Индукционная сушка зерна методом индукционного нагрева

Экономия энергии на индукционная сушка зерна с методом индукционного нагрева

Ежегодно Казахстан производит около 17-19 миллионов тонн зерна в чистом весе, экспортирует около 5 миллионов тонн зерна, а средний объем внутреннего потребления достигает 9-11 миллионов тонн. Дальнейшее развитие зерновой отрасли и продвижение экспорта зерна требует развития инфраструктуры хранения, транспортировки и сушки зерна, включая строительство новых и реконструкцию старых зернохранилищ, строительство портовых терминалов и приобретение сухогрузных судов и зерновозов. (Баум, 1983). Необходима модернизация отрасли, и эта задача требует больших усилий государства и отечественных производителей зерна.
Участники Астанинского казахстанского зернового форума V KAZGRAIN-2012 обсудили текущее состояние зернового рынка, тенденции и ценовые ожидания, а также актуальные вопросы логистики и инфраструктуры. Было отмечено, что еще 10 лет назад Казахстан не мог считаться экспортером зерна, а в настоящее время вопросы экспорта признаны приоритетными. А производство и сушка зерна занимает одно из ведущих мест как в агропромышленном комплексе, так и в экономике в целом.
Анализ опыта многих производственных предприятий по послеуборочной переработке зерна свидетельствует о том, что первоочередной задачей в обеспечении безопасности и качества вновь собранных семян является их сушка. Актуальность сушки зерна возрастает во влажной зоне: затягивание сушки или проведение этой операции с нарушением технологических режимов неизбежно приводит к потерям урожая. Согласно исследованиям, при влажности кучи 25-28% в течение трех суток всхожесть снижается на 20%. А потери сухого вещества составляют 0.7-1% в сутки при влажности вороха 37% (Гинзбург, 1973).

Важными факторами эффективного использования сушилок в сельском хозяйстве являются обеспечение более высокого качества зерна, увеличение пропускной способности агрегатов, а также снижение затрат на энергию. Основой повышения эффективности существующих сушилок в сельском хозяйстве является обеспечение достаточного и стабильного удаления влаги с одного кубического метра в камерах зерносушилок. Одна из причин, препятствующих этому, заключается в том, что охлаждающие устройства, встроенные в сушильную шахту, не создают оптимальных условий для полного охлаждения зерна и тем самым уменьшают полезный объем сушильной шахты и удаление влаги из кубического метра камеры.

С 2010 года производство пшеницы демонстрирует стабильную тенденцию роста: посевные площади увеличились на 17%, урожайность увеличилась на 25%, а общая урожайность - на 52%. На 1 января 2012 года в Казахстане было 258 силосов емкостью 14 771.3 тыс. Тонн и элеваторов емкостью 14 127.8 тыс. Тонн. Увеличение урожайности и валового сбора требует совершенствования технологии сушки, чтобы избежать потерь урожая и сохранить качество зерна.

Наиболее перспективным методом сушки зерна и удаления влаги является метод индукционного нагрева который остается малоизученным и редко применяется на практике из-за значительных несовершенств технологий изготовления преобразователей частоты. Хотя оборудование для индукционного нагрева Производство в настоящее время развивается, и использование его практики сушки зерна становится более предпочтительным по сравнению с традиционными методами нагрева (Жидко, 1982).

В настоящее время индукционный нагрев используется для поверхностной упрочнения стальных изделий, путем нагрева для пластической деформации (ковка, штамповка, прессование и др.), Плавления металла, термической обработки (отжиг, отпуск, нормализация, закалка), сварки, сварки, пайки. , металлы. Косвенный индукционный нагрев используется для нагрева технологического оборудования (трубопроводов, резервуаров и т. Д.), Нагрева жидкостей, сушки покрытий и материалов (например, древесины). Важнейшим параметром установок индукционного нагрева является частота. Для каждого процесса (поверхностная закалка, нагрев) существует оптимальный частотный диапазон, обеспечивающий наилучшие технологические и экономические показатели. Частоты от 50 Гц до 5 МГц используются для индукционного нагрева.

К преимуществам индукционного нагрева можно отнести следующее:

  • Передача электроэнергии непосредственно в нагревательный элемент позволяет осуществлять прямой нагрев материалов, при этом скорость нагрева снижается.
  • Передача электроэнергии непосредственно в нагревательный элемент не требует контактных устройств. Это полезно для автоматической линии
  • Когда нагревательный материал представляет собой диэлектрик, например зерно, тогда мощность равномерно распределяется по объему нагревательного материала. Следовательно, этот индукционный метод обеспечивает быстрый нагрев
  • Индукционный нагрев в большинстве случаев может повысить производительность и улучшить условия труда. Индукционный прибор можно рассматривать как разновидность трансформатора, когда первичная обмотка (индуктор) подключена к источнику переменного тока, а нагревательный материал служит вторичным.

Снижение стоимости всей установки требует разработки и внедрения простых по конструкции индукционных нагревателей.

Основное отличие индукционного нагрева от традиционных методов сушки заключается в объемном нагреве. Тепло проникает в изделие (материал) не с поверхности; формируется сразу во всем объеме, этот процесс позволяет эффективно сушить зерно с низким энергопотреблением. В процессе индукционного нагрева в высушенном материале происходит равномерное распределение влаги. Индукция не предполагает передачи тепла от нагревателя к материалу. В то время как другие методы сушки требуют нагревания воздуха, а затем передачи тепла от горячего воздуха к материалу. На каждом этапе - нагрев воздуха, его транспортировка и передача тепла изделиям - потери тепла неизбежны.

На сегодняшний день предприятия Казахстана практически не используют индукционные нагреватели, так как они очень дороги. Старые модели ламп машины индукционного нагрева устарели и не производятся.

Сушка зерна индукционным нагревом. Сушка в падающем слое 

Мы предлагаем метод индукционного нагрева для сушки зерна (рис. 1), при котором зерновой материал проходит под действием силы тяжести через сушильный вал. В верхнюю часть сушилки зерно загружается ковшовыми конвейерами или другими транспортными устройствами; затем зерно попадает в сушильную башню. В камере сушильной башни индуктор, подключенный к преобразователю частоты, создает электромагнитное поле (поток) высокой частоты.

Сушка в падающем слое. Падающий слой представляет собой сильно разряженный гравитационный движущийся поток зерна, частично компенсируемый восходящим потоком газа (аэродинамическое торможение). Истинная концентрация зерна увеличивается по мере движения. Сушка во взвешенном слое. Взвешенное состояние зерна достигается повышением потока газа при увеличении скорости подачи энергии. При этом вся поверхность зерна участвует в тепло- и влагообмене с газом. Время нахождения зерна в пневмотрубке не превышает нескольких секунд; температура сушильного агента составляет 350-400 ° С. Однако снижение влажности составляет доли процента. Поэтому аппараты с утяжеленными слоями зерна используются не как отдельная сушилка, а как элемент многокамерной комбинированной сушилки.

Заключение

Сегодня сельскохозяйственные предприятия и элеваторы оснащены преимущественно прямоточными шахтными сушилками. Эти сушилки предполагают значительную неравномерность нагрева и сушки зерна, что, в свою очередь, приводит к значительным затратам на термическую сушку. Основная причина здесь - несовершенная подача сушильного агента и атмосферного воздуха к осушающим слоям зерна.

Важным условием качественной работы зерносушилок является эффективное охлаждение высушенного зерна. По плану охлаждающие устройства зерносушилок спроектированы таким образом, чтобы температура зерна на выходе не превышала температуру атмосферного воздуха более чем на 10 ° С. Однако на практике это значение достигает более 12 ° C, когда температура воздуха выше 15 ° C. Также современные зерносушилки обеспечивают значительную неравномерность охлаждения отдельных слоев зерна. В обсуждаемом контексте применение сушки с индукционным нагревом может быть более подходящим способом с точки зрения производительности, качества и экономической эффективности.

 

Рекомендации

 Баум А., 1983. Сушка зерна. М .: Колос.

Гинзбург А., 1973. Основы теории и технологии сушки пищевых продуктов. М .: Пищевая промышленность.

Жидко, В., 1982. Зерносушилки и зерносушилки. М .: Колос.

=