Использование поля СВЧ при рециркуляционной сушке зерна активным

Проводился сравнительный эксперимент. В первом случае в вентиляционном блоке сушили зерно активным вентилированием без СВЧ активации. Зерно озимой пшеницы влажностью Wн=22% помещали в вентиляционный блок и вентилировали атмосферным воздухом Тн=30°С, и относительной влажностью F=45%. Центробежный вентилятор осуществлял подачу воздуха в вентиляционный блок с расходом 300 м3/чт. Отбор проб осуществляли через час вентилирования вначале сушки и через 20 мин в конце.

Результаты экспериментально-производственной проверки показывают, что использование поля СВЧ при рециркуляционной сушке зерна активным вентилированием уменьшают продолжительность процесса не менее чем на 30%. При этом зафиксировано снижение энергоёмкости процесса на 14%.

В пятой главе «Определение экономической эффективности применения СВЧ-рециркуляции при сушке зерна активным вентилированием» проведена оценка экономической эффективности применения СВЧ зоны для интенсификации процесса рециркуляционной сушки зерна активным вентилированием. С учётом производственного эксперимента подтверждено, что применение новой электротехнологии и оборудования показало снижение удельных эксплуатационных затрат на 14,31 %, при получении чистого дисконтированного дохода в размере 217506 руб., со сроком окупаемости дополнительных капитальных вложений 2,4 года.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. При анализе оборудования и технологии сушки зерна активным вентилированием установлено, что увеличение производительности процесса, снижение неравномерности высыхания зерна по толщине слоя, возможно за счет применения нового способа сушки с использованием технологии рециркуляции зерна с воздействием поля СВЧ.
2. Полученные с помощью теоретических исследований графики изменения температуры зерна и межзернового пространства при СВЧ нагреве показали, что контролировать протекание процесса возможно по двум параметрам – температуре зерна и межзернового пространства.
3. Полученные экспериментальные данные изменения температуры в центре и на поверхности «влажного» и «сухого» зерна и в межзерновом пространстве показали, что использование воздействия СВЧ полем на смесь зерна приводит к снижению неравномерности его нагрева с 30 до 50С и интенсифицирует процесс влагопереноса между «влажным» и «сухим» зерном.
4. Проведенный факторный анализ экспериментальных данных позволил определить, что:

- для достижения эффекта рециркуляции, при обработке смеси зерна СВЧ полем, достаточно проводить три этапа циклической обработки «нагрев-охлаждение», при перемешивании зерна в период охлаждения;

- при влажности зерна 18…22% применение малых значений (0,3) коэффициента рециркуляции не эффективно.

5. Полученные регрессионные модели показали, что:

- для обеспечения минимального времени сушки зерна необходимо обеспечить максимальную разность влажностей между «влажным» и «сухим» зерном в 8% и коэффициент рециркуляции 1,3…2,7;

- для обеспечения min энергозатрат необходимо, чтобы «влажное» зерно имело влажность не выше 17,7%, при этом коэффициент рециркуляции может находиться в диапазоне 1,5…2,7.

6. Производственная проверка и расчёт экономической эффективности подтвердили целесообразность применения разработанного способа рециркуляционной сушки зерна в установках активного вентилирования бункерного типа, с воздействием поля СВЧ. При этом производительность установки увеличилась на 30%, произошло снижении энергоёмкости процесса на 14%. Чистый дисконтированный дохода составил 217506 руб., со сроком окупаемости дополнительных капитальных вложений 2,36 года.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

• в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Руденко, Н.Б. Процессы сушки зерновых материалов с использованием ЭМП СВЧ / А.Н. Васильев, Н.Б. Руденко, С.В. Маркова // Агроинженерия. Вестник МГАУ. – 2011. – №1(46). – С. 19-22.
2. Руденко, Н.Б. Экспериментальное исследование процессов нагрева зерна при СВЧ рециркуляции / А.Н. Васильев, Д.А. Будников, Н.Б. Руденко, А.А Васильев // Механизация и электрификация. – 2011. – №11. – С. 28-29.

• в сборниках научных трудов и научно-практических журналах:

3. Руденко, Н.Б. Построение математической модели сушки зерна в плотном слое / А.Н. Васильев, Н.Б. Руденко // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: межвузовский сборник научных трудов. – Вып. 2. – Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2003. – С. 63-73.
4. Руденко, Н.Б. Динамические свойства зернового слоя при его сушке активным вентилированием и использование этих свойств в системах автоматического управления / А.Н. Васильев, Н.Б. Руденко // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сборник научных трудов. – Вып.4. – Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2004. – Том 2. – С. 112-117.
5. Руденко, Н.Б. Динамика зернового слоя при его сушке активным вентилированием / А.Н. Васильев, Н.Б. Руденко // Проблемы исследования и проектирования машин: II международная научно-техническая конференция: сборник статей. – Пенза, 2006. – С. 162-164.
6. Руденко, Н.Б. Определение сопротивления зернового слоя при его сушке в бункерах активного вентилирования с радиальным воздухораспределением / А.Н. Васильев, Н.Б. Руденко // Методы и технические средства повышения эффективности применения электроэнергии в сельском хозяйстве: сборник научных трудов. –Ставрополь: АГРУС, 2006. – С. 107-111.
7. Руденко, Н.Б. Модель тепловлагообмена при рециркуляции зерна /А.Н. Васильев, Н.Б. Руденко // Вестник аграрной науки Дона. – 2009. – Вып. 2. – С. 37-41.
8. Руденко, Н.Б. Планирование эксперимента по определению сопротивления плотного зернового слоя воздушному потоку / А.Н. Васильев, Н.Б. Руденко // Электротехнологии и электрооборудование в сельскохозяйственном производстве: сборник научных трудов. Вып.7. – Зерноград: ФГОУ ВПО АЧГАА, 2007. – Том 1. –С. 84-87.
9. Руденко, Н.Б. Тепловлагообмен в зерновом слое при рециркуляции / А.Н. Васильев, Н.Б. Руденко // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: сборник научных трудов по материалам научно-практической конференции электроэнергетического факультета. – Ставрополь: ФГОУ ВПО СтГАУ, 2009. – С. 7-12.
10. Руденко, Н.Б. СВЧ – рециркуляционная сушка зерна активным вентилированием / А.Н. Васильев, Н.Б. Руденко // Методы и технические средства повышения эффективности использования электрооборудования в промышленности и сельском хозяйстве: сборник научных трудов по материалам 74-ой научно-практической конференции СТГАУ (г.Ставрополь, 19-23 апреля 2010г.). – Ставрополь: ФГОУ ВПО СтГАУ, 2010. – С. 285-290.

______________________________________

ЛР 65-13 от 15.02.99. Подписано в печать 16.11.2011.

Формат 60х84/16. Уч.-изд. л.1,0. Тираж 100 экз. Заказ № 416

РИО ФГБОУ ВПО АЧГАА

347740 Зерноград Ростовской области, ул. Советская, 15.