Εξοικονόμηση ενέργειας στο επαγωγικό στέγνωμα με μέθοδο θέρμανσης επαγωγής
Κάθε χρόνο, το Καζακστάν παράγει περίπου 17-19 εκατομμύρια τόνους σιτηρών σε καθαρό βάρος, εξάγει περίπου 5 εκατομμύρια τόνους σιτηρών και ο μέσος όγκος της εγχώριας κατανάλωσης φτάνει τους 9-11 εκατομμύρια τόνους. Η περαιτέρω ανάπτυξη της βιομηχανίας σιτηρών και η προώθηση της εξαγωγής σιτηρών απαιτεί την ανάπτυξη της υποδομής αποθήκευσης, μεταφοράς και ξήρανσης σιτηρών, συμπεριλαμβανομένης της κατασκευής νέων και ανακατασκευής των παλαιών σιλό σιτηρών, κατασκευή τερματικών λιμένων και αγορά πλοίων ξηρού φορτίου και μεταφορέων σιτηρών (Baum, 1983). Υπάρχει ανάγκη εκσυγχρονισμού της βιομηχανίας και το έργο απαιτεί εντατικές προσπάθειες των κρατικών και εθνικών παραγωγών σιτηρών.
Οι συμμετέχοντες στο Astana Kazakh Grain Forum V KAZGRAIN-2012 συζήτησαν την τρέχουσα κατάσταση της αγοράς σιτηρών, τις τάσεις και τις προσδοκίες των τιμών, καθώς και προκλήσεις σε θέματα logistics και υποδομών. Σημειώθηκε ότι πριν από 10 χρόνια το Καζακστάν δεν μπορούσε να θεωρηθεί εξαγωγέας σιτηρών, ενώ επί του παρόντος τα ζητήματα εξαγωγής αναγνωρίζονται ως θέματα προτεραιότητας. Και η παραγωγή και η ξήρανση των σιτηρών παίρνει μια από τις κορυφαίες θέσεις τόσο στο αγροβιομηχανικό συγκρότημα, όσο και στην οικονομία στο σύνολό της.
Η ανάλυση της εμπειρίας πολλών μεταποιητικών επιχειρήσεων στην επεξεργασία σιτηρών μετά τη συγκομιδή αποδεικνύει ότι το πρωταρχικό καθήκον της διασφάλισης της ασφάλειας και της ποιότητας των πρόσφατα συγκομισμένων σπόρων είναι η ξήρανσή τους. Η σημασία της ξήρανσης των κόκκων αυξάνεται στην υγρή ζώνη: καθυστέρηση στην ξήρανση ή εκτέλεση αυτής της λειτουργίας με παραβίαση των τεχνολογικών καθεστώτων αναπόφευκτα προκαλούν απώλειες καλλιέργειας. Σύμφωνα με τις έρευνες σε 25-28% υγρασία σωρού για τρεις ημέρες, η βλάστηση μειώνεται κατά 20%. Και οι απώλειες ξηρής ύλης κάνουν 0.7-1% την ημέρα όταν η υγρασία του σωρού των σιτηρών είναι 37% (Ginzburg, 1973).
Οι σημαντικοί παράγοντες για την αποτελεσματική χρήση των στεγνωτηρίων στη γεωργία είναι η παροχή υψηλότερης ποιότητας σιτηρών, η αύξηση του εύρους ζώνης των μονάδων, καθώς και η μείωση του ενεργειακού κόστους. Βάση για τη βελτίωση της αποτελεσματικότητας των υπαρχόντων στεγνωτηρίων στη γεωργία είναι η εξασφάλιση επαρκούς και σταθερής απομάκρυνσης της υγρασίας από ένα κυβικό μέτρο σε κάμερες στεγνωτηρίων σιτηρών. Ένας από τους λόγους που αποτρέπουν αυτό είναι ότι οι ψυκτικές μονάδες, ενσωματωμένες στον άξονα ξήρανσης, δεν δημιουργούν βέλτιστες συνθήκες για πλήρη ψύξη κόκκων και έτσι μειώνουν τον αποτελεσματικό όγκο του άξονα στεγνώματος και την αφαίρεση υγρασίας από ένα κυβικό μέτρο της κάμερας.
Από το 2010 η παραγωγή σιταριού δείχνει μια σταθερή τάση ανάπτυξης: η έκταση των καλλιεργειών αυξήθηκε κατά 17%, η απόδοση αυξήθηκε κατά 25% και η συνολική απόδοση - κατά 52%. Την 1η Ιανουαρίου 2012, το Καζακστάν είχε 258 σιλό με χωρητικότητα 14 771.3 χιλιάδες τόνους και ανελκυστήρες χωρητικότητας 14 127.8 χιλιάδες τόνους. Η αύξηση της απόδοσης και της ακαθάριστης συγκομιδής απαιτεί βελτίωση της τεχνολογίας ξήρανσης για την αποφυγή απώλειας των καλλιεργειών και τη διατήρηση της ποιότητας των σιτηρών.
Η πιο προοπτική μέθοδος για το στέγνωμα και την αφαίρεση της υγρασίας των κόκκων είναι η μέθοδος θέρμανσης επαγωγής που παραμένει λίγο μελετημένο και σπάνια χρησιμοποιείται στην πράξη λόγω σημαντικών ατελειών στις τεχνολογίες κατασκευής μετατροπέων συχνότητας. Αν και το επαγωγικού εξοπλισμού θέρμανσης Η παραγωγή εξελίσσεται επί του παρόντος και η χρήση αυτής της πρακτικής ξήρανσης σιτηρών γίνεται πιο προτιμητέα σε σύγκριση με τις παραδοσιακές μεθόδους θέρμανσης (Zhidko, 1982).
Προς το παρόν, η επαγωγική θέρμανση χρησιμοποιείται για επιφανειακή σκλήρυνση προϊόντων χάλυβα, μέσω θέρμανσης για πλαστική παραμόρφωση (σφυρηλάτηση, σφράγιση, συμπίεση κ.λπ.), τήξη μετάλλων, θερμική επεξεργασία (ανόπτηση, σκλήρυνση, ομαλοποίηση, απόσβεση), συγκόλληση, συγκόλληση, συγκόλληση , μέταλλα. Η έμμεση επαγωγική θέρμανση χρησιμοποιείται για τη θέρμανση τεχνολογικού εξοπλισμού (αγωγούς, δεξαμενές κ.λπ.), θέρμανση υγρών, ξήρανση παλτών και υλικών (π.χ. ξύλο). Η πιο σημαντική παράμετρος των εγκαταστάσεων θέρμανσης επαγωγής είναι η συχνότητα. Για κάθε διαδικασία (επιφανειακή σκλήρυνση, μέσω θέρμανσης) υπάρχει ένα βέλτιστο εύρος συχνοτήτων, παρέχοντας την καλύτερη τεχνολογική και οικονομική απόδοση. Συχνότητες από 50Hz έως 5 MHz χρησιμοποιούνται για επαγωγική θέρμανση.
Τα πλεονεκτήματα της επαγωγικής θέρμανσης περιλαμβάνουν τα ακόλουθα:
- Η μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας απευθείας στο σώμα θέρμανσης επιτρέπει την άμεση θέρμανση υλικών, οπότε ο ρυθμός θέρμανσης είναι
- Η μετάδοση ηλεκτρικής ενέργειας απευθείας στο σώμα θέρμανσης δεν απαιτεί συσκευές επαφής. Αυτό είναι χρήσιμο για αυτοματοποιημένη γραμμή
- Όταν ένα θερμαντικό υλικό είναι διηλεκτρικό, π.χ. κόκκος, τότε η ισχύς κατανέμεται ομοιόμορφα σε όλο τον όγκο του θερμαντικού υλικού. Κατά συνέπεια, αυτή η μέθοδος επαγωγής παρέχει γρήγορη θέρμανση
- Η επαγωγική θέρμανση στις περισσότερες περιπτώσεις μπορεί να αυξήσει την παραγωγικότητα και να βελτιώσει τις συνθήκες εργασίας. Η επαγωγική συσκευή μπορεί να θεωρηθεί ως ένα είδος μετασχηματιστή, όταν η πρωτεύουσα περιέλιξη (επαγωγέας) συνδέεται με την πηγή εναλλασσόμενου ρεύματος και το θερμαντικό υλικό χρησιμεύει ως δευτερεύον
Η μείωση του κόστους ολόκληρης της εγκατάστασης απαιτεί ανάπτυξη και υλοποίηση απλών σε θερμαντήρες επαγωγής σχεδιασμού.
Η κύρια διαφορά μεταξύ επαγωγικής θέρμανσης από παραδοσιακές μεθόδους ξήρανσης έγκειται στην ογκομετρική θέρμανση. Η θερμότητα διεισδύει στο προϊόν (υλικό) όχι από την επιφάνεια. σχηματίζεται σε ολόκληρο τον όγκο ταυτόχρονα, αυτή η διαδικασία επιτρέπει την αποτελεσματική ξήρανση των κόκκων με χαμηλή κατανάλωση ενέργειας. Ομοιόμορφη κατανομή υγρασίας συμβαίνει σε ένα ξηρό υλικό κατά τη διαδικασία επαγωγής θέρμανσης. Η επαγωγή δεν προϋποθέτει μεταφορά θερμότητας από θερμαντήρα σε υλικό. Ενώ η χρήση άλλων μεθόδων ξήρανσης απαιτεί θέρμανση του αέρα και μετά μεταφορά της θερμότητας από τον ζεστό αέρα στο υλικό. Σε κάθε στάδιο - θέρμανση αέρα, μεταφορά και μεταφορά θερμότητας σε προϊόντα - οι απώλειες θερμότητας είναι αναπόφευκτες.
Σήμερα, οι επιχειρήσεις στο Καζακστάν δεν χρησιμοποιούν πρακτικά θερμαντήρες, καθώς είναι πολύ ακριβές. Παλιά μοντέλα λαμπτήρων επαγωγικές θερμαντικές μηχανές είναι παλιά και δεν έχουν κατασκευαστεί.
Ξήρανση κόκκων με επαγωγική θέρμανση. Ξήρανση στο στρώμα που πέφτει
Προτείνουμε τη μέθοδο επαγωγής θέρμανσης της ξήρανσης των κόκκων (Σχήμα 1) όπου περνάει το υλικό κόκκων, που κινείται με ισχύ βαρύτητας, μέσω του άξονα ξήρανσης. Στην κορυφή του στεγνωτηρίου, το σιτάρι φορτώνεται από μεταφορείς κάδου ή άλλες συσκευές μεταφοράς. τότε το σιτάρι μπαίνει στον πύργο ξήρανσης. Στην κάμερα του πύργου ξήρανσης ο επαγωγέας, συνδεδεμένος με μετατροπέα συχνότητας, δημιουργεί ηλεκτρομαγνητικό πεδίο (ροή) υψηλής συχνότητας.
Ξήρανση σε πτώση στρώματος. Το στρώμα που πέφτει αντιπροσωπεύει ένα πολύ απαλλαγμένο ρεύμα βαρυτικών κινούμενων κόκκων, που αντισταθμίζεται μερικώς από την ανοδική ροή αερίου (αεροδυναμική πέδηση). Η πραγματική συγκέντρωση των κόκκων αυξάνεται κατά τη διάρκεια της κίνησης. Ξήρανση σε αιωρούμενη στρώση. Η αιωρούμενη κατάσταση των κόκκων επιτυγχάνεται στο ρεύμα ανύψωσης αερίου όταν αυξάνεται η ταχύτητα τροφοδοσίας. Στη διαδικασία, ολόκληρη η επιφάνεια του σιταριού εμπλέκεται στην ανταλλαγή θερμότητας και υγρασίας με το αέριο. Ο χρόνος παραμονής των κόκκων στον σωλήνα pneumo δεν υπερβαίνει μερικά δευτερόλεπτα. η θερμοκρασία του ξηραντικού παράγοντα είναι 350-400 ° C. Ωστόσο, η μείωση της υγρασίας ανέρχεται σε ένα κλάσμα τοις εκατό. Επομένως, η συσκευή με σταθμισμένες στιβάδες κόκκων δεν χρησιμοποιείται ως ξεχωριστό στεγνωτήριο, αλλά ως στοιχείο συνδυασμένου στεγνωτηρίου πολλαπλών θαλάμων.
Συμπέρασμα
Σήμερα οι γεωργικές επιχειρήσεις και ανελκυστήρες είναι εξοπλισμένοι κυρίως από τα στεγνωτήρια άξονα άμεσης ροής. Αυτά τα στεγνωτήρια υποδηλώνουν σημαντική ανομοιογένεια στη θέρμανση και την ξήρανση των κόκκων, η οποία με τη σειρά της προκαλεί σημαντικό κόστος θερμικής ξήρανσης. Ο κύριος λόγος εδώ είναι η ατέλεια παροχής του ξηραντικού και του ατμοσφαιρικού αέρα σε αφυδατικές στρώσεις κόκκων.
Μια σημαντική προϋπόθεση για την ποιότητα των στεγνωτηρίων σιτηρών είναι η αποτελεσματική ψύξη ξηρών κόκκων. Σύμφωνα με το σχέδιο, οι συσκευές ψύξης των στεγνωτηρίων κόκκων έχουν σχεδιαστεί έτσι ώστε η θερμοκρασία του κόκκου στην έξοδο να μην υπερβαίνει τη θερμοκρασία του ατμοσφαιρικού αέρα κατά περισσότερο από 10 ° C. Ωστόσο, στην πράξη αυτή η τιμή φτάνει περισσότερο από 12 ° C όταν η θερμοκρασία του αέρα είναι υψηλότερη από 15 ° C. Επίσης, τα σύγχρονα στεγνωτήρια σιτηρών παρέχουν σημαντική ανομοιογένεια στην ψύξη των επιμέρους στρωμάτων σιτηρών. Στο συζητούμενο πλαίσιο η εφαρμογή της επαγωγικής ξήρανσης με θέρμανση μπορεί να είναι ο καταλληλότερος τρόπος από την άποψη της παραγωγικότητας, της ποιότητας και της αποδοτικότητας κόστους.
αναφορές
Baum, A., 1983. Ξήρανση κόκκων [στα Ρωσικά], Μόσχα: Κολός
Ginzburg, A., 1973. Βασικά στοιχεία της θεωρίας και της τεχνολογίας στην ξήρανση των τροφίμων [στα ρωσικά], Μόσχα: Βιομηχανία τροφίμων
Zhidko, V., 1982. Ξήρανση κόκκων και στεγνωτήρια σιτηρών [στα Ρωσικά], Μόσχα: Κολός