Kazakh Grain Forum V KAZGRAIN-2012 diskuterade det aktuella läget för spannmålsmarknaden, trender och prisförväntningar samt utmanande frågor inom logistik och infrastruktur. Det noterades att Kazakstan för 10 år sedan inte kunde betraktas som en spannmålsexportör, medan exportfrågorna i nuvarande tid erkänns som prioriterade. Och produktion och torkning av spannmål tar en av de ledande platserna både i jordbruksindustrin och ekonomin som helhet.
Analys av erfarenheterna från många tillverkande företag inom kornbearbetning efter skörd visar att den primära uppgiften för att säkerställa säkerheten och kvaliteten på nyligen skördade frön är torkningen. Betydelsen av korntorkning ökar i den fuktiga zonen: fördröjning av torkningen eller genomförandet av denna operation med brott mot tekniska regimer orsakar oundvikligen skördeförluster. Enligt undersökningarna i 25-28% hög luftfuktighet i tre dagar minskar grobarheten med 20%. Och förlusten av torrsubstans gör 0.7-1% per dag när en fukt i spannmålshögen är 37% (Ginzburg, 1973).
De viktiga faktorerna för effektiv användning av torktumlare i jordbruket är tillhandahållande av högre kornkvalitet, ökning av enhetens bandbredd samt sänkning av energikostnaderna. Basen för att förbättra effektiviteten hos befintliga torkar i jordbruket är att säkerställa tillräckligt och stabilt avlägsnande av fukt från en kubikmeter i kameror med spannmålstorkar. En av anledningarna till att förhindra detta är att kylenheterna, inbyggda i torkaxeln, inte skapar optimala förhållanden för fullkornskylning och därigenom minskar den effektiva volymen på torkaxeln och avlägsnande av fukt från en kubikmeter av kameran.
Sedan 2010 års produktion av vete visar en stabil tillväxttrend: skördearealen har ökat med 17%, avkastningen har ökat med 25% och den totala avkastningen - med 52%. Den 1 januari 2012 hade Kazakstan 258 silor med en lagringskapacitet på 14 771.3 tusen ton och hissar med lagringskapacitet 14 127.8 tusen ton. Ökning av avkastning och bruttoskörd kräver förbättrad torkningsteknik för att undvika skördeförluster och bibehålla kornkvaliteten.
Den mest perspektiviska metoden för korntorkning och avlägsnande av fukt är induktionsuppvärmningsmetod vilket fortfarande är litet studerat och sällan används i praktiken på grund av betydande brister i teknik för tillverkning av frekvensomvandlare. Även om utrustning för induktionsvärme produktionen utvecklas för närvarande och användningen av korntorkning blir mer föredragen jämfört med traditionella uppvärmningsmetoder (Zhidko, 1982).
För närvarande används induktionsuppvärmning för ythärdning av stålprodukter, genom uppvärmning för plastisk deformation (smide, stansning, pressning, etc.), metallsmältning, värmebehandling (glödgning, härdning, normalisering, släckning), svetsning, svetsning, lödning , metaller. Indirekt induktionsuppvärmning används för uppvärmning av teknisk utrustning (rörledningar, tankar etc.), uppvärmning av vätskor, torkning av lager och material (t.ex. trä). Den viktigaste parametern för induktionsvärmeinstallationer är frekvensen. För varje process (ythärdning, genom uppvärmning) finns det ett optimalt frekvensområde som ger bästa tekniska och ekonomiska prestanda. Frekvenser från 50Hz till 5 MHz används för induktionsuppvärmning.
Fördelarna med induktionsuppvärmning inkluderar följande:
- Överföring av elektrisk energi direkt till värmekroppen möjliggör direkt uppvärmning av material, varigenom uppvärmningshastigheten är
- Överföring av elektrisk energi direkt till värmekroppen kräver inte kontaktanordningar. Detta är användbart för automatiserad linje
- När ett uppvärmningsmaterial är ett dielektrikum, t.ex. korn, fördelas effekten jämnt över uppvärmningsmaterialets volym. Följaktligen ger denna induktionsmetod snabb uppvärmning av
- Induktionsuppvärmning kan i de flesta fall öka produktiviteten och förbättra arbetsförhållandena. Induktionsanordning kan betraktas som en typ av transformator när primärlindningen (induktorn) är ansluten till växelströmskällan och värmematerialet fungerar som sekundär
Reduktion av kostnaden för hela installationen kräver utveckling och implementering av enkla designinduktionsvärmare.
Huvudskillnaden mellan induktionsuppvärmning från traditionella torkningsmetoder ligger i volymuppvärmning. Värmen tränger in i produkten (materialet) inte från ytan; den bildas i hela volymen på en gång, denna process gör det möjligt att effektivt torka korn med låg energiförbrukning. Jämn fuktfördelning sker i ett torkat material under uppvärmningsinduktionsprocessen. Induktion förutsätter inte värmeöverföring från värmare till ett material. Medan du använder andra torkningsmetoder krävs uppvärmning av luften och överför sedan värmen från den heta luften till materialet. I varje steg - luftuppvärmning, dess transport och värmeöverföring till produkter - är värmeförlusterna oundvikliga.
Numera använder företag i Kazakstan praktiskt taget inte induktionsvärmare eftersom de är mycket dyra. Gamla lampmodeller av induktionsvärmemaskiner är föråldrade och de tillverkas inte.
Korntorkning genom induktionsuppvärmning. Torka i det fallande lagret
Vi föreslår induktionsuppvärmningsmetoden för korntorkning (Figur 1) där kornmaterialet passerar, driven av tyngdkraften, genom torkaxeln. På toppen av torktumlaren laddas spannmål med skoptransportörer eller andra transportanordningar. sedan kommer korn i torktornet. I kameran för torktorn skapar induktorn, ansluten till frekvensomvandlaren, elektromagnetiskt fält (flöde) med hög frekvens.
Torkning i fallande lager. Fallande skikt representerar starkt urladdad gravitationsrörlig kornström, delvis kompenserad av uppåtgående gasflöde (aerodynamisk bromsning). Den verkliga koncentrationen av spannmål ökar under rörelsens gång. Torkning i hängande lager. Det suspenderade korntillståndet uppnås i den ökande gasströmmen när strömförsörjningshastigheten ökar. I processen är hela ytan av spannmål involverad i värme och fuktutbyte med gasen. Kornens uppehållstid i lungröret överstiger inte några sekunder; temperaturen på torkmedlet gör 350-400 ° C. Emellertid uppgår minskningen av fukt till en bråkprocent. Därför används apparaten med viktade kornskikt inte som separat torktumlare, utan som ett element i kombinerad torktumlare med flera kammare.
Slutsats
Idag är jordbruksföretag och hissar mest utrustade med direktflödesaxeltorkar. Dessa torkar föreslår betydande ojämnheter vid uppvärmning och torkning av spannmål, vilket i sin tur orsakar betydande värmetorkningskostnader. Den främsta anledningen här är ofullkomligheten i att tillföra torkmedel och atmosfärisk luft till uttorkande lager av spannmål.
Ett viktigt villkor för kvalitetsarbete av spannmålstorkar är en effektiv kylning av torkad spannmål. Enligt planen är korntorkarnas kylanordningar utformade så att kornets temperatur vid utgången inte bör överstiga den atmosfäriska lufttemperaturen med mer än 10 ° C. I praktiken når dock detta värde mer än 12 ° C när lufttemperaturen är högre än 15 ° C. Moderna korntorkar ger också avsevärda ojämnheter i kylning av de enskilda kornlagren. I det diskuterade sammanhanget kan applicering av induktionsvärmningstorkning vara det mer lämpliga sättet när det gäller produktivitet, kvalitet och kostnadseffektivitet.
Referensprojekt
Baum, A., 1983. Korntorkning [på ryska], Moskva: Kolos
Ginzburg, A., 1973. Grundläggande teori och teknik vid torkning av livsmedel [på ryska], Moskva: Livsmedelsindustrin
Zhidko, V., 1982. Korntorkning och korntorkar [på ryska], Moskva: Kolos