خشک کن غلات سیار: احتراق مستقیم یا احتراق غیرمستقیم؟

روش گرمایش خشک کن غلات مستقیماً بر راندمان خشک کردن، مصرف انرژی و کیفیت غلات تأثیر می گذارد. بر اساس تحقیقات داخلی و بین المللی، تفاوت های قابل توجهی بین گرمایش مستقیم و غیرمستقیم از نظر استفاده از منبع حرارت، کنترل آلاینده ها و حفظ کیفیت غلات وجود دارد.

(1) گرمایش مستقیم
اصل: گاز داغ با دمای بالا پس از احتراق سوخت (مانند زغال سنگ، دیزل، زیست توده) مستقیماً با هوای گرم خشک مخلوط شده و با دانه های مرطوب تماس پیدا می کند.

ساختار: محفظه احتراق مستقیماً به محفظه خشک کن متصل می شود، بدون هیچ واسطه تبادل حرارت.

پشتیبانی از ادبیات

لی بائوفا و همکاران (ماشین آلات کشاورزی، 2016) اشاره کردند که گرمایش مستقیم ساختار ساده ای دارد، اما گاز دودکش حاوی سولفیدها، CO و غیره است که ممکن است غلات را آلوده کند.

آزمایشات انجام شده توسط وزارت کشاورزی ایالات متحده (USDA، 2020) نشان می دهد که هنگامی که ذرت مستقیماً با زغال سنگ گرم و خشک می شود، SO₂ باقیمانده در گاز دودکش می تواند به 12 تا 15 میلی گرم بر متر مکعب برسد.

(2) گرمایش غیرمستقیم
اصل: گرمای تولید شده توسط احتراق از طریق یک مبدل حرارتی (مانند لوله پره دار یا مبدل حرارتی صفحه ای) به هوای تمیز منتقل می شود و سپس به محفظه خشک کن فرستاده می شود، جایی که گاز دودکش به طور کامل از دانه جدا می شود.

ساختار: محفظه احتراق از محفظه خشک کن جدا شده و برای انتقال حرارت به یک مبدل حرارتی متکی است.

پشتیبانی از ادبیات

ژانگ کوانگو (بهینه سازی فرآیند خشک کردن محصولات کشاورزی، 2019) اشاره کرد که هوای گرم حاصل از گرمایش غیرمستقیم خالص است و برای غلات با ارزش افزوده بالا (مانند بذر و غذای ارگانیک) مناسب است.

گزارش فائو (2022) نشان می دهد که گرمایش غیرمستقیم می تواند تماس آلاینده های گاز دودکش با غذا را بیش از 90٪ کاهش دهد.

خشک کن غلات سیار فعلی ما از فناوری گرمایش غیرمستقیم استفاده می کند. از طریق یک مبدل حرارتی، هوای گرم تمیز با دانه های مرطوب تماس پیدا می کند، از آلودگی غلات توسط گازهای خروجی احتراق جلوگیری می کند و در عین حال کیفیت غلات را حفظ می کند. این تجهیزات معمولاً در ساختارهای تریلر یا کانتینر ادغام می شوند و حمل و نقل به مزارع، انبارهای غلات یا تعاونی ها را تسهیل می کنند و امکان استفاده فوری پس از خاموش شدن را فراهم می کنند و تلفات ناشی از کپک زدن غلات را به میزان قابل توجهی کاهش می دهند.

مزایای گرمایش غیرمستقیم (بر اساس ادبیات و داده های تخصصی)
ایمنی مواد غذایی و عاری از آلودگی
گرمایش غیرمستقیم هوای گرم خالص را از طریق یک کوره هوای گرم یا مبدل حرارتی بخار به محفظه خشک کن می فرستد. در مقایسه با گرمایش احتراق مستقیم، از چسبیدن مواد مضر مانند سولفیدها و مونوکسید کربن در گاز دودکش به غلات جلوگیری می کند (لی شائوکون و همکاران، "فناوری خشک کردن ذرت"، 2018). مطالعات نشان داده اند که هنگام گرم کردن و خشک کردن مستقیم برنج، تماس گاز دودکش باعث افزایش مقدار اسید چرب به میزان 15٪ تا 20٪ می شود، در حالی که گرمایش غیرمستقیم این مشکل را ندارد (معاملات انجمن مهندسی کشاورزی چین، 2020).

راندمان حرارتی بالا و مصرف انرژی کم
سیستم های غیرمستقیم می توانند گرمازدایی شده را از طریق طراحی بازیابی حرارت اتلاف شده دوباره استفاده کنند. داده های تجربی نشان می دهد که خشک کن های غیرمستقیم با استفاده از مبدل های حرارتی چند مرحله ای 20٪ تا 30٪ از خشک کن های مستقیم سنتی زغال سنگ کارآمدتر هستند و راندمان حرارتی بیش از 75٪ دارند (ژانگ کوانگو، "بهینه سازی فرآیندهای خشک کردن محصولات کشاورزی"، 2019).

کنترل دقیق دما کیفیت را تضمین می کند
گرمایش غیرمستقیم امکان تنظیم دقیق دمای هوای گرم را فراهم می کند (با خطای ±2℃)، و از ترکیدن غلات یا دناتوره شدن پروتئین ها به دلیل دمای بالا جلوگیری می کند. به عنوان مثال، هنگام خشک کردن دانه های سویا، گرمایش غیرمستقیم می تواند میزان برآمدگی را کمتر از 3٪ نگه دارد، در حالی که گرمایش مستقیم می تواند به 8٪ تا 12٪ برسد (گزارش USDA ARS، 2021).

سازگاری با سوخت های متعدد
منابع حرارتی غیرمستقیم می توانند از گاز طبیعی، دیزل، گلوله های زیست توده و غیره استفاده کنند تا از تأثیر ناخالصی های سوخت بر غلات جلوگیری شود. این مورد نشان می دهد که انتشار کربن خشک کن های گرمایش غیرمستقیم زیست توده 40٪ کمتر از خشک کن های مستقیم زغال سنگ است (فائو، 2022).

مرجع داده های کلیدی

راندمان خشک کردن: ظرفیت پردازش 5- 50 تن در روز، میزان کاهش رطوبت 0.8٪ - 1.5٪ در ساعت (GB/T 21015-2007).

بهره وری اقتصادی: دوره بازپرداخت برای خشک کن های غیرمستقیم سیار تقریباً 2 تا 3 سال است (داده های اندازه گیری میدانی، موسسه تحقیقات ماشین آلات کشاورزی هنان، 2023).