Индукционно сушене на зърно с метод на индукционно нагряване

Икономии на енергия в индукционно сушене на зърно с метод на индукционно нагряване

Годишно Казахстан произвежда около 17-19 милиона тона зърно в чисто тегло, изнася около 5 милиона тона зърно, а средният обем на вътрешното потребление достига 9-11 милиона тона. По-нататъшното развитие на зърнената индустрия и насърчаването на износа на зърно изисква развитие на инфраструктурата за съхранение, транспортиране и сушене на зърно, включително изграждане на нови и реконструкция на стари силози за зърно, изграждане на пристанищни терминали и закупуване на сухотоварни съдове и зърноносители (Baum, 1983). Има нужда от модернизиране на индустрията и задачата изисква интензивни усилия на държавата и националните производители на зърно.
Участниците в казахстанския форум за зърнени култури в Астана V KAZGRAIN-2012 обсъдиха актуалното състояние на пазара на зърно, тенденциите и ценовите очаквания, както и предизвикателни въпроси в логистиката и инфраструктурата. Беше отбелязано, че преди 10 години Казахстан не може да се счита за износител на зърно, докато понастоящем въпросите за износа са признати за приоритетни. А производството и сушенето на зърно заема едно от водещите места както в агропромишления комплекс, така и в икономиката като цяло.
Анализът на опита на много производствени предприятия в обработката на зърно след прибиране на реколтата доказва, че основната задача за осигуряване на безопасността и качеството на новосъбраните семена е тяхното изсушаване. Значението на сушенето на зърното се увеличава във влажната зона: забавянето на сушенето или извършването на тази операция с нарушаване на технологичните режими неизбежно причинява загуби на реколта. Според изследванията при 25-28% влажност на купчината за три дни кълняемостта намалява с 20%. И загубите на сухо вещество правят 0.7-1% на ден, когато влагата в купчината зърно е 37% (Ginzburg, 1973).

Важните фактори за ефективното използване на сушилни в селското стопанство са осигуряването на по-високо качество на зърното, увеличаване на честотната лента на единиците, както и намаляване на енергийните разходи. Основа за подобряване на ефективността на съществуващите сушилни в селското стопанство е осигуряването на достатъчно и стабилно отстраняване на влагата от един кубичен метър в камерите на сушилните за зърно. Една от причините за предотвратяване на това е, че охлаждащите устройства, вградени в сушилната шахта, не създават оптимални условия за пълно охлаждане на зърното и по този начин намаляват ефективния обем на сушилната шахта и отстраняване на влагата от кубичен метър на камерата.

От 2010 г. насам производството на пшеница демонстрира стабилна тенденция на растеж: площта на реколтата се е увеличила със 17%, добивът се е увеличил с 25%, а общият добив - с 52%. На 1 януари 2012 г. Казахстан имаше 258 силоза с капацитет за съхранение 14 771.3 хиляди тона и асансьори с капацитет за складиране 14 127.8 хиляди тона. Увеличаването на добива и брутната реколта изисква подобряване на технологията на сушене, за да се избегнат загубите на реколта и да се запази качеството на зърното.

Най-перспективният метод за сушене на зърно и отстраняване на влага е метод на индукционно нагряване което остава малко проучено и рядко използвано на практика поради значителни несъвършенства в технологиите за производство на честотни преобразуватели. Въпреки че индукционно отоплително оборудване производството в момента се развива и използването на това практиката на сушене на зърно става по-предпочитано в сравнение с традиционните методи за отопление (Жидко, 1982).

Понастоящем индукционното нагряване се използва за повърхностно втвърдяване на стоманени изделия, чрез нагряване за пластична деформация (коване, щамповане, пресоване и др.), Топене на метали, термична обработка (отгряване, закаляване, нормализиране, закаляване), заваряване, заваряване, запояване , метали. Непрякото индукционно отопление се използва за отопление на технологично оборудване (тръбопроводи, резервоари и др.), Отопление на течности, сушене на палта и материали (например дърво). Най-важният параметър на инсталациите за индукционно отопление е честотата. За всеки процес (повърхностно втвърдяване, чрез нагряване) има оптимален честотен диапазон, осигуряващ най-доброто технологично и икономическо представяне. За индукционно отопление се използват честоти от 50Hz до 5 MHz.

Предимствата на индукционното отопление включват следното:

  • Предаването на електрическа енергия директно в нагревателното тяло позволява осъществяването на директно нагряване на материалите, като по този начин скоростта на нагряване е
  • Предаването на електрическа енергия директно в нагревателното тяло не изисква контактни устройства. Това е полезно за автоматизирана линия
  • Когато нагревателният материал е диелектрик, например зърно, тогава мощността се разпределя равномерно в целия обем на нагряващия материал. Следователно този индукционен метод осигурява бързо нагряване на
  • Индукционното отопление в повечето случаи може да увеличи производителността и да подобри условията на работа. Индукционното устройство може да се разглежда като вид трансформатор, когато първичната намотка (индуктор) е свързана към източника на променлив ток, а нагревателният материал служи като вторичен

Намаляването на разходите за цялата инсталация изисква разработване и внедряване на прости в дизайна индукционни нагреватели.

Основната разлика между индукционното нагряване от традиционните методи за сушене се крие в обемно нагряване. Топлината прониква в продукта (материала) не от повърхността; образува се наведнъж в целия обем, този процес позволява ефективно сушене на зърното с ниска консумация на енергия. По време на процеса на индукционно нагряване в сухия материал се получава равномерно разпределение на влагата. Индукцията не предполага пренос на топлина от нагревател към материал. Докато използването на други методи за сушене изисква нагряване на въздуха, след това прехвърлете топлината от горещия въздух към материала. На всеки етап - отопление с въздух, неговото транспортиране и пренос на топлина към продуктите - топлинните загуби са неизбежни.

В днешно време предприятията в Казахстан практически не използват индукционни нагреватели, тъй като са много скъпи. Стари модели лампи на машини за индукционно нагряване са остарели и не са произведени.

Изсушаване на зърното чрез индукционно нагряване. Сушене в падащия слой 

Предлагаме метод на индукционно нагряване на сушене на зърно (Фигура 1), когато зърненият материал преминава, задвижван от гравитационната сила, през шахтата за сушене. В горната част на сушилнята зърното се зарежда с кофични конвейери или други транспортни устройства; след това зърното попада в сушилната кула. В камерата на сушилната кула индукторът, свързан към честотен преобразувател, създава електромагнитно поле (поток) с висока честота.

Сушене в падащ слой. Падащият слой представлява силно разтоварен гравитационен движещ се зърнен поток, частично компенсиран от потока газ нагоре (аеродинамично спиране). Истинската концентрация на зърно се увеличава в хода на движението. Сушене в окачен слой. Суспендираното състояние на зърното се постига при повишаване на потока газ при увеличаване на скоростта на захранване. В процеса цялата повърхност на зърното се включва в обмяната на топлина и влага с газа. Времето на престой на зърното в пневмотръбата не надвишава няколко секунди; температурата на сушилния агент е 350-400 ° C. Намаляването на влагата обаче възлиза на част от процента. Следователно апаратите с претеглени слоеве зърно се използват не като отделна сушилня, а като елемент на многокамерна комбинирана сушилня.

Заключение

Днес селскостопанските фирми и асансьори са оборудвани най-вече от шахтни сушилни с директен поток. Тези сушилни предполагат значителни неравномерности при нагряване и сушене на зърното, което от своя страна причинява значителни разходи за термично сушене. Основната причина тук е несъвършенството при подаване на сушителя и атмосферния въздух към дехидратиращите слоеве зърно.

Важно условие за качествена работа на сушилните за зърно е ефективно охлаждане на изсушеното зърно. По план охлаждащите устройства на сушилните за зърно са проектирани така, че температурата на зърното на изхода да не надвишава температурата на атмосферния въздух с повече от 10 ° C. На практика обаче тази стойност достига над 12 ° C, когато температурата на въздуха е по-висока от 15 ° C. Също така модерните сушилни за зърно осигуряват значителни неравномерности при охлаждане на отделните слоеве зърно. В обсъждания контекст прилагането на индукционно нагряващо сушене може да бъде най-подходящият начин по отношение на производителност, качество и ефективност на разходите.

 

Препратки

 Баум, А., 1983. Изсушаване на зърно [на руски], Москва: Колос

Ginzburg, A., 1973. Основи на теорията и технологията при сушене на хранителни продукти [на руски език], Москва: Хранителна промишленост

Жидко, В., 1982. Сушене на зърно и сушилни за зърно [на руски], Москва: Колос

=