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DOI: http://dx.doi.org/10.7451/CBE.2014.56.3.25
Description:

Grains (common term referring to cereal grains, oilseeds, pulses) are usually harvested at high moisture content and then dried to straight grade (dry) or safe storage moisture levels. Grain drying in freestanding, corrugated galvanized steel or welded steel bins using natural air is the most cost effective drying method with optimum grain quality. Adverse weather conditions and inappropriate fan control strategies may result in poor drying, higher drying cost (electricity and fuel), and grain spoilage. Several traditional fan control (continuous ON, only Day ON, only Night ON) and automated fan control (Natural Air Drying (NAD) and Self-Adapting Variable Heat (SAVH)) strategies were investigated using IntegrisPro model software (OPIsystems Inc.©) for their drying potential for wheat using 30 years of historical weather data (1983-2012) from 14 locations in Western Canada (Alberta, Manitoba, and Saskatchewan provinces) which cover nearly 75% of Canada’s farming area. Effects of initial wheat moistures (20, 18, and 16%), start dates (August 20th, September 1st, September 15th, and October 1st), locations, airflow rates (0.52, 0.78, and, 1.04 m3min-1t-1) and supplemental heat on drying performance were studied. High moisture wheat (18-20%) can only be dried effectively with sufficient airflow rate (0.78, and, 1.04 m3min-1t-1) and early drying start date (September 15th or earlier). Without automated control, Continuous ON fan control was a better control strategy. The SAVH control strategy gave the optimized results in terms of fan run hours, target moisture, moisture spread, and shrink (over-drying). The Night ON fan control strategy gave the poorest drying results.

Keywords: wheat, natural air drying, safe storage, fan control.
Résumé:

Les grains (terme général qui englobe les grains céréaliers, les oléagineux et les légumineuses à grain) sont généralement récoltés à une teneur en eau élevée et ensuite séchés au grade sec ou à des niveaux de teneur en eau sécuritaire pour l’entreposage. Le séchage du grain à l’air ambiant, fait dans des silos autoporteurs de tôle ondulée galvanisée ou d’acier soudé, est la méthode de séchage la plus économique pour une qualité optimale des grains. Des conditions météorologiques défavorables et des stratégies inadéquates de ventilation peuvent entraîner un mauvais séchage, des coûts de séchage élevés (électricité et carburant) et la détérioration des grains. Plusieurs contrôleurs de ventilateur standards (continu, continu diurne, continu nocturne) et stratégies automatisées de contrôle de ventilation (séchage à l’air ambiant [NAD] et chauffage variable autoajusté [SAVH]) ont été étudiés à l’aide du logiciel modèle IntegrisPro (OPIsystems Inc.©). Leurs potentiels de séchage du blé ont été évalués en utilisant les données météorologiques historiques sur 30 ans (1983-2012) de 14 localités de l’Ouest canadien (provinces de l’Alberta, du Manitoba et de la Saskatchewan) qui correspond à près de 75 % des terres agricoles du Canada. L’effet des paramètres suivants sur les performances de séchage a été étudié : teneurs en eau initiale du blé (20, 18 et 16 %), dates de début (20 août, 1er septembre, 15 septembre et 1er octobre), localités, débit d’air (0,52, 0,78 et 1,04 m3min-1t-1) et le chauffage supplémentaire. Seulement un débit d’air suffisant (0,78 et 1,04 m3min-1t-1) et une date hâtive de début de séchage (au plus tard le 15 septembre) permettent de sécher efficacement le blé à teneur en eau élevée (18-20 %). Sans un contrôle automatisé, le contrôleur de ventilation continu offrait la meilleure stratégie de contrôle. La stratégie de contrôle SAVH produisait des résultats optimisés en ce qui a trait au nombre d’heures de ventilation, à la teneur en eau ciblée, la variation de teneur en eau et le retrait (surséchage). La stratégie de contrôle continu nocturne donnait les pires résultats de séchage.

Mots-clés:

blé, séchage avec l’air ambiant, entreposage sécuritaire, contrôle de ventilateur.

Citation: Singh, C.B., D.S. Jayas and R. Larson. 2014. Assessment of fan control strategies for in-bin natural air-drying of wheat in Western Canada. Canadian Biosystems Engineering 56: 3.25-3.36.
Volume: 56
Issue: 1
Pages 3.25 - 3.36
Contributor: R. Sri Ranjan
Date: February 12, 2015
Technical field: Bioprocess Systems Engineering
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Other information:
Type: Text.Article
Format: PDF
Publication type: Journal
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Language 1: en
Language 2: fr
Rights: Canadian Society for Bioengineering / Société Canadienne de Génie Agroalimentaire et de Bioingénierie
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