Estalvi energètic a la assecat per inducció del gra amb mètode d'escalfament per inducció
Anualment, el Kazakhstan produeix al voltant de 17-19 milions de tones de gra en pes net, exporta uns 5 milions de tones de gra i el volum mitjà de consum intern arriba als 9-11 milions de tones. El desenvolupament posterior de la indústria del gra i la promoció de l’exportació de cereals requereixen el desenvolupament de la infraestructura d’emmagatzematge, transport i assecat del gra, inclosa la construcció de noves i la reconstrucció de les antigues sitges de gra, la construcció de terminals portuàries i la compra de vaixells de càrrega seca i portadors (Baum, 1983). Hi ha una necessitat de modernitzar la indústria i la tasca requereix un intens esforç dels productors de cereals estatals i nacionals.
Els participants de l'Astana Kazakh Grain Forum V KAZGRAIN-2012 van discutir l'estat actual del mercat del gra, les tendències i les expectatives de preus, així com qüestions difícils en logística i infraestructures. Es va assenyalar que fa deu anys no es podia considerar Kazakhstan com a exportador de cereals, mentre que en el moment actual les qüestions d'exportació es reconeixen com a prioritàries. I la producció i assecat de cereals ocupa un dels llocs líders tant del complex agroindustrial com de l’economia en general.
L'anàlisi de l'experiència de moltes empreses fabricants en processament de cereals després de la collita demostra que la tasca principal per garantir la seguretat i la qualitat de les llavors acabades de collir és el seu assecat. La importància de l'assecat de grans augmenta a la zona humida: el retard en l'assecat o la realització d'aquesta operació amb violació dels règims tecnològics provoca inevitablement pèrdues de collites. Segons les investigacions en un 25-28% d'humitat del munt durant tres dies, la germinació disminueix un 20%. I les pèrdues de matèria seca fan del 0.7-1% al dia quan la humitat del gra de gra és del 37% (Ginzburg, 1973).
Els factors importants en l’ús eficient dels assecadors a l’agricultura són el subministrament d’una major qualitat del gra, l’augment de l’amplada de banda de les unitats i la reducció dels costos energètics. La base per millorar l’eficàcia dels assecadors existents a l’agricultura és garantir una eliminació suficient i estable de la humitat d’un metre cúbic a les càmeres d’assecadors de gra. Una de les raons que ho impedeixen és que les unitats de refrigeració, integrades a l’eix d’assecat, no creen condicions òptimes per a un refredament complet del gra i, per tant, redueixen el volum efectiu de l’eix d’assecat i l’eliminació d’humitat d’un metre cúbic de la càmera.
Des de la producció de blat del 2010, es demostra una tendència de creixement estable: la superfície de cultiu ha augmentat un 17%, el rendiment ha augmentat un 25% i el rendiment total, un 52%. L'1 de gener de 2012, Kazakhstan tenia 258 sitges amb una capacitat d'emmagatzematge de 14 771.3 mil tones i ascensors amb capacitat d'emmagatzematge de 14 127.8 mil tones. L'augment del rendiment i la collita bruta requereixen una tecnologia d'assecat millorada per evitar pèrdues de cultius i mantenir la qualitat del gra.
El mètode amb més perspectiva per assecar el gra i eliminar la humitat és el mètode d'escalfament per inducció que continua sent poc estudiat i rarament utilitzat a la pràctica a causa de considerables imperfeccions en les tecnologies de fabricació de convertidors de freqüència. Encara que el equips de calefacció per inducció la producció s'està desenvolupant actualment i l'ús d'aquesta pràctica d'assecat de grans es fa més preferible en comparació amb els mètodes tradicionals d'escalfament (Zhidko, 1982).
Actualment, la calefacció per inducció s’utilitza per a l’enduriment superficial de productes siderúrgics, mitjançant calefacció per a deformacions plàstiques (forja, estampació, premsat, etc.), fusió de metalls, tractament tèrmic (recuit, temperat, normalització, apagat), soldadura, soldadura, soldadura , metalls. La calefacció per inducció indirecta s’utilitza per escalfar equips tecnològics (canonades, tancs, etc.), escalfar líquids, assecar capes i materials (per exemple, fusta). El paràmetre més important de les instal·lacions de calefacció per inducció és la freqüència. Per a cada procés (enduriment superficial, mitjançant escalfament) hi ha un rang de freqüències òptim, que proporciona el millor rendiment tecnològic i econòmic. Per escalfar per inducció s’utilitzen freqüències de 50Hz a 5 MHz.
Els avantatges de la calefacció per inducció inclouen els següents:
- La transmissió d’energia elèctrica directament al cos de calefacció permet implementar un escalfament directe de materials, de manera que la velocitat de calefacció és de
- La transmissió d’energia elèctrica directament al cos de calefacció no requereix dispositius de contacte. Això és útil per a línies automatitzades
- Quan un material escalfador és un dielèctric, per exemple, el gra, llavors la potència es distribueix uniformement per tot el volum del material calefactor. En conseqüència, aquest mètode d’inducció proporciona un escalfament ràpid de
- La calefacció per inducció en la majoria dels casos pot augmentar la productivitat i millorar les condicions de treball. El dispositiu d’inducció es pot considerar com una mena de transformador, quan el bobinatge primari (inductor) està connectat a la font d’alimentació de CA i el material calefactor serveix de secundari
La reducció del cost de tota la instal·lació requereix el desenvolupament i implementació d’escalfadors d’inducció senzills en disseny.
La principal diferència entre l'escalfament per inducció i els mètodes tradicionals d'assecat resideix en l'escalfament volumètric. La calor penetra al producte (material) no des de la superfície; es forma en tot el volum alhora, aquest procés permet assecar el gra de manera efectiva amb un baix consum d'energia. Fins i tot la distribució de la humitat es produeix en un material sec durant el procés d’inducció de la calefacció. La inducció no suposa la transferència de calor de l'escalfador a un material. Si s’utilitza altres mètodes d’assecat, cal escalfar l’aire i després transferir la calor de l’aire calent al material. En cada etapa (escalfament d'aire, transport i transferència de calor als productes) les pèrdues de calor són inevitables.
Avui dia les empreses de Kazakhstan pràcticament no utilitzen escalfadors d’inducció, ja que són molt cars. Antics models de làmpades màquines de calefacció per inducció estan obsolets i no estan fabricats.
Assecat del gra mitjançant escalfament per inducció. Assecat a la capa que cau
Suggerim el mètode d’escalfament per inducció de l’assecat del gra (Figura 1) per on passa el material del gra, impulsat per la gravetat, per l’eix d’assecat. A la part superior de l'assecador, el gra es carrega mitjançant transportadors de cubells o altres dispositius de transport; llavors el gra entra a la torre d'assecat. A la càmera de la torre d'assecat, l'inductor, connectat al convertidor de freqüència, crea un camp electromagnètic (flux) d'alta freqüència.
Assecat en capa caiguda. La capa que cau representa un flux de gra en moviment gravitacional molt descarregat, parcialment compensat pel flux ascendent de gas (frenada aerodinàmica). La veritable concentració de gra augmenta en el curs del moviment. Assecat en capa suspesa. L'estat de gra suspès s'aconsegueix en la corrent elevada de gas en augmentar la velocitat de subministrament d'energia. En el procés, tota la superfície del gra participa en l'intercanvi de calor i humitat amb el gas. El temps d'estada del gra al tub pneumàtic no supera els pocs segons; la temperatura de l’assecat fa de 350-400 ° C. No obstant això, la reducció de la humitat ascendeix a una fracció per cent. Per tant, els aparells amb capes de gra ponderades no s’utilitzen com a assecador independent, sinó com a element de l’assecador combinat de diverses cambres.
Conclusió
Actualment, les empreses agrícoles i els ascensors estan equipats principalment per assecadors d’eixos de flux directe. Aquests assecadors suggereixen un desnivell considerable en l'escalfament i l'assecat del gra, que al seu torn provoca costos d'assecat tèrmic substancials. La principal raó aquí és la imperfecció en subministrar l’assecat i l’aire atmosfèric a capes de gra deshidratades.
Una condició important per al treball de qualitat dels assecadors de gra és un refredament eficient del gra sec. Segons el pla, els dispositius de refrigeració dels assecadors de gra estan dissenyats de manera que la temperatura del gra a la sortida no ha de superar la temperatura atmosfèrica de l'aire en més de 10 ° C. Tot i això, a la pràctica aquest valor arriba a més de 12 ° C quan la temperatura de l’aire és superior a 15 ° C. També els assecadors de gra moderns proporcionen desnivells considerables en el refredament de les capes individuals de gra. En el context discutit, l'aplicació de l'assecat per escalfament per inducció pot ser la forma més adequada en termes de productivitat, qualitat i eficiència de costos.
referències
Baum, A., 1983. Assecat del gra [en rus], Moscou: Kolos
Ginzburg, A., 1973. Aspectes bàsics de la teoria i la tecnologia en l'assecat dels aliments [en rus], Moscou: indústria alimentària
Zhidko, V., 1982. Assecat de gra i assecadors de grans [en rus], Moscou: Kolos