New constructions of dryers for production of environmentally safe cereal products at reduced specific energy consumption

• Autorzy: Bezbakh Igor , Zykov Aleksandr , Bandura Valentyna , Osadchuk Petr , Paladiichuk Yurii , Mazurenko Igor

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2023.10.21

Warianty tytułu

PL

Nowe konstrukcje suszarni do produkcji bezpiecznych dla środowiska produktów zbożowych przy obniżonej jednostkowej energochłonności

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The design of an energy-efficient block grain dryer with evaporative-condensing energy supply systems has been developed. The dryer contains a drying shaft, a condenser, a steam generator that comprise an evaporative-condensing module, and a fan. Design features of the dryer enable to carry out the drying process without direct contact of combustion gases and the product. Analytical modeling of the grain drying process has been carried out. It is based on a two-component model of heat transfer between thermosiphons and a layer of bulk material, taking into account evaporation of moisture from the grain. The efficiency of the developed structure has been evaluated according to such indicators as coefficients of heat transfer to grain flow; specific energy consumption. The values of coefficients of heat transfer to grain flow are 60 Wm-2K-1. An increase in the grain flow rate leads to an increase in the heat transfer coefficient. Energy costs approach the minimum when drying at the temperature of the surface of thermosiphons Ts=140 °С for different grain consumptions. Energy consumption is 3.3...5.15 MJ/kg, depending on the surface temperature and air consumption.

PL

Opracowano projekt energooszczędnej blokowej suszarni zbożowej z wyparno-kondensacyjnymi układami zasilania energią. Suszarka zawiera szyb suszący, skraplacz, wytwornicę pary, która zawiera moduł wyparno-skraplający oraz wentylator. Cechy konstrukcyjne suszarni umożliwiają przeprowadzenie procesu suszenia bez bezpośredniego kontaktu gazów spalinowych z produktem. Wykonano modelowanie analityczne procesu suszenia ziarna. Opiera się on na dwuskładnikowym modelu wymiany ciepła pomiędzy termosyfonami a warstwą materiału sypkiego, z uwzględnieniem odparowywania wilgoci z ziarna. Sprawność opracowanej struktury oceniono na podstawie takich wskaźników jak współczynniki przenikania ciepła do przepływu ziarna; określone zużycie energii. Wartości współczynników przenikania ciepła do przepływu ziarna wynoszą 60 Wm-2K-1. Wzrost prędkości przepływu ziarna prowadzi do wzrostu współczynnika przenikania ciepła. Koszty energii zbliżają się do minimum przy suszeniu w temperaturze powierzchni termosyfonów Ts=140 °С dla różnych zużycia ziarna. Zużycie energii wynosi 3,3...5,15 MJ/kg w zależności od temperatury podłoża i zużycia powietrza.

Słowa kluczowe

EN

drying; grain; thermosiphon; energy consumption

PL

suszenie; ziarno; termosyfon; zużycie energii

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2023
• Tom: R. 99, nr 10
• Strony: 110--113
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bezbakh Igor

• Odesa National Technological University, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0002-2353-1811

autor

Zykov Aleksandr

• Odesa National Technological University, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-8345-1015

autor

Bandura Valentyna

• National University of Life and Environmental Sciences of Ukraine, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0001-8074-3020

autor

Osadchuk Petr

• Odesa National Technological University, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-3312-066

autor

Paladiichuk Yurii

• Vinnytsia National Agrarian University, Ukraine

• https://orcid.org/0000-0003-4257-9383

autor

Mazurenko Igor

• Hunan University of Humanities, Science and Technology

• https://orcid.org/0000-0003-2233-7563

Bibliografia

• [1] Petrova, Zh., Samoilenko, K., Novikova, Yu., Petrov, P. (2022). Equilibrium humidity as one of important energy-efficiency indexes in drying of food powder materials of biological nature. Energy Engineering and Control Systems, Vol. 8, No. 2, 90-97. https://doi.org/10.23939/jeecs2022.02.090
• [2] Abdullahi, B., K. Al-dadah, R., Mahmoud, S. (2019). Thermosyphon Heat Pipe Technology. Recent Advances in Heat Pipes [Working Title]. doi: 10.5772/intechopen.85410
• [3] Burdo, O., Bezbakh, I., Kepin, N., Zykov, A., Yarovyi, I., Gavrilov, A., Bandura, V., Mazurenko, I. (2019). Studying the operation of innovative equipment for thermomechanical treatment and dehydration of food raw materials. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (11 (101)), 24- 32. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.178937
• [4] Bandura, V. Mazur, V. Yaroshenko, L. Rubanenko O. (2019). Research on sunflower seeds drying process in a monolayer tray vibration dryer based on infrared radiation. INMATEH - Agricultural Engineering, 57(1), 233-242.
• [5] Oleh Tsurkan , Dmytro Prysiazhniuk , Anatoly Spirin , Dmytro Borysiuk , Ihor Tverdokhlib , Yurii Polievoda (2022). Research of the process of vibroozone drying of grain. Przegląd Elektrotechniczny,12,322-333. https://doi.org/10.15199/48.2022.12.76
• [6] Ononogbo, C., Nwufo, O.C., Nwakuba, N.R., Okoronkwo, C.A., Ogueke, N.V., Igbokwe, J.O. Anyanwu, E.E. (2021). Energy parameters of corn drying in a hot air dryer powered by exhaust gas waste heat: An optimization case study of the food-energy nexus. Energy Nexus Volume 4, 30 December, 100029 https://doi.org/10.1016/j.nexus.2021.100029
• [7] Ononogbo, C., Nwufo, O.C., Okoronkwo, C.A., Ogueke, N.V., Igbokwe, J.O., Anyanwu, E.E. (2020). Equipment sizing and method for the application of exhaust gas waste heat to food crops drying using a hot air tray diyer, Ind. J. Sci. Technol., 13 (5), 502-518, https://doi.org/10.17485/ijst/2020/v013i05/145593
• [8] Alit, I. B., Susana, I.G. B., Made Mara, I.M. (2021). Thermal characteritics of the dryer with rice husk double furnace - heat exchanger for smallholder scale drying. Case Studies in Thermal Engineering 28, 101565 https://doi.org/10.1016/j.csite.2021.101565 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214157X21007 280
• [9] Susana, I.G.B., Alit, I.B., Mara, I.M. (2019). Optimization of corn drying with rice husk biomass energy conversion through heat exchange drying devices. Int. J. Mech. Prod. Eng. Res. Dev., 9 (5), 1023-1032, 10.24247/ijmperdoct20199
• [10] Carvajal-Mariscal, I., De León-Ruíz, J. E., Belman-Flores, J. M., Salazar-Huerta, A. (2022). Experimental evaluation of a thermosyphonbased waste-heat recovery and reintegration device: A case study on low-temperature process heat from a microbrewery plant. Sustainable Energy Technologies and Assessments, 49, 101760. doi: https://doi.org/10.1016/j.seta.2021.10176
• [11] Mathew, A. A., Thangavel, V. (2021). A novel thermal energy storage integrated evacuated tube heat pipe solar dryer for agricultural products: Performance and economic evaluation. Renewable Energy, 179, 1674-1693. doi: https://doi.org/10.1016/j.renene.2021.07.029
• [12] Bezbah, I., Zykov, A., Mordynskyi, V., Osadchuk, P., Phylipova, L., Bandura, V., Yarovyi, I., Marenchenko, E. (2022). Designing the structure and determining the mode characteristics of the grain dryer based on thermosiphons. Eastern-european Journal of Enterprise Technologies, 2(8 (116), 54-61. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.253977

Uwagi

Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa nr SONP/SP/546092/2022 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2024).