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0引言
當(dāng)糧食籽粒送往倉庫儲藏時(shí)，它仍是活的有機(jī)體，仍需呼吸并與外界進(jìn)行能量交換。當(dāng)糧食的水分含量很高時(shí)，其呼吸作用加強(qiáng)，容易繁殖微生物和害蟲，造成糧食發(fā)熱、霉變，從而使糧食受到損壞。高水分糧食不能安全儲藏，有效的辦法是將糧食進(jìn)行干燥處理，將其中多余水分除去，這樣可以保障糧食進(jìn)行安全儲藏。糧食干燥可以抑制害蟲及微生物的生長，使糧粒的水分含量及成熟度進(jìn)一步趨向均勻，有助于提高糧食籽粒的發(fā)芽率，并能改善糧食的品質(zhì)；糧食干燥有利于運(yùn)輸并能使運(yùn)輸費(fèi)用降低；糧食干燥可以提早收獲田間的糧食，減少糧食在田間的損失，并且能提高土地的利用率，富通新能源生產(chǎn)銷售滾筒烘干機(jī)、氣流式烘干機(jī)等烘干干燥機(jī)械設(shè)備。
1、影響糧食干燥的主要因素
就谷物而言，小麥粒的表面由木質(zhì)化的細(xì)胞壁構(gòu)成，具有大量的粗毛細(xì)管和微毛細(xì)管，水分比較容易從糧粒內(nèi)部轉(zhuǎn)移到表面，因此小麥在干燥時(shí)容易失去水分；豆類的籽粒含有大量的蛋白質(zhì)，而蛋白質(zhì)具有很強(qiáng)的親水能力，所以豆類比谷物難以干燥；稻谷、高粱等都有一層皮殼，阻礙了水分的氣化，干燥時(shí)間較長。
圖1是前蘇聯(lián)在氣體循環(huán)糧食烘干機(jī)的模擬機(jī)上得到的7種糧食的干燥曲線。它的前提條件是所有的干燥條件相同，并且糧食的原始含水率均為27%。這一組曲線表明，不同品種的糧食干燥特性不同。所以在設(shè)計(jì)、改進(jìn)、使用糧食烘干機(jī)時(shí)，要考慮糧食的干燥特性，并且根據(jù)不同結(jié)構(gòu)的烘干機(jī)，制定相應(yīng)的干燥條件，方能取得較為理想的干燥效果。
另外糧食原始含水率、糧層狀態(tài)和糧層厚度、干燥介質(zhì)的狀態(tài)對干燥過程也會有很大的影響。
2、糧食干燥的熱能消耗
糧食干燥的能源消耗包括熱能與電能兩種消耗。在我國，熱能消耗約占全部能耗的60%，電能約占40%。在熱能消耗方面，烘干機(jī)每蒸發(fā)l千克水分約需6280—8374kj的熱量，最低的每蒸發(fā)l千克水分需4522kJ，最高的為12560kJ以上。
在國際上，對于燒油的糧食烘干機(jī)，熱耗約占全部能耗的90%，而電耗占10%。烘干機(jī)每蒸發(fā)1千克水分需要的熱量為4186.8kJ。
從理論上講，糧食中汽化1千克水分只需2596kJ的熱量，而實(shí)際上卻需要6280-8374U，烘干機(jī)的熱效率只有30%左右。在國際上烘干機(jī)的熱效率也不過50%左右。
美國貝里克930型烘干機(jī)的熱能消耗如表1所示，從表中數(shù)據(jù)分析得出：水分蒸發(fā)所消耗熱量是必須的，是不可能減少的，而其它熱量消耗是可以設(shè)法降低的。所以降低烘干機(jī)的能量消耗，對于節(jié)約能源、降低干燥成本，有著重要的經(jīng)濟(jì)意義。
3、新型節(jié)能糧食烘干機(jī)
我們從降低烘干機(jī)的能量消耗著手，研制了幾款新型節(jié)能糧食烘干機(jī)。
3.1SZG篩網(wǎng)柱式糧食烘干機(jī)
我們參照貝里克糧食烘干機(jī)的干燥原理研制了SZG節(jié)能型篩網(wǎng)柱式糧食烘干機(jī)。
SZG篩網(wǎng)柱式糧食烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖2所示。整機(jī)由兩部分組成，上半部分為干燥段，下半部分為冷卻段。干燥段的外殼為金屬鋼板并經(jīng)過防銹處理，其作用是將篩網(wǎng)柱內(nèi)的糧食與外界風(fēng)進(jìn)行隔離。外殼的頂部安裝有百葉窗用以排除廢氣。整機(jī)的主要構(gòu)件是雙層篩網(wǎng)或篩孔板。其形狀為同心圓柱體或長方形柱體。糧食在兩層篩網(wǎng)板之間流動，流動的糧食不能太厚，一般要求300mm或稍薄一些。
干燥過程：在風(fēng)機(jī)的作用下，外界風(fēng)經(jīng)過下部的冷卻段得到預(yù)熱，與此同時(shí)糧食得到冷卻‘5]。加熱器的作用是將預(yù)熱的風(fēng)進(jìn)行二次加熱，熱風(fēng)在風(fēng)機(jī)正壓的作用下透過篩孔板進(jìn)入糧層對糧食進(jìn)行干燥。廢氣由頂部的百葉窗排出。在干燥段的中部安裝有換向器，其作用是將干燥段上部靠近熱風(fēng)室一側(cè)的糧食轉(zhuǎn)到廢氣室一側(cè)，以避免糧食干燥不均勻。
szc篩網(wǎng)柱式糧食烘干機(jī)的最大特點(diǎn)是冷卻段的廢氣可以重復(fù)利用，這樣可使熱能消耗降低。經(jīng)檢測，該機(jī)汽化1千克水分的熱耗量低于4200kJ。該機(jī)應(yīng)用范圍比較廣泛，可以烘干處理玉米、大豆、小麥、稻谷等。
3.2LX螺旋振動烘干機(jī)
LX螺旋振動烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖3所示。干燥體分為內(nèi)筒、中筒、外筒三部分。外筒由雙層鋼板焊接而成，雙層鋼板之間布置有硅酸鋁保溫棉，用以防止熱量的散失。內(nèi)筒與中筒之間分布著等距的隔板；中筒與外筒之間排布著螺距相等的螺旋片；內(nèi)筒、中筒、隔板及螺旋片由∮4mm的篩片焊接而成。
干燥過程：物料由干燥體底節(jié)入料口進(jìn)入干燥體，在振動電機(jī)的作用下，沿著外筒與中筒之間的螺旋片呈螺旋狀上升，升至干燥體頂節(jié)后，沿著特定的通道拐進(jìn)中筒與內(nèi)筒形成的容腔內(nèi)，然后沿著中筒與內(nèi)筒之間的隔板層層下落，當(dāng)下落至于燥體底節(jié)時(shí)，順著特定的通道由出料口排出。與此同時(shí)，在風(fēng)機(jī)負(fù)壓的作用下，干燥介質(zhì)進(jìn)入加熱器內(nèi)被加熱并進(jìn)入干燥體內(nèi)筒，然后穿過篩片對糧層進(jìn)行加熱，糧食受熱后水分從表面析出。干燥介質(zhì)與糧層換熱后溫度很快下降，升至干燥體頂節(jié)形成廢氣，廢氣經(jīng)風(fēng)機(jī)最后排出。
螺旋振動烘干機(jī)主要適用于中藥丸劑的干燥，也可適用于化工、糧食、制藥、食品、塑料、建材、飼料等行業(yè)的顆粒狀、短條狀、球狀物料的干燥。
3.3LHG流化床烘干機(jī)
LHG流化床烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖4所示。糧食首先從喂料口進(jìn)入烘干機(jī)內(nèi)，在正壓風(fēng)的作用下呈流化狀態(tài)沿著傾斜的篩片向出料口方向運(yùn)動。通過調(diào)整螺栓5可以調(diào)節(jié)篩片的傾斜角度。
干燥過程：首先干燥介質(zhì)在給風(fēng)機(jī)8的作用下透過篩片對糧食進(jìn)行冷卻。與此同時(shí)，干燥介質(zhì)吸收糧食的熱量后溫度很快升高，溫度升高的干燥介質(zhì)在風(fēng)機(jī)l的作用下進(jìn)入換熱器，在換熱器內(nèi)干燥介質(zhì)被二次加熱，然后透過篩片對糧食進(jìn)行干燥。干燥后的廢氣進(jìn)入旋風(fēng)除塵器除塵，除塵后的廢氣由排濕風(fēng)機(jī)排出機(jī)外。由于該機(jī)充分利用了冷卻后的廢氣，因而使熱能的消耗得以降低。
流化床烘干機(jī)廣泛適用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、塑料、糧油、礦渣、制鹽、糖等行業(yè)的粉料、顆粒狀物料的干燥、冷卻、增濕等作業(yè)。
3.4WK系列帶式烘干機(jī)
如圖5所示為WK系列帶式烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。網(wǎng)帶由12-60目食品級不銹鋼絲網(wǎng)構(gòu)成，它在烘干機(jī)內(nèi)的運(yùn)動靠傳動裝置來實(shí)現(xiàn)。物料由加料器進(jìn)入機(jī)體，均勻地布置在網(wǎng)帶上。整機(jī)由若干個(gè)單元組成，在每個(gè)單元內(nèi)熱風(fēng)獨(dú)立循環(huán)，并由調(diào)節(jié)閥控制排出的廢氣，其中部分尾氣經(jīng)指定的排濕風(fēng)機(jī)排出機(jī)外。根據(jù)實(shí)際要求可靈活配備上下循環(huán)單元，并確定合適的單元數(shù)量。熱氣由上往下或由下往上透過網(wǎng)帶，與物料接觸并帶走物料水分。根據(jù)物料溫度可自由調(diào)節(jié)網(wǎng)帶運(yùn)行速度。
帶式烘干機(jī)用于透氣性較好的片狀、條狀、顆粒狀物料的干燥。
3.5DC多層帶式烘干機(jī)
如圖6所示為DC多層帶式烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖。該機(jī)由輸送裝置、電控柜、干燥箱、機(jī)架及變速傳動裝置等部分組成。箱殼由雙層金屬構(gòu)件組成，內(nèi)置保溫材料。干燥箱內(nèi)布置多層網(wǎng)帶，網(wǎng)帶由不銹鋼絲網(wǎng)構(gòu)成，其上下相鄰的網(wǎng)帶運(yùn)轉(zhuǎn)方向相反。潮糧經(jīng)輸送裝置送入干燥箱的最上層網(wǎng)帶，然后隨著多層網(wǎng)帶層層下落，最后由最下層網(wǎng)帶自出料口流出。干燥箱內(nèi)安裝有遠(yuǎn)紅外線加熱設(shè)備，遠(yuǎn)紅外線透過網(wǎng)帶輻射到糧層表面。糧層受熱后水分從表面析出，隨著冷熱氣流的交換排出機(jī)外。這樣就達(dá)到干燥糧食的目的。
多層帶式烘干機(jī)的使用范圍很廣，除了糧食干燥外，目前在制藥、食品、生物、化工等領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用。
4、烘干一通風(fēng)干燥法及余熱利用緩蘇倉
對于糧食烘干，有些國家采用烘干一通風(fēng)干燥法。這項(xiàng)技術(shù)是60年代在美國研究發(fā)展起來的。這種方法首先用高溫的干燥介質(zhì)，對玉米進(jìn)行干燥，當(dāng)其水分降至18%時(shí)，停止對玉米的熱風(fēng)干燥，而是將受熱后的玉米（溫度達(dá)60℃以上）送至緩蘇倉內(nèi)，緩蘇4—8小時(shí)，使糧粒內(nèi)部和表面之間的溫度和水分趨向平衡。然后再對玉米進(jìn)行慢速通風(fēng)，每小時(shí)每立方米玉米使用風(fēng)量為25-50立方米。通風(fēng)8小時(shí)以上，使玉米溫度降至與大氣溫度相同。在通風(fēng)冷卻過程中，糧食中的水分可降低2%～4%。在冷空氣額定量不變的情況下，進(jìn)入緩蘇倉的玉米溫度越高，則除去的水分越多。烘干一通風(fēng)干燥法的主要優(yōu)點(diǎn)：(l)傳統(tǒng)的烘干方法中，將糧食干燥到含水率為14-15%，才對糧食進(jìn)行冷卻，采用烘干一通風(fēng)干燥法，當(dāng)糧食含水率達(dá)到18%即可終止熱風(fēng)干燥，這樣縮短了烘干時(shí)間，從而提高了烘干設(shè)備的生產(chǎn)效率。(2)糧食在烘干后，糧溫升高，經(jīng)過緩蘇后，進(jìn)行慢速通風(fēng)，利用糧食本身所儲藏的熱能進(jìn)一步降低糧食的水分。糧溫與大氣溫度之間的溫差越大，則除去的水分量也越多。采用烘干一通風(fēng)干燥法，可節(jié)能15%-30%。(3)傳統(tǒng)的干燥方法中，烘后糧食立即直接與大氣接觸進(jìn)行冷卻，往往造成糧粒爆腰，干燥后的糧食水分很不均勻。采用烘干一通風(fēng)干燥法烘干的玉米，糧粒爆腰率減少50%-80%，糧粒破碎率減少40%-75%，而糧粒烘干后水分也很均勻。
5、熱源的選擇
熱源是糧食烘干機(jī)的重要組成部分，其熱效率直接關(guān)系到烘干機(jī)單位熱耗的高低。熱源可用電、煤、煤氣、天然氣、燃油等作為燃料。我國目前通常采用燃煤熱風(fēng)爐和燃油熱風(fēng)爐作為糧食烘干機(jī)的熱源。
5.1燃煤熱風(fēng)爐
圖7是RMJ系列燃煤熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)簡圖。圖8是RMR系列燃煤熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)簡圖。燃煤熱風(fēng)爐采取間接加熱方法，燃燒與換熱都在爐內(nèi)完成，并且在爐體的高溫部分進(jìn)行換熱。為了保證加熱無污染，煙和空氣各行其道。該爐采用了耐高溫措施，使用壽命較列管式熱風(fēng)爐有很大提高；該爐體積小、升溫迅速、安裝調(diào)整方便且價(jià)廉可靠，熱效率高達(dá)60~70%。由于煙氣縱向沖刷散熱片且排煙方式為負(fù)壓式，使得換熱部位自動清理、不積灰塵、熱性能穩(wěn)定。該爐采用各種煤或柴作燃料，并配備二次進(jìn)風(fēng)裝置，助其燃燒完全。該系列熱風(fēng)爐的各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
5.2燃油熱風(fēng)爐
圖9是RY系列燃油熱風(fēng)爐的結(jié)構(gòu)簡圖。高溫燃?xì)庥扇剂贤ㄟ^燃燒器產(chǎn)生，高溫燃?xì)獾臒崃客ㄟ^熱風(fēng)爐的換熱裝置傳遞給需要加熱的空氣。高溫燃?xì)饨?jīng)換熱裝置換熱后溫度降低至250℃以下，由引風(fēng)機(jī)排放到大氣中。需加熱的空氣在鼓風(fēng)機(jī)的作用下強(qiáng)行進(jìn)入熱風(fēng)爐吸熱，當(dāng)溫度升高至額定值后從熱風(fēng)出口送至烘干機(jī)。當(dāng)熱風(fēng)溫度升高，達(dá)到額定的上限溫度值時(shí)，燃燒器會自動轉(zhuǎn)為小火陷燃燒或自動停止燃燒；當(dāng)熱風(fēng)溫度降低，達(dá)到額定的下限溫度值時(shí)，燃燒器又會轉(zhuǎn)為大火燃燒或重新點(diǎn)燃，溫度升高的速度可通過調(diào)節(jié)進(jìn)風(fēng)閥來實(shí)現(xiàn)。
6、結(jié)束語
烘干機(jī)的應(yīng)用范圍廣泛，在進(jìn)行糧食干燥時(shí)，要考慮糧食的干燥特性，選用不同類型的烘干機(jī)，制定相應(yīng)的干燥條件，以達(dá)到較優(yōu)的干燥效果。
通過對五款糧食烘干機(jī)的設(shè)計(jì)和研究，我們得出：我國的糧食干燥應(yīng)著重從節(jié)能減排、降低干燥成本人手，并考慮各地實(shí)際情況，設(shè)計(jì)開發(fā)出適合我國國情的糧食烘干機(jī)。
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糧食干燥新技術(shù)研究
來源：環(huán)球糧機(jī)網(wǎng)發(fā)布時(shí)間：2015-08-22 18:16:47
