Progress with grain dryers

Mart HoviAllan Liiva

2

Dryers which were observed

• Äksi• Pedja• Konguta• Kõpu

3

Äksi dryer 20 m3

Quite new, fuel shale oil, distance from Tartu 20 kmFlue gas: t=232,0°C, CO2=10,49%, λ=1,47, O2= 6,7%, CO=7ppm, η=88,4%,

4

Pedja dryer 20 m3

Planned usage 2 years, fuel shale oil, distance from Tartu 64 km

5

Konguta dryer 40 m3

New, fuel shale oil, distance from Tartu 38 km

6

Kõpu dryer 10 m3

Used 800 h, Fuel agricultural diesel, distance from Tartu 100 km

7

MeasurementsPlaces• Äksi• Pedja• Kõpu• Annikoru

Volumes• Electric energy• Fuel consuption• Grain

Parameters• Temperature• Relative Humidity• Flue gases• Air speed (volume)• Thermovision• Grain moisture

8

Kasutatud mõõteseadmed

• Gaasianalüsaator TESTO 330 CO, (CO2), O2, tsg

• Andmehõive AGILENT t, R, DC, AC, aeg• Õhukiiruse mõõtjad m/s (erinevad tehn.)• Vilja niiskuse määrajad (taludes kohalik)• Vilja niiskuse määramine laboris ahjumeetod• Märg termomeeter kontrollifunktsioonis• Infrapunakaamera (FLUKE)• Termoelektriline termomeeter

9

Gaasi-analüsaator TESTO 330

Võimaldab mõõta kuivatiahju kasutegurit kaudsel meetodil

10

Datalogger AGILENT 34972A

Võimaldab automatiseerida andmehõivet kuivati operatiivparameetrite kohta

11

Õhu voolukiiruse mõõtjad

Kasutatud kuivatusagensi hulga hindamisel

12

Vilja niiskuse mõõtjad

Kasutatud Viljaniiskuse ekspresshindamisel

Mõned olid ka destruktiivse funktsiooniga

13

Vilja niiskuse määramine ahjumeetodil

Kasutatud Viljaniiskuse kontrolliks

14

Mõõtmised

• 18. august Konguta• 19. kuni 20. august Pedja• 23. august Kõpu• 23. kuni 25. august Äksi• 25. kuni 29. august Pedja• 29. august kuni 5. september Konguta• 5. kuni 10. september Pedja• 12. kuni 18. sept Konguta• 18. kuni 22. sept Äksi

15

Kogutud andmete struktuur

• Kolmes kuivatis (Äksi, Pedja ja Konguta) oli andmehõivekaart statsionaarselt paigas ja loger vahetas asukohta.

• Kaardi esimesed 4 kuni 6 kanalit mõõtsid termopaaridega temperatuure.

• Alates kanalist 10 toimus õhuniiskuse mõõtmine. 10 kanal oli kasutusel andurite toitepinge 10 VAC kontrolliks, kuna see vahetevahel kõikus.

16

Algandmete näide Äksi kuivatist

17

Andmetöötlus

• Järgmisel joonisel kasutatud tähised on indekseeritud alljärgnevalt:– 0 - parameetrid enne kuivatiahju (välisõhk)– 1 - parameetrid ahju ja kuivati vahel– 2 - parameetrid kuivatist väljumise

• t – temperatuur, mõõdetud °C • tm – märja keha temperatuur• RH - õhu suhteline niiskus

18

Eemalduva vee dünaamika (dd)

19

Kuivatipäeviku näide Pedjalt

20

Andmetöötlus

• Järgmise etapina toimub kogutud andmete kontrollimine, teisendus ja töötlus.

• Tulemusena saab kätte kuivamiskõvera, mille alusel võib anda hinnangu protsessi kadude kohta.

• Olulise näitajana saab tuua välja kuivatusprotsessi kasuteguri ja erinevuse ideaalkuivatist.

21

Termograafiline analüüs• Termofotograafia käigus

anti hinnang kuivati välistele soojuskadudele.

• Nagu juba varasemast teada põhjustab soojustamata kuivati täiendavaid kadusid ja kondenseerumist.

22

Viljaniiskuse kontroll

• Töö käigus tekkis kahtlus, et vili kuivatatakse regulaarselt üle. Hinnanguliselt on 1% ülekuivatamist tonni vilja kohta energeetiliselt ekvivalentne 1 kg vedelkütusega

• Vilja niiskuse kontrollkatsed seda ei kinnitanud, aga ka ei lükanud ümber. Ahjus tehtud niiskuse määramised andsid 1…1,5% võrra madalama niiskuse kui ekspressmeetodil saadud.

23

Kuivatiahju kasutegur

• Kasuteguri määramiseks kaudsel meetodil kasutati gaasianalüsaatorit Testo 330-1

• Kuivatiahju korstendes leiti või tehti proovivõtu ava

• Äksi ja Konguta kuivatis suleti see mõõtmiste vahelisel ajal suitsugaasitermomeetriga

• Kõrval on andmete näidis

• 5351130 Light oil• 5356000 22• 5356004 2011-08-16• 5356011 - 28,7 °C• 5356012 - 220,7 °C• 5356013 -• 5356020 - 4,7 % O2

• 5356021 - 12,0 %• 5356022 - 40 • 5356060 - 9,4 %• 5356070 - 01264412• 5300000 - 92

24

Thermovision in Annikoru

25

Problem solving

• RH measurement calibration• Diary data from dryer operator• Flue gases recalculations• Air flow fluctuations• Weather conditions• Fuel consumption

26

Data processing

• Drying statics• Drying kinetics• Drying dynamics

• Process control

27

Study material

• E-study• Instructions• Recommendations

28

Publications

• 2012 Biosystems Engineering• Recommendations for Dryer operator

29

Bachelor thesis

• Allan Liiva - 2012 june– Grain dryer energy usage and methods of drying

process measuring (Teraviljakuivatite energiakasutus ja kuivatusprotsessi kontrollmõõtmiste metoodika)

• Taavi Isup – 2012 june– Annikoru seed center grain dryer procces control

and visualisation (Annikoru seemnekeskuse teraviljakuivati protsessi kontroll ja visualiseerimine)

30

Plans for the future

• Portable device to monitoring output air RH• Computer modelling of drying process• …

31

Literature

• Grube, Jens and Böckelmann, Markus. The harvest home and dry – key figures for grain drying. Cropping and machinery 2011

• Matti Selinheimo. VIIKIN KOETILAN LÄMMINILMAKUIVURIN INSTRUMENTOINTI Helsinki 2008

• Sencera Co. Ltd. H25K5A resistance humidity sensor specification. Taiwan 2002

Thanks for your attention ;)