Progress with grain dryers Mart Hovi Allan Liiva

Progress with grain dryers Mart Hovi Allan Liiva

Dryers which were observed • • Äksi Pedja Konguta Kõpu 2

Äksi dryer 20 m 3 Quite new, fuel shale oil, distance from Tartu 20 km Flue gas: t=232, 0°C, CO 2=10, 49%, λ=1, 47, O 2= 6, 7%, CO=7 ppm, η=88, 4%, 3

Pedja dryer 20 m 3 Planned usage 2 years, fuel shale oil, distance from Tartu 64 km 4

Konguta dryer 40 m 3 New, fuel shale oil, distance from Tartu 38 km 5

Kõpu dryer 10 m 3 Used 800 h, Fuel agricultural diesel, distance from Tartu 100 km 6

Measurements Places • Äksi • Pedja • Kõpu • Annikoru Volumes • Electric energy • Fuel consuption • Grain Parameters • Temperature • Relative Humidity • Flue gases • Air speed (volume) • Thermovision • Grain moisture 7

Kasutatud mõõteseadmed • • Gaasianalüsaator TESTO 330 CO, (CO 2), O 2, 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 8

Gaasianalüsaator TESTO 330 Võimaldab mõõta kuivatiahju kasutegurit kaudsel meetodil 9

Datalogger AGILENT 34972 A Võimaldab automatiseerida andmehõivet kuivati operatiivparameetr ite kohta 10

Õhu voolukiiruse mõõtjad Kasutatud kuivatusagensi hulga hindamisel 11

Vilja niiskuse mõõtjad Kasutatud Viljaniiskuse ekspresshindamisel Mõned olid ka destruktiivse funktsiooniga 12

Vilja niiskuse määramine ahjumeetodil Kasutatud Viljaniiskuse kontrolliks 13

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 14

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. 15

Algandmete näide Äksi kuivatist 16

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 17

Eemalduva vee dünaamika (dd) 18

Kuivatipäeviku näide Pedjalt 19

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. 20

Termograafiline analüüs • Termofotograafia käigus anti hinnang kuivati välistele soojuskadudele. • Nagu juba varasemast teada põhjustab soojustamata kuivati täiendavaid kadusid ja kondenseerumist. 21

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. 22

Kuivatiahju kasutegur • Kasuteguri määramiseks kaudsel meetodil kasutati gaasianalüsaatorit Testo 3301 • 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 % O 2 5356021 - 12, 0 % 5356022 - 40 5356060 - 9, 4 % 5356070 - 01264412 5300000 - 92 23

Thermovision in Annikoru 24

Problem solving • • • RH measurement calibration Diary data from dryer operator Flue gases recalculations Air flow fluctuations Weather conditions Fuel consumption 25

Data processing • Drying statics • Drying kinetics • Drying dynamics • Process control 26

Study material • E-study • Instructions • Recommendations 27

Publications • 2012 Biosystems Engineering • Recommendations for Dryer operator 28

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) 29

Plans for the future • Portable device to monitoring output air RH • Computer modelling of drying process • … 30

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. H 25 K 5 A resistance humidity sensor specification. Taiwan 2002 31

Thanks for your attention ; )