Дослідження та вдосконалення системи автоматизованого керування температурними режимами сушіння зерна в бункері активного вентилювання

Abstract

Актуальність теми. Найбільша частина енерговитрат на виробництво зерна концентрується на стадіях післязбиральної обробки зерна, яка включає очищення, сушіння і зберігання. Затрати енергії на доведення зерна до кондиційного за вологістю стану складають до 70% загальних витрат. Враховуючи низький тепловий ККД сучасних зерносушарок (до 50%), доцільним прийомом зниження витрат органічного палива є його часткова заміна електричною енергією. Перспективним напрямом вирішення цієї проблеми, як показує світовий досвід, є реалізація (в господарствах) двостадійної технології зневоднення зерна: високотемпературне підсушування в зерносушарках та досушування до кондиції (14%) активним вентилюванням атмосферним або підігрітим повітрям за місцем зберігання. Термічно оброблене зерно із підсушеною поверхнею дозволяє збільшити строки його зберігання. Але зменшення темпу сушіння зерна, при переході на примусове вентилювання, може призвести до накопичення зернової маси (після сушарки) і відповідного зростання потужності електричного обладнання. При двостадійному сушінні зерна як складової технологічного процесу його тривалого зберігання у зерносховищах існують певні особливості. По-перше, сушіння зерна безпосередньо у зерносховищі є неможливим внаслідок дуже великої насипної щільності зерна. По-друге, у зерні в зерносховищі можуть виникати процеси саморозігрівання або внаслідок локального осередку більшої вологості зерна можливе його псування. Тому зерно із зерносховища за необхідності охолоджують та досушують. Одним із ефективних способів зменшення енерговитрат (і питомої потужності обладнання) на досушування зерна є застосування імпульсно-періодичної роботи обладнання – обробки зерна сушильним агентом, що реалізується за принципом “сушіння-відлежування”, при диференційованих режимах проведення процесу. Позитивний досвід використання цього способу в рециркуляційних зерносушарках може служити основою для оцінки доцільності його застосування. Тому дослідження, спрямовані на енергетичне вдосконалення технології двостадійного сушіння зерна, підвищення ефективності використання електроенергії, обґрунтування раціональних параметрів та режимів роботи електрообладнання, є актуальними і своєчасними. Об’єктом дослідження є процеси сушіння зерна активним вентилюванням атмосферним та підігрітим повітрям. Предметом досліджень є залежності енергозатрат від режимів роботи і параметрів електротепловентиляційних установок для активного вентилювання зерна. Мета і задачі досліджень. Мета роботи полягає у зменшенні витрат енергії на доведення зерна до кондиційного за вологістю стану шляхом застосування диференційованих режимів роботи електроустановок для активного вентилювання і сушіння зерна атмосферним і підігрітим повітрям. Для досягнення цієї мети сформульовані такі задачі: – обґрунтувати перспективні напрямки підвищення енергоефективності процесів сушіння зерна і режимів роботи тепловентиляційних установок; – обґрунтувати і оцінити енергетичну і технологічну ефективність режимів роботи електровентиляційних установок із диференціюванням за потужністю співвідношення нагрівання і транспортування повітря; – удосконалити математичні моделі процесу видалення вологи із зерна в нерухомому шарі; – обґрунтувати параметри електровентиляційного обладнання та режими його роботи. Методи досліджень ґрунтуються на основних положеннях теорії сушіння, тепло- і масопереносу, математичного моделювання з використанням комп’ютерних технологій.