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0引言
当粮食籽粒送往仓库储藏时，它仍是活的有机体，仍需呼吸并与外界进行能量交换。当粮食的水分含量很高时，其呼吸作用加强，容易繁殖微生物和害虫，造成粮食发热、霉变，从而使粮食受到损坏。高水分粮食不能安全储藏，有效的办法是将粮食进行干燥处理，将其中多余水分除去，这样可以保障粮食进行安全储藏。粮食干燥可以抑制害虫及微生物的生长，使粮粒的水分含量及成熟度进一步趋向均匀，有助于提高粮食籽粒的发芽率，并能改善粮食的品质；粮食干燥有利于运输并能使运输费用降低；粮食干燥可以提早收获田间的粮食，减少粮食在田间的损失，并且能提高土地的利用率，富通新能源生产销售滚筒烘干机、气流式烘干机等烘干干燥机械设备。
1、影响粮食干燥的主要因素
就谷物而言，小麦粒的表面由木质化的细胞壁构成，具有大量的粗毛细管和微毛细管，水分比较容易从粮粒内部转移到表面，因此小麦在干燥时容易失去水分；豆类的籽粒含有大量的蛋白质，而蛋白质具有很强的亲水能力，所以豆类比谷物难以干燥；稻谷、高粱等都有一层皮壳，阻碍了水分的气化，干燥时间较长。
图1是前苏联在气体循环粮食烘干机的模拟机上得到的7种粮食的干燥曲线。它的前提条件是所有的干燥条件相同，并且粮食的原始含水率均为27%。这一组曲线表明，不同品种的粮食干燥特性不同。所以在设计、改进、使用粮食烘干机时，要考虑粮食的干燥特性，并且根据不同结构的烘干机，制定相应的干燥条件，方能取得较为理想的干燥效果。
另外粮食原始含水率、粮层状态和粮层厚度、干燥介质的状态对干燥过程也会有很大的影响。
2、粮食干燥的热能消耗
粮食干燥的能源消耗包括热能与电能两种消耗。在我国，热能消耗约占全部能耗的60%，电能约占40%。在热能消耗方面，烘干机每蒸发l千克水分约需6280—8374kj的热量，最低的每蒸发l千克水分需4522kJ，最高的为12560kJ以上。
在国际上，对于烧油的粮食烘干机，热耗约占全部能耗的90%，而电耗占10%。烘干机每蒸发1千克水分需要的热量为4186.8kJ。
从理论上讲，粮食中汽化1千克水分只需2596kJ的热量，而实际上却需要6280-8374U，烘干机的热效率只有30%左右。在国际上烘干机的热效率也不过50%左右。
美国贝里克930型烘干机的热能消耗如表1所示，从表中数据分析得出：水分蒸发所消耗热量是必须的，是不可能减少的，而其它热量消耗是可以设法降低的。所以降低烘干机的能量消耗，对于节约能源、降低干燥成本，有着重要的经济意义。
3、新型节能粮食烘干机
我们从降低烘干机的能量消耗着手，研制了几款新型节能粮食烘干机。
3.1SZG筛网柱式粮食烘干机
我们参照贝里克粮食烘干机的干燥原理研制了SZG节能型筛网柱式粮食烘干机。
SZG筛网柱式粮食烘干机的结构如图2所示。整机由两部分组成，上半部分为干燥段，下半部分为冷却段。干燥段的外壳为金属钢板并经过防锈处理，其作用是将筛网柱内的粮食与外界风进行隔离。外壳的顶部安装有百叶窗用以排除废气。整机的主要构件是双层筛网或筛孔板。其形状为同心圆柱体或长方形柱体。粮食在两层筛网板之间流动，流动的粮食不能太厚，一般要求300mm或稍薄一些。
干燥过程：在风机的作用下，外界风经过下部的冷却段得到预热，与此同时粮食得到冷却‘5]。加热器的作用是将预热的风进行二次加热，热风在风机正压的作用下透过筛孔板进入粮层对粮食进行干燥。废气由顶部的百叶窗排出。在干燥段的中部安装有换向器，其作用是将干燥段上部靠近热风室一侧的粮食转到废气室一侧，以避免粮食干燥不均匀。
szc筛网柱式粮食烘干机的最大特点是冷却段的废气可以重复利用，这样可使热能消耗降低。经检测，该机汽化1千克水分的热耗量低于4200kJ。该机应用范围比较广泛，可以烘干处理玉米、大豆、小麦、稻谷等。
3.2LX螺旋振动烘干机
LX螺旋振动烘干机的结构如图3所示。干燥体分为内筒、中筒、外筒三部分。外筒由双层钢板焊接而成，双层钢板之间布置有硅酸铝保温棉，用以防止热量的散失。内筒与中筒之间分布着等距的隔板；中筒与外筒之间排布着螺距相等的螺旋片；内筒、中筒、隔板及螺旋片由∮4mm的筛片焊接而成。
干燥过程：物料由干燥体底节入料口进入干燥体，在振动电机的作用下，沿着外筒与中筒之间的螺旋片呈螺旋状上升，升至干燥体顶节后，沿着特定的通道拐进中筒与内筒形成的容腔内，然后沿着中筒与内筒之间的隔板层层下落，当下落至于燥体底节时，顺着特定的通道由出料口排出。与此同时，在风机负压的作用下，干燥介质进入加热器内被加热并进入干燥体内筒，然后穿过筛片对粮层进行加热，粮食受热后水分从表面析出。干燥介质与粮层换热后温度很快下降，升至干燥体顶节形成废气，废气经风机最后排出。
螺旋振动烘干机主要适用于中药丸剂的干燥，也可适用于化工、粮食、制药、食品、塑料、建材、饲料等行业的颗粒状、短条状、球状物料的干燥。
3.3LHG流化床烘干机
LHG流化床烘干机的结构如图4所示。粮食首先从喂料口进入烘干机内，在正压风的作用下呈流化状态沿着倾斜的筛片向出料口方向运动。通过调整螺栓5可以调节筛片的倾斜角度。
干燥过程：首先干燥介质在给风机8的作用下透过筛片对粮食进行冷却。与此同时，干燥介质吸收粮食的热量后温度很快升高，温度升高的干燥介质在风机l的作用下进入换热器，在换热器内干燥介质被二次加热，然后透过筛片对粮食进行干燥。干燥后的废气进入旋风除尘器除尘，除尘后的废气由排湿风机排出机外。由于该机充分利用了冷却后的废气，因而使热能的消耗得以降低。
流化床烘干机广泛适用于化工、轻工、医药、食品、塑料、粮油、矿渣、制盐、糖等行业的粉料、颗粒状物料的干燥、冷却、增湿等作业。
3.4WK系列带式烘干机
如图5所示为WK系列带式烘干机的结构简图。网带由12-60目食品级不锈钢丝网构成，它在烘干机内的运动靠传动装置来实现。物料由加料器进入机体，均匀地布置在网带上。整机由若干个单元组成，在每个单元内热风独立循环，并由调节阀控制排出的废气，其中部分尾气经指定的排湿风机排出机外。根据实际要求可灵活配备上下循环单元，并确定合适的单元数量。热气由上往下或由下往上透过网带，与物料接触并带走物料水分。根据物料温度可自由调节网带运行速度。
带式烘干机用于透气性较好的片状、条状、颗粒状物料的干燥。
3.5DC多层带式烘干机
如图6所示为DC多层带式烘干机的结构简图。该机由输送装置、电控柜、干燥箱、机架及变速传动装置等部分组成。箱壳由双层金属构件组成，内置保温材料。干燥箱内布置多层网带，网带由不锈钢丝网构成，其上下相邻的网带运转方向相反。潮粮经输送装置送入干燥箱的最上层网带，然后随着多层网带层层下落，最后由最下层网带自出料口流出。干燥箱内安装有远红外线加热设备，远红外线透过网带辐射到粮层表面。粮层受热后水分从表面析出，随着冷热气流的交换排出机外。这样就达到干燥粮食的目的。
多层带式烘干机的使用范围很广，除了粮食干燥外，目前在制药、食品、生物、化工等领域也被广泛应用。
4、烘干一通风干燥法及余热利用缓苏仓
对于粮食烘干，有些国家采用烘干一通风干燥法。这项技术是60年代在美国研究发展起来的。这种方法首先用高温的干燥介质，对玉米进行干燥，当其水分降至18%时，停止对玉米的热风干燥，而是将受热后的玉米（温度达60℃以上）送至缓苏仓内，缓苏4—8小时，使粮粒内部和表面之间的温度和水分趋向平衡。然后再对玉米进行慢速通风，每小时每立方米玉米使用风量为25-50立方米。通风8小时以上，使玉米温度降至与大气温度相同。在通风冷却过程中，粮食中的水分可降低2%～4%。在冷空气额定量不变的情况下，进入缓苏仓的玉米温度越高，则除去的水分越多。烘干一通风干燥法的主要优点：(l)传统的烘干方法中，将粮食干燥到含水率为14-15%，才对粮食进行冷却，采用烘干一通风干燥法，当粮食含水率达到18%即可终止热风干燥，这样缩短了烘干时间，从而提高了烘干设备的生产效率。(2)粮食在烘干后，粮温升高，经过缓苏后，进行慢速通风，利用粮食本身所储藏的热能进一步降低粮食的水分。粮温与大气温度之间的温差越大，则除去的水分量也越多。采用烘干一通风干燥法，可节能15%-30%。(3)传统的干燥方法中，烘后粮食立即直接与大气接触进行冷却，往往造成粮粒爆腰，干燥后的粮食水分很不均匀。采用烘干一通风干燥法烘干的玉米，粮粒爆腰率减少50%-80%，粮粒破碎率减少40%-75%，而粮粒烘干后水分也很均匀。
5、热源的选择
热源是粮食烘干机的重要组成部分，其热效率直接关系到烘干机单位热耗的高低。热源可用电、煤、煤气、天然气、燃油等作为燃料。我国目前通常采用燃煤热风炉和燃油热风炉作为粮食烘干机的热源。
5.1燃煤热风炉
图7是RMJ系列燃煤热风炉的结构简图。图8是RMR系列燃煤热风炉的结构简图。燃煤热风炉采取间接加热方法，燃烧与换热都在炉内完成，并且在炉体的高温部分进行换热。为了保证加热无污染，烟和空气各行其道。该炉采用了耐高温措施，使用寿命较列管式热风炉有很大提高；该炉体积小、升温迅速、安装调整方便且价廉可靠，热效率高达60~70%。由于烟气纵向冲刷散热片且排烟方式为负压式，使得换热部位自动清理、不积灰尘、热性能稳定。该炉采用各种煤或柴作燃料，并配备二次进风装置，助其燃烧完全。该系列热风炉的各项经济技术指标在国内处于领先地位。
5.2燃油热风炉
图9是RY系列燃油热风炉的结构简图。高温燃气由燃料通过燃烧器产生，高温燃气的热量通过热风炉的换热装置传递给需要加热的空气。高温燃气经换热装置换热后温度降低至250℃以下，由引风机排放到大气中。需加热的空气在鼓风机的作用下强行进入热风炉吸热，当温度升高至额定值后从热风出口送至烘干机。当热风温度升高，达到额定的上限温度值时，燃烧器会自动转为小火陷燃烧或自动停止燃烧；当热风温度降低，达到额定的下限温度值时，燃烧器又会转为大火燃烧或重新点燃，温度升高的速度可通过调节进风阀来实现。
6、结束语
烘干机的应用范围广泛，在进行粮食干燥时，要考虑粮食的干燥特性，选用不同类型的烘干机，制定相应的干燥条件，以达到较优的干燥效果。
通过对五款粮食烘干机的设计和研究，我们得出：我国的粮食干燥应着重从节能减排、降低干燥成本人手，并考虑各地实际情况，设计开发出适合我国国情的粮食烘干机。
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粮食干燥新技术研究
来源：环球粮机网发布时间：2015-08-22 18:16:47
