에너지 절약 인덕션 건조 곡물 유도 가열 방식
카자흐스탄은 매년 약 17~1900만 톤의 정곡을 생산하고 약 500만 톤의 곡물을 수출하며 국내 평균 소비량은 900~1100만 톤에 달합니다. 곡물 산업의 발전과 곡물 수출 촉진을 위해서는 곡물 저장, 운송 및 건조 인프라를 개발해야 하며, 여기에는 오래된 곡물 사일로의 신축 및 재건, 항만 터미널 건설, 건식 화물선 및 곡물 운반선 구매 등이 포함됩니다(Baum, 1983). 산업을 현대화해야 할 필요성이 있으며이 작업에는 주 및 국가 곡물 생산자의 집중적 인 노력이 필요합니다.
아스타나 카자흐스탄 곡물 포럼 V KAZGRAIN-2012 참가자들은 곡물 시장 현황, 동향 및 가격 전망, 물류 및 인프라의 도전 과제에 대해 논의했습니다. 10년 전만 해도 카자흐스탄은 곡물 수출국으로 간주될 수 없었지만, 현재는 수출 문제가 우선 순위로 인식되고 있다는 점에 주목했습니다. 그리고 곡물의 생산과 건조는 농업 산업 단지와 경제 전체에서 선도적 인 위치 중 하나를 차지합니다.
수확 후 곡물 가공에 대한 많은 제조 기업의 경험을 분석한 결과, 새로 수확한 종자의 안전과 품질을 보장하는 주요 작업은 건조라는 것이 입증되었습니다. 습한 지역에서 곡물 건조의 중요성 증가 : 건조가 지연되거나 기술 체제를 위반하여이 작업을 수행하면 필연적으로 작물 손실이 발생합니다. 25-28% 습도에서의 연구에 따르면 3 일 동안 힙의 습도는 20%까지 발아가 감소합니다. 그리고 건조 물질의 손실은 곡물 힙의 수분이 37% (Ginzburg, 1973)일 때 하루에 0.7-1%를 만듭니다.
농업에서 건조기를 효율적으로 사용하기 위한 중요한 요소는 더 높은 곡물 품질 제공, 단위 대역폭 증가, 에너지 비용 절감입니다. 기존 농업용 건조기의 효율성을 개선하기 위한 기반은 곡물 건조기 카메라에서 1세제곱미터의 수분을 충분하고 안정적으로 제거하는 것입니다. 이를 방해하는 이유 중 하나는 건조축에 내장된 냉각 장치가 곡물 냉각을 위한 최적의 조건을 만들지 못해 건조축의 유효 부피와 카메라의 1세제곱미터에서 수분 제거량이 감소하기 때문입니다.
2010 년 밀 생산 이후 안정적인 성장 추세를 보여줍니다 : 작물 면적은 171 TP3T, 수확량은 251 TP3T, 총 수확량 - 521 TP3T 증가했습니다. 2012 년 1 월 1 일에 카자흐스탄에는 저장 용량 14 771.3 천 톤의 사일로 258 개와 저장 용량 14 127.8 천 톤의 엘리베이터가있었습니다. 수확량과 총 수확량을 늘리려면 곡물 손실을 방지하고 곡물 품질을 유지하기 위해 건조 기술을 개선해야 합니다.
곡물을 건조하고 수분을 제거하는 가장 원근법적인 방법은 유도 가열 방식 주파수 변환기 제조 기술의 상당한 불완전성으로 인해 아직 연구가 거의 이루어지지 않았고 실제로도 거의 사용되지 않고 있습니다. 하지만 유도 가열 장비 생산이 현재 발전하고 있으며 곡물 건조 방식이 전통적인 가열 방식에 비해 더 선호되고 있습니다(Zhidko, 1982).
현재 유도 가열은 소성 변형(단조, 스탬핑, 프레스 등), 금속 용융, 열처리(어닐링, 템퍼링, 정규화, 담금질), 용접, 용접, 납땜, 금속을 위한 가열을 통해 철강 제품의 표면 경화에 사용됩니다. 간접 유도 가열은 기술 장비(파이프라인, 탱크 등)의 가열, 액체 가열, 코팅 및 재료(예: 목재)의 건조에 사용됩니다. 유도 가열 설비의 가장 중요한 파라미터는 주파수입니다. 각 공정(표면 경화, 가열)에는 최적의 주파수 범위가 있어 최고의 기술 및 경제적 성능을 제공합니다. 유도 가열에는 50Hz ~ 5MHz의 주파수가 사용됩니다.
인덕션 가열의 장점은 다음과 같습니다:
- 전기 에너지를 가열체로 직접 전달하면 재료의 직접 가열을 구현할 수 있으므로 가열 속도는 다음과 같습니다.
- 전기 에너지를 가열체로 직접 전달하기 때문에 접촉 장치가 필요하지 않습니다. 이는 자동화된 라인에 유용합니다.
- 가열 재료가 곡물과 같은 유전체인 경우, 전력은 가열 재료의 부피 전체에 고르게 분산됩니다. 따라서 이 유도 방식은 다음을 빠르게 가열할 수 있습니다.
- 대부분의 경우 유도 가열은 생산성을 높이고 작업 조건을 개선할 수 있습니다. 유도 장치는 일종의 변압기로 간주 될 수 있으며, 1 차 권선 (인덕터)이 AC 전원에 연결되고 가열 재료가 2 차 역할을하는 경우
전체 설치 비용을 줄이려면 설계가 단순한 인덕션 히터를 개발 및 구현해야 합니다.
전통적인 건조 방법과 유도 가열의 주요 차이점은 체적 가열에 있습니다. 열은 표면이 아닌 제품(재료)에 침투하여 한 번에 전체 부피에 형성되며, 이 과정을 통해 낮은 에너지 소비로 곡물을 효과적으로 건조할 수 있습니다. 가열 유도 과정에서 건조된 재료에 수분이 고르게 분포됩니다. 인덕션은 히터에서 재료로 열이 전달된다고 가정하지 않습니다. 다른 건조 방법을 사용할 때는 공기를 가열한 다음 뜨거운 공기의 열을 재료로 전달해야 합니다. 공기 가열, 운반, 제품으로의 열 전달 등 각 단계에서 열 손실은 피할 수 없습니다.
오늘날 카자흐스탄의 기업들은 인덕션 히터가 매우 비싸기 때문에 거의 사용하지 않습니다. 오래된 램프 모델 유도 가열 기계 는 구식이며 제조되지 않습니다.
유도가열을 통한 곡물 건조. 낙하층에서 건조
곡물 건조의 유도 가열 방식(그림 1)은 곡물이 중력에 의해 건조 축을 통과하는 방식입니다. 건조기 상단에서 곡물은 버킷 컨베이어 또는 기타 운반 장치에 의해 적재되고 곡물은 건조탑으로 들어갑니다. 건조탑의 카메라에서 주파수 변환기에 연결된 인덕터는 고주파의 전자기장(플럭스)을 생성합니다.
낙하층에서 건조. 떨어지는 층은 중력으로 움직이는 곡물 흐름이 고도로 배출되고, 가스의 상향 흐름(공기역학적 제동)에 의해 부분적으로 상쇄되는 것을 나타냅니다. 실제 입자의 농도는 이동 과정에서 증가합니다. 부유층에서 건조. 곡물의 부유 상태는 전원 공급 속도를 높일 때 가스의 상승 흐름에서 이루어집니다. 이 과정에서 곡물의 전체 표면이 가스와 열 및 수분 교환에 관여합니다. 건조제의 온도는 350-400°C로 곡물이 공기 튜브에 머무는 시간은 몇 초를 넘지 않습니다. 그러나 수분의 감소는 몇 퍼센트에 달합니다. 따라서 곡물의 가중 층이있는 장치는 별도의 건조기가 아니라 다중 챔버 결합 건조기의 요소로 사용됩니다.
결론
오늘날 농업 회사와 엘리베이터에는 대부분 직류식 샤프트 건조기가 설치되어 있습니다. 이러한 건조기는 곡물의 가열 및 건조에 상당한 불균일성을 보이며, 이는 결국 상당한 열 건조 비용을 유발합니다. 주된 이유는 곡물의 탈수 층에 건조제와 대기 공기를 공급하는 데 불완전하기 때문입니다.
곡물 건조기의 품질 작업의 중요한 조건은 건조된 곡물을 효율적으로 냉각하는 것입니다. 계획에 따르면 곡물 건조기의 냉각 장치는 출력 시 곡물의 온도가 대기 온도를 10°C 이상 초과하지 않도록 설계되어 있습니다. 그러나 실제로 이 값은 대기 온도가 15°C보다 높을 때 12°C 이상에 도달합니다. 또한 최신 곡물 건조기는 곡물의 개별 층을 냉각할 때 상당한 불균일성을 제공합니다. 논의된 맥락에서 유도 가열 건조를 적용하는 것이 생산성, 품질 및 비용 효율성 측면에서 더 적합한 방법이 될 수 있습니다.
참조
바움, A., 1983. 곡물 건조 [러시아어], 모스크바: 콜로스
긴즈버그, A., 1973. 식료품 건조 이론 및 기술의 필수 요소 [러시아어], 모스크바: 식품 산업
지드코, V., 1982. 곡물 건조 및 곡물 건조기 [러시아어], 모스크바: Kolos