АВТОМАТИЗАЦІЯ ПРОЦЕСУ АКТИВНОГО ВЕНТИЛЮВАННЯ ЗЕРНА

Активне вентилювання зерна застосовують для сушіння насіннєвого зерна, для тимчасової консервації зерна охолодженням та аерації насіння при тривалому зберіганні.

Активне вентилювання – це різновид конвективного способу сушіння продукту. Особливість такого способу полягає в досить низьких температурах агенту сушіння, що не призводить до теплового травмування зерна. При цьому нерухомий достатньо товстий шар зерна продувається потоком повітря, який поглинає вологу із зерна доти, поки не настане гігроскопічна рівновага зерна та повітря. Наприклад, при температурі 20⁰С для вологості зерна 14% відповідає відносна вологість повітря 65%.

Обладнання для активного вентилювання зерна може функціонувати залежно від ефективності процесу сушіння трьома різними способами.

Перший спосіб полягає в продуванні звичайного повітря навко-лишнього середовища через шар зерна. У цьому випадку тривалість сушіння значно збільшується. Відомо, що зберігання вологого зерна досить обмежене. Наприклад, при зберіганні зерна вологісттю понад 18% протягом 6…8 діб починається його псування. Ось чому такий спосіб функціонування обладнання для активного вентилювання зерна не знаходить широкого застосування.

Другий спосіб полягає у використанні устаткування для вентилювання зерна як сушарок періодичної дії. Агент сушіння попередньо підігрівається до 45…50С. У цьому випадку відносна вологість повітря, що продувається становить 15…30%, що відповідає 5…8% зрівноваженої вологості зерна. Так при висушуванні зерна початковою вологістю 25% нерівномірність вологості становить 12%, а прошарки зерна, що прилягає до внутрішнього циліндра, висушується до вологості 3…4%. Тому для підвищення рівномірності сушіння зерна його необхідно перемішувати під час сушіння. Це здійснюється шляхом пересипання зерна з одного бункера в інший один два рази за період сушіння залежно від початкової вологості зерна.

Найдоцільнішим способом сушіння зерна активним вентилюванням є третій спосіб, який передбачає продувати шар зерна повітрям з відносною вологістю, яка відповідає або трохи нижча за зрівноважену вологість зерна. Відомо, що нагрівання повітря на 1^оС знижує його відносну вологість приблизно на 5%, то достатньо нагріти повітря навіть вологісттю 100% на 7^оС, щоб вологість агрегата сушіння становить 65%. При такому способі функціонування обладнання для активного вентилювання зерна нерівність сушіння майже відсутня, а тривалість сушіння не досягає допустимих сроків зберігання вологого зерна. Така схема реалізована у відчизняному устаткуванні для активного вентилювання зерна бункерами БВ – 6, БВ – 12,5, БВ – 25, БВ – 50 та бункерами К – 878 фірми "Пектус" (НДР). Бункер активного вентилювання зерна типу БВ – 25 має вмістимість по насіневій пшениці 25 тонн. Встановлена потужність електроспоживачів бункера БВ – 25 становить 41,5 кВт, в тому числі підігрівників повітря 36 кВт при подачі повітря 5600м/год.

Розглянемо технологічну схему проведення активного вентилювання зерна бункером БВ-25. Робота здійснюється слідуючим чином. Норія 1 (рис.4.9.) завантажує зерно у бункер 2, який має циліндричну форму і виконаний із штампованих перфорованих секцій. Зерно засипається між внутрішнім і зовнішнім циліндрами, де здійснюється вертикальне і горизонтальне (радіальне) повітророзподілення. В центрі бункера встановлена перфорована повітророзподільча труба 3, в середині якої переміщується поршень - заслінка 4. Розвантажується бункер самопливом через люк 5. Вентилятор 6 проганяє повітря через електрокалорифер 7 і подає його в масу зерна. Повітря пронизує шар зерна від внутрішнього циліндра до зовнішнього і відбирає надлишкову вологість. Електрокалорифер 7 вмикається в роботу при вологості зовнішнього повітря більше 65% і підігріває повітря лише на 5…6 ^оС.

Схема живлення і захисту електроспоживачів бункера активного вентилювання зерна зображена на рисунку 4.10.

Живиться система активного вентилювання зерна бункера БВ – 25 від стандартного джерела живлення змінного струму частотою 50 Гц на напругу 0,4 кВ по чотирьохпровідній системі. В якості ввідного апарата використовується роз'єднувач QS типу Р16–3СВ2000У3, який призначений для створення видимого розриву в електричному колі при обслуговуванні установки.

Для захисту електродвигунів від коротких замикань ми використовується автоматичні вимикачі QF1…QF3 типу ВА51Г25 із комбінованими розчіплювачами. Для захисту нагрівної системи ЕК від коротких замикань автоматичний вимикач QF4 типу ВА51–31 із електромагнітними розчіплювачами. Для захисту кола керування від коротких замикань автоматичний вимикач SF типу ВА51 – 10. Для дистанційного керування електроспоживачами установки та захисту від надмірного зниження напруги джерела живлення використовуються електромагнітні пускачі КМ1…КМ5 типу ПМЛ.

Рисунок 4.9. Технологічна схема бункера активного вентилювання

зерна на базі бункера БВ – 25.

1 – завантажувальна норія; 2 – зовнішній перфорований циліндр; 3 – внутрішній перфорований циліндр; 4 – поршень – заслінка; 5 – вивантажувальний люк; 6 – центробіжний вентилятор; 7 – нагрівна система; 8 – трос лебідки приводу поршня; 9 – приводна станція лебідки; 10 – задатчик положення поршня;

Принципова електрична схема керування бункером БВ –25 представлена на рисунку 4.11. Дана схема керування передбачає роботу установки по двох взаємозв'язаних підсистемах.

Причому система завантаження зерна в бункер та руху поршня – заслінки є задаючою і без її впливів неможлива робота другої підсистеми керування мікрокліматом в масі зерна бункера.

Так як бункер активного вентилювання зерна може виконувати дві функції переробки зерна то перемикачем SA2 ми вибираємо їх почерговість. Положення SA2 "С" – сушіння вологого зерна до необхідних кондицій та "К" – консервація зерна, тобто зберігання зерна після його пересушування. Перемикачем SA1 ми вибираємо режим роботи схеми керування (" Р " ручне керування установкою оператором із постійним візуальним контролем та " А " – автоматичне керування без участі оператора).В ручному режимі керування, оператор натискує кнопки SB1…SB2 та контролює роботу завантежувальної норії та поршня-заслінки за допомогою SB7…SB8. Після заповнення бункера зерном він зупиняє електропривід M1 завантажувальної норії натиснувши SB1 і обезживши КМ1. А за допомогою кнопки SB7 піднімає до верху поршень – заслінку на рівень зерна у бункері. Процес підготовки бункера до початку сушки зерна завершено.

Рисунок 4.10. Принципова електрична схема живлення і захисту

електроспоживачів бункера БВ – 25

Рисунок 4.11. Принципова електрична схема керування бункером активного вентилювання зерна БВ – 25

Для початку сушки зерна оператор натискує кнопку SB4 і заживлює через кнопку КМ2 електродвигун М2 приводу центробіжного вентилятора. Вентилятор продуває повітря через зерно, а оператор слідкує за показами вологомірів В1 та В2. Якщо вологість повітря, яке проходить через зерно не зменшується (в бункер подається вологе повітря) оператор натискає кнопку SB6 і заживлює через кнопку КМ5 електронагрівну систему ЕК. В масу зерна вже буде подаватися лиш вологе зерну повітря за рахунок його нагріву, а оператор слідкує за показами вологомірів В1 та В2. При необхідності він відключає нагрівну систему ЕК натиснувши SB5. Після закінчення сушки зерна оператор або звільняє бункер від висушеного зерна через вивантажувальний нижній люк або переводять за допомогою SA2 бункер в режим консервації. При цьому режимі роботи оператор слідкує за температурою зерна по показах датчика – регулятора SK, і за допомогою вентилятора на нагрівної системи підтримує цю температуру в нормі.

В автоматичному режимі роботи установки (перемикач SA1 в "А" –автоматичне) всі функції оператора беруть на себе відповідні технічні засоби автоматики. Коли бункер не завантажений зерном на сушку чи консервацію датчик SL1 верхнього рівня зерна в бункері замкнутий і пускач КМ1 заживлює електродвигун М1 приводу завантажувальної норії та контактом КМ1.4 пускач КМ3 приводу поршня – заслінки М2, а контактом КМ1.3 унеможливлює роботу схеми керування вентиляційної установки.

Йде процес завантаження зерном бункера до встановленого верхнього рівня SL1 і при його досягнені датчик – реле SL1 розмикає свій контакт і обезживлює КМ1, який в свою чергу зупиняє лебідку приводу поршня –заслінки та запускає в роботу систему підтримання мікроклімату в масі зерна (замикається КМ1.3).

В режимі сушка зерна (положення SA1 –"С" – сушка) контакт КМ1.3 заживлює програмне реле часу КТ, яке своїм контактом КТ1 через замкнутий контакт датчика нижнього рівня SL2 заживлює магнітний пускач КМ2, який в свою чергу заживлює своїми силовими контактами електродвигун М2 приводу центробіжного вентилятора та контактом КМ2.4 підготовлює до роботи коло керування електронагрівною секцією ЕК. Вентилятор продуває зовнішнє повітря через зернову масу бункера. Контакт КТ буде замкнутий 120 секунд, цього часу достатньо щоб зовнішнє повітря пройшло зернову масу і вийшовши із бункера попало на датчик вологомір В2. Якщо вологість повітря вища ніж 65% то вологість В2 заживить реле напруги КМ2 і через його контакт КМ2 навіть по виходу 120 секунд часу вентилятор буде продувати повітря через зерно поки винесення вологості із зерна не стане меншим 65%. Одночасно із вище описаним процесом контролю вологи із зерна проходить контроль вологості повітря яке вноситься в зерно за допомогою датчика – вологоміра В1. Якщо зовнішнє повітря, яке подається в бункер вентилятором стане вологим більше 65% то В1 заживить реле КV1, яке своїм контактом КV1 подасть живлення на магнітний пускач КМ5. Пускач КМ5 своїми силовими контактами КМ5.1 заживлять електронагрівну систему ЕК електрокалорифера. Зовнішнє повітря проходячи через нагрівну систему почне підігріватися і знижувати відносну вологість нижче 64%. Електрокалорифер підігріває зовнішнє повітря на 5…6 ⁰С, що відповідає знижунню вологості зерна на 25…30%. Таким чином проводиться сушка зерна до тих пір поки його вологість не стане нижчою заданої 13…15%. Після закінчення сушки, оператор, переводить бенкер в режим зберігання (консервації). При цьому режимі роботи керування системного мікроклімату проводиться по двох параметрах: температурі зірна, яке контролюється датчиком – регулятором SK та його вологість зовнішнього повітря вологоміром В1.

Рисунок 4.12. Принципова електрична схема системи автоматичного контролю і роботи БВ – 25.

Принципова схема регулятора відносної вологості агента сушіння в устаткуванні для активного вентилювання зерна показана на рисунку. 4.13.

Вимірювання вологості зовнішнього повітря здійснюється за допомогою напівпровідникового вологочутливого опору - гігристора R_г.. Гігристор зашунтований опором R_ш і включений до мостової схеми електронного моста, плечами якого є резистори R₁...R₄, а також опір реохорда R_р. Контакти SQ1—SQ3 трипозиційного пристрою моста, що настроюються на задані значення відносної вологості повітря φ₁...φ₃, через проміжні реле К1—К3 управляють включенням магнітних пускачів 1ЕК1—1ЕК3 трьох секцій підігрівання повітря в бункерах.

Рисунок 4.13. Принципова схема автоматичного регулятора відносної вологості агента сушіння в бункері для активного вентилювання зерна.

Принцип дії регулятора такий. При підвищенні відносної вологості зовнішнього повітря до значення φ₁, замикається контакт SQ1 і спрацьовує реле К1, яке своїми контактами підключає до мережі живлення контактом 1КМ1 котушку магнітного пускача 1ЕК1 першої секції нагрівників. При подальшому підвищенні відносної вологості зовнішньою повітря до φ₂ замикаються контакти SQ2 (при φ₃ — замикаються SQ3), відповідно спрацьовують контакти К2 та К3 і підключаються наступні секції нагрівників. При цьому, коли спрацьовують контакти К1 та К3 загоряються сигнальні лампочки HL1—НL3, які показують оператору кількість включених секцій. При зниженні вологості аналогічно відбувається відключення секцій підігрівання повітря.

У схемі передбачене блокування на включення секцій при невключених вентиляторах, що здійснюється блок-контактами 1КМ, відповідного магнітного пускача двигуна вентилятора. Перемикач SA1 призначений для перемикання управління секціями підігрівання з автоматичного на ручний і навпаки. Поточне значення відносної вологості повітря фіксується стрілкою електронного моста. Ця інформація дозволяє оператору своєчасно включати і відключати регулятор, оскільки він працює лише на пониження вологості.

Поиск по сайту: