Penghematan energi di biji-bijian pengeringan induksi dengan metode pemanasan induksi
Setiap tahun Kazakhstan menghasilkan sekitar 17-19 juta ton biji-bijian dengan berat bersih, mengekspor sekitar 5 juta ton biji-bijian, dan volume rata-rata konsumsi dalam negeri mencapai 9-11 juta ton. Pengembangan lebih lanjut dari industri biji-bijian dan promosi ekspor biji-bijian memerlukan pengembangan infrastruktur penyimpanan, pengangkutan dan pengeringan biji-bijian, termasuk pembangunan gudang biji-bijian baru dan rekonstruksi silo biji-bijian lama, pembangunan terminal pelabuhan dan pembelian kapal kargo kering dan pengangkut biji-bijian. (Baum, 1983). Ada kebutuhan untuk memodernisasi industri dan tugas tersebut membutuhkan upaya intensif dari negara dan produsen biji-bijian nasional.
Peserta Astana Kazakh Grain Forum V KAZGRAIN-2012 membahas keadaan pasar biji-bijian saat ini, tren dan ekspektasi harga, serta masalah yang menantang dalam logistik dan infrastruktur. Tercatat bahwa 10 tahun yang lalu Kazakhstan tidak dapat dianggap sebagai pengekspor biji-bijian, sedangkan saat ini masalah ekspor dianggap sebagai masalah prioritas. Dan produksi dan pengeringan biji-bijian mengambil salah satu tempat terdepan baik dalam kompleks agroindustri, dan ekonomi secara keseluruhan.
Analisis pengalaman banyak perusahaan manufaktur dalam pengolahan biji-bijian pasca panen membuktikan bahwa tugas utama dalam memastikan keamanan dan kualitas benih yang baru dipanen adalah pengeringannya. Pentingnya peningkatan pengeringan biji-bijian di zona lembab: penundaan dalam pengeringan atau pelaksanaan operasi ini dengan pelanggaran rezim teknologi pasti menyebabkan hilangnya panen. Menurut penelitian di 25-28% kelembaban tumpukan selama tiga hari perkecambahan menurun 20%. Dan hilangnya bahan kering membuat 0.7-1% per hari ketika kelembaban tumpukan biji-bijian adalah 37% (Ginzburg, 1973).
Faktor penting dalam penggunaan pengering yang efisien di bidang pertanian adalah penyediaan kualitas biji-bijian yang lebih tinggi, peningkatan bandwidth unit, serta penurunan biaya energi. Dasar untuk meningkatkan efektivitas pengering yang ada di pertanian adalah memastikan penghilangan kelembaban yang cukup dan stabil dari satu meter kubik di kamera pengering biji-bijian. Salah satu alasan mencegah hal ini adalah karena unit pendingin, yang dibangun di dalam poros pengering, tidak menciptakan kondisi optimal untuk pendinginan butiran penuh sehingga mengurangi volume efektif poros pengering dan penghilangan kelembapan dari satu meter kubik kamera.
Sejak produksi gandum 2010 menunjukkan tren pertumbuhan yang stabil: area panen meningkat 17%, hasil panen meningkat 25%, dan hasil total - 52%. Pada 1 Januari 2012 Kazakhstan memiliki 258 silo dengan kapasitas penyimpanan 14 ribu ton dan elevator dengan kapasitas penyimpanan 771.3 14 ribu ton. Peningkatan hasil dan panen kotor membutuhkan perbaikan teknologi pengeringan untuk menghindari kehilangan panen dan menjaga kualitas gabah.
Metode paling perspektif untuk mengeringkan butiran dan menghilangkan kelembapan adalah metode pemanasan induksi yang masih sedikit dipelajari dan jarang digunakan dalam praktik karena ketidaksempurnaan yang cukup besar dalam teknologi manufaktur konverter frekuensi. Meskipun peralatan pemanas induksi produksi saat ini berkembang dan penggunaan metode pengeringan biji-bijian menjadi lebih disukai dibandingkan dengan metode pemanasan tradisional (Zhidko, 1982).
Saat ini pemanasan induksi digunakan untuk pengerasan permukaan produk baja, melalui pemanasan untuk deformasi plastik (penempaan, stamping, pengepresan, dll.), Peleburan logam, perlakuan panas (anil, tempering, normalisasi, quenching), pengelasan, pengelasan, penyolderan , logam. Pemanasan induksi tidak langsung digunakan untuk memanaskan peralatan teknologi (jaringan pipa, tangki, dll.), Pemanasan cairan, pengeringan mantel dan bahan (misalnya, kayu). Parameter terpenting dari instalasi pemanas induksi adalah frekuensi. Untuk setiap proses (pengerasan permukaan, melalui pemanasan) terdapat rentang frekuensi yang optimal, memberikan kinerja teknologi dan ekonomi terbaik. Frekuensi dari 50Hz hingga 5 MHz digunakan untuk pemanasan induksi.
Keuntungan pemanasan induksi meliputi:
- Transmisi energi listrik langsung ke badan pemanas memungkinkan penerapan pemanasan material secara langsung, dengan demikian laju pemanasannya
- Transmisi energi listrik langsung ke badan pemanas tidak memerlukan perangkat kontak. Ini berguna untuk saluran otomatis
- Ketika bahan pemanas adalah dielektrik, misalnya butiran, maka daya didistribusikan secara merata ke seluruh volume bahan pemanas. Akibatnya, metode induksi ini memberikan pemanasan yang cepat
- Pemanasan induksi dalam banyak kasus dapat meningkatkan produktivitas dan memperbaiki kondisi kerja. Alat induksi dapat dikatakan sebagai sejenis trafo, ketika gulungan primer (induktor) dihubungkan ke sumber listrik AC, dan bahan pemanas berfungsi sebagai sekunder.
Pengurangan biaya seluruh instalasi memerlukan pengembangan dan penerapan pemanas induksi desain sederhana.
Perbedaan utama antara pemanasan induksi dari metode pengeringan tradisional terletak pada pemanasan volumetrik. Panas menembus ke dalam produk (bahan) bukan dari permukaan; itu dibentuk di seluruh volume sekaligus, proses ini memungkinkan pengeringan biji-bijian secara efektif dengan konsumsi energi yang rendah. Distribusi kelembapan yang merata terjadi pada bahan kering selama proses induksi pemanasan. Induksi tidak mengasumsikan perpindahan panas dari pemanas ke material. Sedangkan metode pengeringan yang lain membutuhkan pemanasan udara, kemudian mentransfer panas dari udara panas ke material. Pada setiap tahap - pemanasan udara, pengangkutannya, dan perpindahan panas ke produk - kehilangan panas tidak dapat dihindari.
Saat ini perusahaan di Kazakhstan praktis tidak menggunakan pemanas induksi karena harganya sangat mahal. Model lampu tua dari mesin pemanas induksi sudah usang dan tidak diproduksi.
Pengeringan biji-bijian dengan pemanasan induksi. Pengeringan di lapisan yang jatuh
Kami menyarankan metode pemanasan induksi pengeringan biji-bijian (Gambar 1) di mana bahan biji-bijian lewat, didorong oleh daya gravitasi, melalui poros pengeringan. Di bagian atas butiran pengering dimuat dengan konveyor ember atau perangkat transportasi lainnya; kemudian biji-bijian masuk ke menara pengeringan. Di kamera menara pengering, induktor, yang terhubung ke konverter frekuensi, menciptakan medan elektromagnetik (fluks) frekuensi tinggi.
Pengeringan di lapisan jatuh. Lapisan jatuh mewakili aliran butiran bergerak gravitasi yang sangat dibuang, sebagian diimbangi oleh aliran gas ke atas (pengereman aerodinamis). Konsentrasi sebenarnya dari biji-bijian meningkat selama pergerakan. Pengeringan dalam lapisan tersuspensi. Keadaan biji-bijian yang ditangguhkan dicapai dalam peningkatan aliran gas saat meningkatkan kecepatan catu daya. Dalam prosesnya, seluruh permukaan biji-bijian terlibat dalam pertukaran panas dan uap air dengan gas. Waktu tinggal butiran dalam tabung pneumo tidak melebihi beberapa detik; suhu bahan pengering membuat 350-400 ° C. Namun, pengurangan kadar air mencapai sebagian kecil persen. Oleh karena itu, peralatan dengan lapisan butir tertimbang tidak digunakan sebagai pengering terpisah, tetapi sebagai elemen pengering gabungan multi-ruang.
Kesimpulan
Saat ini perusahaan pertanian dan elevator sebagian besar dilengkapi oleh pengering poros aliran langsung. Pengering ini menunjukkan ketidakrataan yang cukup besar dalam pemanasan dan pengeringan biji-bijian, yang pada gilirannya menyebabkan biaya pengeringan termal yang besar. Alasan utama di sini adalah ketidaksempurnaan dalam memasok bahan pengering dan udara atmosfer ke lapisan biji-bijian yang mengalami dehidrasi.
Kondisi penting untuk kualitas kerja pengering gabah adalah pendinginan gabah kering yang efisien. Menurut rencana, perangkat pendingin pengering gabah dirancang sedemikian rupa sehingga suhu gabah pada keluaran tidak boleh melebihi suhu udara atmosfer lebih dari 10 ° C. Namun dalam praktiknya nilai ini mencapai lebih dari 12 ° C bila suhu udara lebih tinggi dari 15 ° C. Juga pengering biji-bijian modern memberikan ketidakrataan yang cukup besar dalam pendinginan setiap lapisan biji-bijian. Dalam konteks yang dibahas, penerapan pengeringan pemanas induksi dapat menjadi cara yang lebih sesuai dalam hal produktivitas, kualitas dan efisiensi biaya.
Referensi
Baum, A., 1983. Pengeringan biji-bijian [dalam bahasa Rusia], Moskow: Kolos
Ginzburg, A., 1973. Esensi teori dan teknologi dalam pengeringan bahan makanan [dalam bahasa Rusia], Moskow: Industri makanan
Zhidko, V., 1982. Pengeringan biji-bijian dan pengering biji-bijian [dalam bahasa Rusia], Moskow: Kolos