目前,采用粮食烘干机械降低玉米水分,使之达到安全储藏水分(14%)的技术已被广泛采用。烘干机械品种繁多,工艺各异,但绝大多数的烘干机械却存在降水率低(一次降水率在5% ~10%左右)投资大,生产成本高,维修费用高,需优质煤与烘干后粮食品质变劣问题。这是 摆在我们面前的一个严峻事实。特别是在降水率方面,30%以上的高水分玉米烘2~3遍。
这不但增大了粮食烘干成本,而且影响了粮食烘干进度,制约了粮食经济的发展。如何解决好这一问题,仲益机械在总结几种类型烘干工艺及设备的基础上,结合自己多年的研发制造经验,独立研制设计出一种投资少,结构简单,能耗低,可使30%以上高水分玉米一次降至安全水分(14%)的新式逆顺流塔式粮食烘干机。
一.关键技术措施的研究
小型粮食烘干机为塔式砖混结构,由两个10m高的单塔组成,塔体为长方形,塔内尺寸为2×3m,四周由 400mm砖墙构成。烘干机、玉米烘干机、谷物烘干机、种子烘干机在关键技术措施方面进行了如下研究。
1.干燥段高度的选择
一般烘干机单元干燥段的通风高度都比较小。在0.2~0.5m之间,由于料层薄物料阻力小 ,风速高,热风与物料接触时间短,热风容易走短路,造成一部份物料呈沸腾状,而一部份物料没有热风或很少有热风通过,形成死角,出现降水不均。针对这种情况,把单元干燥高 度设计在1.0m左右。通过增加料层高度来增加对热风的阻力,降低风速,使热风穿过料层时压力均衡,换热充分,降水均匀。适当增加料层高度,还能使物料表面与热风的湿度差减 小。这样,不易造成粮粒表面结膜,阻断粮粒的毛细管。有利于热能进入粮粒 内部和粮粒内部的水分向外扩散与汽化,既有利于物料的降水,且能保护粮食的品质不被破坏。
2.通风机的选用
粮食的干燥,在其他条件不变的前提下,通风量与降水量呈正比关系,而与风压无关。风压 太大,不但不利于传热降水,而且浪费能源(动力和热能)。因此,在选择通风机时,在保证热风穿透粮层的前提下,尽量选用风压低风量大的风机。所以,在设计中选用4-68系列风 机较为合适。在安装形式上均采用压入式,这样,风机不接触湿热空气,对风机的运行与寿命都有利。
3.缓苏段的选择
缓苏在粮食干燥中的作用不容忽视。现在热风烘干多属高温烘干,粮粒内水分通过毛细管向 外扩散的速度小于粮粒表面水分的汽化速度。这样,常常使毛细管堵塞,影响降水,而且还容易使粮粒龟裂胀脐,出现劣变。而缓苏的一个主要作用就是使粮粒内部水分与温度达到新 的平衡。所以在设计烘干工艺时要多增加缓苏段与缓苏时间。基于这种思考,在本机热风与冷风干燥中设计了7个缓苏段,缓苏时间控制在15~60分钟左右。这样不但提高了降水速度 与能力,而且有利于保持粮食的品质。
4.冷却段的控制
冷却在粮食干燥过程中的作用也是很主要的。粮食在干燥过程中由于换热,粮温升高,这不 利于粮食的安全储藏。必须把粮温降下来,降温的过程也是降水的过程。粮食是热的不良导体,必须保证足够的通风量与时间,才能使粮食接近于当时的大气温度。许多烘干机在这方 面显得不足。在设计本机时,冷却通风形式采用压入式,上段为逆流通风,中间为缓苏,下段为顺流通风,单元通风高度在1.3m左右。设计通风时间为2小时。
5.热风炉的选用
在很多地方仍采用炉气做干燥介质。这对粮食的污染较严重,还存在火灾隐患,必须采用 优质无烟块煤等问题。采用加热空气做干燥介质较为理想,在设计本机时选用哈尔滨生产的立筒式空气加热炉(HRF-100型)。这种炉换热快,热效率达65%以上,可以烧本地产低质面 煤。在气温为-20℃的冬天,热风温度可达170℃以上。
6.塔体结构及材料的选择
现在一般玉米烘干机的塔体均采用金属制造。虽然塔体加有保温层,但由于设计制造等方面 的原因,保温效果不理想,潮湿气体容易进入保温夹层,造成金属层锈蚀,影响烘干效果,影响整机寿命。
在设计本机塔体时,选用砖混结构,塔支座及塔顶盖板采用钢筋混凝土结构,塔身为红砖砌 体。塔内采用混合砂浆抹面,墙外采用水泥砂浆抹面,墙体厚为400mm,这种结构具有较好的保温特性,热损失小,塔体不会出现结露现象,塔内通风角状管采用五角形,塔体的湿热 空气排风口与大气直接接通,去掉了集气室和保温室等装置,减少了通风阻力,同时能把粮食中的轻浮杂质吹出塔外,省掉了清理集气室和保温室的工作。
二.工艺流程与设备系统
1.工艺流程,原料→清理→预热→热风干燥(逆流)→缓苏→热风干燥(顺流)→缓苏→热风干燥(逆流)→缓 苏→热风干燥(顺流)→缓苏→热风干燥(逆流)→缓苏→热风干燥(顺流)→缓苏→冷却干燥( 逆流)→缓苏→冷却干燥(顺流)→成品。在干燥过程中,热风控制在150~170℃左右,热风通风量为45000m3/h,冷风通风量为130 00m3/h,全压均为1200Pa左右。整个干燥时间为10小时。
2.设备系统,主要设备有:物料输送设备、清理设备、机械排粮设备、通风及干燥设备、供热设备。
3.技术性能,经4年来生产运行情况表明:在玉米水分达30%以上,气温在-20℃以上的情况下,日处理湿玉米可达180吨,成品玉米可一次达到安全(14%)水分,降水不均匀度在1.0%以内,成品与大气温度差不高于2℃。耗电量7.7kW/t.h成品,燃料煤为本地产原煤(燃烧值为2.2万KJ) ,耗煤量45kg/t成品左右。
4.产品质量,经郑州市粮油检测站和粮库化验室检测,各项指标均符合国家粮食烘干标准,与自然干燥的 玉米相比,色香味各方面均无明显差别,储藏期间未出现“返生”现象,适合长期安全储藏。
5.投资及经济效益情况,建一座玉米烘干塔占地面积需要120平方左右,投资约35万元,年维修费用在5千元左右。每班需 生产人员3人。每人工资20.00元,电费0.50元/kWh,煤175.00元/t计算,班产成品50t,则直接生产成本为11.73元/t成品。由于是一次达到安全水分,不仅节省了时间,而且还节省了二次烘干所需费用,其经济效益是显而易见的。
从市场容量分析,按我国粮食总产量机械烘干的比例能够达到30%计算,我国至少还需要8000~1万套烘干设备,市场年产值能达到200亿元以上。企业如何把握未来市场需求,淘金烘干机市场,必须对我国粮食烘干机设备发展趋势有一个较为清醒的认识。
大型化、规模化将成为未来烘干机市场发展的一大趋势。在国家加速推进城镇化和农业集约化政策的推动下,农村土地流转进一步提速、农业生产进一步向专业化、规模化聚拢已成为不可逆转之势。尤其是在国家粮食安全战略的引领下,以粮食生产为主的农业合作社、家庭农场、种粮大户、粮食加工企业等新兴的农业合作组织无论是数量还是规模质量,都将得到空前发展
这种农业生产格局之下,未来烘干机市场需求结构必将发生较大变化。又由于机械化烘干在设备投资的同时还需要诸如土地、厂房、仓储、运输等基础建设和硬件投入,尤其是在项目投资的规模效益特性的作用下,农户将根据自身的生产规模及产业结构前瞻性的需要,越来越多的选择大型化、规模化的烘干机械产品。 更多相关信息,还请您继续关注我们的官方网站,环球粮机网 http://www.worldlj.com/