V predchádzajúcom čísle Quarku sme písali o technologickom procese sušenia, pri ktorom sa vlhkosť poľnohospodárskych plodín upravuje tak, aby sa mohli dlhodobo skladovať. V pokračovaní článku inovátori zo Strojníckej fakulty STU v Bratislave približujú výsledky analýzy a ich navrhované riešenie novej vákuovej sušiarne na sušenie biologických materiálov.
Komplexný proces vývoja novej vákuovej sušiarne na sušenie poľnohospodárskych plodín pozostáva z niekoľkých logicky nadväzujúcich etáp výskumu a vývoja. Okrem dôkladného poznania procesu sušenia, o ktorom sme písali v januárovom vydaní Quarku, je dôležité na začiatku spracovať analýzu existujúcich sušiacich zariadení na trhu.
Pri analýze procesu sušenia sme venovali pozornosť predovšetkým požiadavkám kladeným na sušený materiál, čiže na parametre plodiny pred sušením a po ňom. Po prvotných analýzach sme navrhli skúšobné laboratórne zariadenie, na ktorom sme vykonali experimenty na overenie princípu vákuového sušenia.
Analýza jednotlivých typov
V analýze zariadení na sušenie poľnohospodárskych plodín sme sa zamerali na niekoľko významných výrobcov, ako sú Mepu, STELA, Akron, MECMAR, Pedrotti, Mathews Company, GTMFG, GSI – AGCO, Comil, Alvan Blanch, Agremo, AGI, Kepler – Weber a spoočnosť Sukup, ktorí ovládajú 90 až 95 % trhu so sušiarňami poľnohospodárskych zrnín. Sledovali sme parametre ako model a typ zariadenia, konštrukčné vyhotovenie, teplota sušenia, suroviny na sušenie (kukurica, obilie – jačmeň, pšenica; sója, ryža, slnečnica a iné), vstupná a výstupná vlhkosť, hodinový výkon zariadení v tonách a príkon zariadení.
Cieľom analýzy konkrétnych typov sušiarní bolo ich porovnanie z pohľadu výkonnostného parametra, ktorým je množstvo energie potrebné na odparenie jedného kilogramu vody. Sledovaný parameter sme určili pomocou získaných dát a vypočítanej hodnoty množstva úbytku vody v kilogramoch za hodinu, pričom typ konštrukcie a jej vyhotovenie boli zanedbané z dôvodu ich irelevantnosti. Pre náš sledovaný výkonnostný parameter, teda potrebné množstvo energie na odparenie jedného kilogramu vody, nie je ovplyvňujúcim faktorom typ či druh vstupnej energie a jej premena v systéme, teda v konštrukcii. Dôležité je iba množstvo dodanej energie na vstupe, ktoré dokáže z danej sušiny odpariť 1 kg vody.
Na grafe je názorný príklad výstupu z analýzy sušiarní na kukuricu (zníženie vlhkosti z 20 na 15 %).
Výsledky porovnania
Jednotlivé typy sušiarní sme rozdelili do niekoľkých kategórií. Podľa sušenej plodiny sme určili dve skupiny: sušiarne na kukuricu a na obilie. Podľa rozsahu vlhkosti sme vytvorili kategórie tak, ako ich vidíte v tejto tabuľke.
Existujúce sušiarne sme porovnávali na základe energetickej bilancie. Získanie týchto parametrov bolo náročné najmä z dôvodu uvádzania rôznych typov technických parametrov výrobcami (rôzne intervaly vlhkosti, rôzne jednotky výkonu, nedostatočná kvantita udávaných parametrov a pod.). Sledovaný parameter množstvo energie na 1 kg H2O sa pri porovnávaných sušiarňach pohybuje v intervale od 3,6 do 8 MJ/1 kg H2O.
Tieto závery potvrdili správnosť nášho zámeru a úsilie o inovatívny prístup. Cieľ nášho projektu bol vývoj zariadenia, teda sušiarne na poľnohospodárske zrniny, so sledovaným parametrom na úrovni nižšej ako 3,6 MJ/1 kg H2O.
Dôležitým poznatkom vykonanej analýzy bolo aj to, že na relevantnom trhu sa doposiaľ nenachádzajú vákuové sušiarne na poľnohospodárske zrniny.
Text a ilustrácie Iveta Čačková, Viliam Čačko, Ľubomír Šooš
Strojnícka fakulta STU v Bratislave
Príspevok vznikol v rámci projektu Výskum termických pochodov v procese znižovania vlhkosti organických materiálov, podporovaného Ministerstvom školstva, vedy, výskumu a športu Slovenskej republiky.
