Energiansäästöt induktiokuivaava vilja induktiolämmitysmenetelmällä
Kazakstan tuottaa vuosittain puhtaana painona noin 17–19 miljoonaa tonnia viljaa, vie noin 5 miljoonaa tonnia viljaa ja keskimääräinen kotimaisen kulutuksen määrä on 9–11 miljoonaa tonnia. Vilja-alan jatkokehittäminen ja viljan viennin edistäminen edellyttää viljan varastointi-, kuljetus- ja kuivausinfrastruktuurin kehittämistä, mukaan lukien uusien viljasiilojen rakentaminen ja vanhojen siilojen jälleenrakentaminen, satamaterminaalien rakentaminen sekä kuivarahtialusten ja viljakuljettajien osto (Baum, 1983). Teollisuus on nykyaikaistettava, ja tehtävä edellyttää valtion ja kansallisten viljantuottajien intensiivisiä ponnisteluja.
Astanan Kazakstanin viljafoorumin V KAZGRAIN-2012 osallistujat keskustelivat viljamarkkinoiden nykytilasta, trendeistä ja hintaodotuksista sekä haastavista kysymyksistä logistiikassa ja infrastruktuurissa. Todettiin, että 10 vuotta sitten Kazakstania ei voitu pitää viljan viejänä, kun taas tällä hetkellä vientikysymykset tunnustetaan ensisijaisiksi. Ja viljan tuotanto ja kuivaus ovat yksi johtavista paikoista sekä maatalousteknologiakompleksissa että koko taloudessa.
Analyysi monien valmistusyritysten sadonkorjuun jälkeisestä viljanjalostuksesta osoittaa, että ensisijainen tehtävä uusien sadonkorjuujen turvallisuuden ja laadun varmistamisessa on niiden kuivaus. Viljan kuivumisen merkitys kasvaa kostealla vyöhykkeellä: viivästyminen kuivauksessa tai tämän toimenpiteen suorittaminen rikkomalla teknisiä järjestelmiä aiheuttaa väistämättä satohäviöitä. Tutkimusten mukaan 25-28% kasan kosteudessa kolmen päivän ajan itävyys vähenee 20%. Ja kuiva-ainehäviöt ovat 0.7-1% päivässä, kun viljan kasan kosteus on 37% (Ginzburg, 1973).
Tärkeitä tekijöitä kuivausrummun tehokkaassa käytössä maataloudessa ovat viljan paremman laadun tarjoaminen, yksiköiden kaistanleveyden kasvu sekä energiakustannusten alentaminen. Maatalouden nykyisten kuivausrumpujen tehokkuuden parantamisen perusta on varmistaa riittävä ja vakaa kosteuden poisto yhdestä kuutiometristä viljakuivureiden kameroissa. Yksi syy tähän on, että kuivausakseliin rakennetut jäähdytysyksiköt eivät luo optimaalisia olosuhteita täysjyväjäähdytykselle ja vähentävät siten kuivausakselin tehokasta tilavuutta ja kosteuden poistoa kameran kuutiometristä.
Sen jälkeen kun vehnäntuotanto on osoittanut vakaata kasvua vuonna 2010: viljelyala on kasvanut 17%, sato 25% ja kokonaistuotanto 52%. 1. tammikuuta 2012 Kazakstanilla oli 258 siiloa, joiden varastointikapasiteetti oli 14 771.3 tuhatta tonnia, ja hissejä, joiden varastointikapasiteetti oli 14 127.8 tuhatta tonnia. Sadon ja bruttosadon lisääminen edellyttää kuivausmenetelmän parantamista satohäviöiden välttämiseksi ja viljan laadun ylläpitämiseksi.
Perspektiivisin menetelmä viljan kuivaamiseen ja kosteuden poistamiseen on induktiolämmitysmenetelmä jota on edelleen vähän tutkittu ja jota käytetään harvoin käytännössä taajuusmuuttajien valmistustekniikoiden huomattavien puutteiden vuoksi. Vaikka induktiolämmityslaitteet tuotanto on parhaillaan kehittymässä ja sen käyttö kuivauskäytännössä tulee paremmaksi kuin perinteiset lämmitysmenetelmät (Zhidko, 1982).
Tällä hetkellä induktiolämmitystä käytetään terästuotteiden pintakovettamiseen lämmittämällä muovin muodonmuutoksia (taonta, leimaaminen, puristaminen jne.), Metallien sulattamista, lämpökäsittelyä (hehkutus, karkaisu, normalisointi, sammutus), hitsausta, hitsausta, juottamista , metallit. Epäsuoraa induktiolämmitystä käytetään teknisten laitteiden (putkistot, säiliöt jne.) Lämmitykseen, nesteiden lämmittämiseen, kerrosten ja materiaalien (esim. Puun) kuivaamiseen. Induktiolämmityslaitteiden tärkein parametri on taajuus. Jokaiselle prosessille (pintakovetus, lämmitys) on optimaalinen taajuusalue, joka tarjoaa parhaan teknisen ja taloudellisen suorituskyvyn. Taajuuksia 50 Hz - 5 MHz käytetään induktiolämmitykseen.
Induktiolämmityksen etuja ovat seuraavat:
- Sähköenergian siirto suoraan lämmityskappaleeseen mahdollistaa materiaalien suoran lämmityksen, jolloin lämmitysnopeus on
- Sähköenergian siirtäminen suoraan lämmitystilaan ei vaadi kosketuslaitteita. Tämä on hyödyllistä automatisoidulle linjalle
- Kun lämmitysmateriaali on dielektristä, esim. Viljaa, teho jakautuu tasaisesti koko lämmitysmateriaalin tilavuuteen. Näin ollen tämä induktiomenetelmä tarjoaa nopean lämmityksen
- Induktiolämmitys voi useimmissa tapauksissa lisätä tuottavuutta ja parantaa työoloja. Induktiolaitetta voidaan pitää eräänlaisena muuntajana, kun ensiökäämi (induktori) on kytketty vaihtovirtalähteeseen ja lämmitysmateriaali toimii toissijaisena
Koko asennuksen kustannusten alentaminen edellyttää yksinkertaisten induktiolämmittimien kehittämistä ja toteuttamista.
Suurin ero induktiolämmityksen välillä perinteisistä kuivausmenetelmistä on tilavuuslämmityksessä. Lämpö tunkeutuu tuotteeseen (materiaaliin) ei pinnalta; se muodostuu koko tilavuudessa kerralla, tämä prosessi mahdollistaa viljan kuivaamisen tehokkaasti pienellä energiankulutuksella. Kosteuden tasainen jakautuminen tapahtuu kuivuneessa materiaalissa lämmityksen induktioprosessin aikana. Induktio ei oleta lämmönsiirtoa lämmittimestä materiaaliin. Muiden kuivausmenetelmien käyttö vaatii ilman lämmittämistä, siirrä sitten lämpö kuumasta ilmasta materiaaliin. Kussakin vaiheessa - ilmalämmitys, sen kuljetus ja lämmönsiirto tuotteisiin - lämpöhäviöt ovat väistämättömiä.
Nykyään Kazakstanin yritykset käytännössä eivät käytä induktiolämmittimiä, koska ne ovat erittäin kalliita. Vanhat lamppumallit induktiolämmityskoneet ovat vanhentuneita eikä niitä valmisteta.
Viljan kuivaus induktiolämmityksellä. Kuivuminen putoavassa kerroksessa
Ehdotamme viljankuivauksen induktiolämmitysmenetelmää (kuva 1), jossa viljamateriaali kulkee painovoiman ohjaamana kuivausakselin läpi. Kuivaimen yläosassa vilja lastataan kauhakuljettimilla tai muilla kuljetuslaitteilla; sitten vilja pääsee kuivumistorniin. Kuivatustornin kamerassa taajuusmuuttajaan kytketty induktori luo suurtaajuisen sähkömagneettisen kentän (vuon).
Kuivuminen putoavassa kerroksessa. Putoava kerros edustaa voimakkaasti purkautuvaa painovoimaista liikkuvaa viljavirtaa, jonka osittain kompensoi ylöspäin suuntautuva kaasuvirta (aerodynaaminen jarrutus). Viljan todellinen pitoisuus kasvaa liikkeen aikana. Kuivaus suspendoituneessa kerroksessa. Viljan suspendoitunut tila saavutetaan nousevassa kaasuvirrassa, kun virransyöttönopeutta lisätään. Prosessissa viljan koko pinta on mukana lämmön ja kosteuden vaihdossa kaasun kanssa. Viljan viipymisaika pneumoputkessa ei ylitä muutamaa sekuntia; kuivausaineen lämpötila on 350-400 ° C. Kosteuden väheneminen on kuitenkin murto-osaa. Siksi laitetta, jossa on painotetut viljakerrokset, ei käytetä erillisenä kuivaajana, vaan monikammioisen yhdistetyn kuivausrummun elementtinä.
Yhteenveto
Nykyään maatalousyritykset ja hissit on varustettu enimmäkseen suoravirtausakselikuivaimilla. Nämä kuivaimet viittaavat huomattavaan viljan lämmityksen ja kuivauksen epätasaisuuteen, mikä puolestaan aiheuttaa huomattavia lämpökuivauskustannuksia. Tärkein syy tässä on epätäydellisyys kuivausaineen ja ilmakehän ilman toimittamisessa kuivattaviin viljakerroksiin.
Tärkeä edellytys viljakuivureiden laadukkaalle työlle on kuivatun viljan tehokas jäähdytys. Suunnitelman mukaan viljakuivaimien jäähdytyslaitteet on suunniteltu siten, että viljan lämpötila ulostulossa ei saisi ylittää ilman ilman lämpötilaa yli 10 ° C. Käytännössä tämä arvo saavuttaa kuitenkin yli 12 ° C, kun ilman lämpötila on yli 15 ° C. Myös nykyaikaiset viljankuivaimet tarjoavat huomattavia epätasaisuuksia yksittäisten viljakerrosten jäähdytyksessä. Induktiolämmityskuivaus voi olla käsiteltävässä yhteydessä sopivampi tapa tuottavuuden, laadun ja kustannustehokkuuden kannalta.
Viitteet
Baum, A., 1983. Viljan kuivaus [venäjäksi], Moskova: Kolos
Ginzburg, A., 1973. Teorian ja tekniikan perusteet elintarvikkeiden kuivauksessa [venäjäksi], Moskova: Elintarviketeollisuus
Zhidko, V., 1982. Viljankuivaus ja viljankuivaimet [venäjäksi], Moskova: Kolos