節約能源 感應乾燥穀物 採用感應加熱方式
哈薩克斯坦每年生產淨重1700-1900萬噸糧食,出口約500萬噸糧食,國內平均消費量達900-1100萬噸。進一步發展穀物產業和促進穀物出口需要發展穀物儲存、運輸和乾燥的基礎設施,包括建造新的和重建舊的穀倉、建造港口碼頭和購買乾貨船和穀物運輸船(Baum,1983 年)。有必要將這個產業現代化,而這項任務需要國家和全國穀物生產者的密集努力。
Astana Kazakh Grain Forum V KAZGRAIN-2012與會者討論了穀物市場現況、趨勢與價格預期,以及物流與基礎建設的挑戰性問題。據悉,10年前哈薩克斯坦還不能被視為穀物出口國,而現在出口問題已被視為首要問題。穀物的生產和乾燥在農工綜合體和整體經濟中都佔有領導地位。
許多製造企業在穀物收穫後處理的經驗分析證明,確保新收穫種子的安全和品質的首要任務是穀物的乾燥。在潮濕地區,穀物烘乾的重要性與日俱增:延遲烘乾或在違反技術規範的情況下進行這項作業,將不可避免地造成作物損失。根據研究,在濕度為 25-28% 的穀堆中放置三天,發芽率會降低 20%。當穀堆濕度為 37% 時,每天的乾物質損失為 0.7-1% (Ginzburg,1973)。
在農業中有效使用乾燥機的重要因素是提供更高的穀物品質、增加裝置的頻寬以及降低能源成本。提高現有農業乾燥機效能的基礎,是確保穀物乾燥機攝影機能充分且穩定地去除一立方米的濕氣。其中一個原因是,內建於乾燥軸的冷卻裝置無法創造出穀物完全冷卻的最佳條件,因此降低了乾燥軸的有效容積,以及攝影機一立方米的除濕量。
自2010年以來,小麥生產呈現穩定增長趨勢:作物面積增加了17%,產量增加了25%,總產量增加了52%。2012年1月1日,哈薩克斯坦共有258個倉庫,儲量為1477.13萬噸,升降機儲量為1412.78萬噸。 提高產量和總收成需要改進乾燥技術,以避免作物損失和保持穀物質量。
穀物乾燥和除濕最有效的方法是 感應加熱方式 由於頻率轉換器製造技術上的相當不完善,此技術在實際應用上仍然研究甚少。雖然 感應加熱設備 與傳統的加熱方法相比,穀物乾燥方法更為可取 (Zhidko, 1982)。
目前感應加熱用於鋼鐵產品的表面硬化、通過加熱進行塑性變形(鍛造、沖壓、壓制等)、金屬熔化、熱處理(退火、回火、正火、淬火)、焊接、焊接、金屬。間接感應加熱用於加熱技術設備(管道、儲槽等)、加熱液體、烘乾外衣和材料(如木材)。感應加熱設備最重要的參數是頻率。每個製程(表面硬化、通過加熱)都有一個最佳頻率範圍,以提供最佳的技術和經濟性能。感應加熱使用的頻率從 50Hz 到 5 MHz。
感應加熱的優點包括以下幾點:
- 將電能直接傳輸至加熱體,可實現材料的直接加熱,因此加熱速率為
- 將電能直接傳輸至加熱體,不需要接觸裝置。這對於自動線
- 當加熱材料為電介質時,例如穀物,則功率會均勻地分佈在加熱材料的整個體積中。因此,這種感應方法可以快速加熱
- 在大多數情況下,感應加熱可以提高生產效率並改善工作條件。感應裝置可視為一種變壓器,當一次繞組 (電感) 連接到交流電源時,加熱材料作為二次繞組 (電感) 。
要降低整個安裝的成本,就必須開發並採用設計簡單的感應加熱器。
感應加熱與傳統乾燥方法的主要差異在於體積加熱。熱量不是從表面滲透到產品(材料)中,而是一次性在整個體積中形成,此過程能以較低的能耗有效乾燥穀物。在加熱感應過程中,乾燥物料中的水分會平均分佈。感應加熱不需要加熱器向材料傳熱。使用其他乾燥方法需要先加熱空氣,然後再將熱量從熱空氣傳送至物料。在每個階段 - 加熱空氣、輸送空氣以及將熱量傳遞至產品 - 都不可避免地會有熱量損失。
現在哈薩克斯坦的企業幾乎不使用感應加熱器,因為它們非常昂貴。舊式的燈管 感應加熱機 是過時的,而且它們並非製造而成。
利用感應加熱烘乾穀物。落層乾燥
我們建議採用感應加熱方式來烘乾穀物 (圖 1),穀物在重力驅動下通過烘乾軸。在乾燥機的頂端,穀物由斗式輸送機或其他運輸裝置裝載;然後穀物進入乾燥塔。在乾燥塔的攝影機中,與變頻器連接的感應器會產生高頻率的電磁場 (磁通)。
在下降層中乾燥.下降層代表高度排出的重力移動穀物流,部分被向上的氣流(氣動制動)抵消。穀物的真正濃度在移動過程中會增加。 懸浮層乾燥。 當電力供給速度增加時,穀物會在上升的氣流中達到懸浮狀態。在此過程中,穀物的整個表面都會與氣體進行熱量和水分交換。穀物在氣動管中停留的時間不超過幾秒鐘;乾燥劑的溫度為 350-400 °C。然而,濕度的降低僅為百分之零點幾。因此,帶有穀物加權層的裝置並非用作單獨的乾燥機,而是用作多室組合乾燥機的元件。
總結
如今,農業公司和升降機大多採用直流軸式乾燥機。這些乾燥機在穀物加熱及乾燥時會產生相當大的不均勻,進而導致大量的熱乾燥成本。主要原因在於乾燥劑和大氣空氣無法完美地供應到穀物的脫水層。
穀物乾燥機品質工作的重要條件是有效冷卻乾燥穀物。根據計劃,穀物乾燥機的冷卻裝置設計為出風口的穀物溫度不得超過大氣溫度 10°C。但實際上,當空氣溫度高於 15°C 時,此值會超過 12°C。此外,現代的穀物烘乾機在冷卻各層穀物時,會產生相當大的不均勻。在所討論的情況下,就生產力、品質和成本效益而言,使用感應加熱烘乾可能是更適合的方式。
參考資料
Baum, A., 1983.穀物乾燥 [俄文],莫斯科:Kolos
Ginzburg, A., 1973.食品乾燥理論與技術要點 [俄文],莫斯科:食品工業
Zhidko, V., 1982.穀物乾燥與穀物乾燥機 [俄文],莫斯科:Kolos