穀物乾燥設備

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更新時間: 2013-09-12

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穀物乾燥設備是降低穀物子粒含水量的機械和設備。其作用在於為穀物內的水分汽化創造條件,包括用人工方法降低穀物周圍空氣的相對濕度、利用介質促使穀物釋放水汽等。

穀物乾燥設備 -穀物乾燥設備

 

穀物乾燥設備 -正文
  降低穀物子粒含水量的機械和設備。其作用在於為穀物內的水分汽化創造條件,包括用人工方法降低穀物周圍空氣的相對濕度、利用介質促使穀物釋放水汽等。介質(如空氣)在同穀物接觸時能帶走水分的量,取決於介質的溫度、相對濕度及介質通過穀物時的速度、狀態。提高空氣的溫度,降低空氣中的相對濕度,可提高對穀物的乾燥能力。一般溫度每升高 1℃,其相對濕度百分率可降低4.5,所以加熱就成為常用的乾燥方式。穀物乾燥設備的主要類型有下述幾種。
  常溫通風乾燥機  由乾燥倉和風機組成。按通風方式的不同有垂直氣流式和徑向通風式兩種。垂直氣流式通風乾燥倉由帶小孔的透風地板承受穀物,地板下留有通風道,空氣由風機吹入通風道,穿過地板小孔向上通過穀物層,吸收水分后,濕空氣由倉頂排出。徑向通風乾燥倉是由透風倉壁和密封倉頂構成的圓筒倉,倉底設有進風口,倉的中心設透氣通風管。空氣由風機從進風口送入透氣通風管,由管壁四周流出,徑向穿過谷層並吸收水分后,從倉的側壁排出。由於氣流穿過的谷層較薄,因而乾燥較快。常溫通風乾燥倉結構簡單,使用成本低,對穀物無污染,但乾燥速度受空氣濕度的影響較大。
  加熱氣流乾燥機  熱量以對流方式傳遞給穀物,使穀物表面水分蒸發後由氣流帶走,穀物內部的水分逐漸向表面擴散后再蒸發,從而使穀物降低含水量而達到乾燥的目的。用於種子的乾燥氣流溫度不超過43℃,用於食用穀物的不超過60℃,用於飼用穀物的不超過88℃,短時間接觸的氣流溫度可以較高。
  這類乾燥機又可分為不同的類型。按氣流溫度高低可分為低溫慢速乾燥機和高溫快速乾燥機兩類。前者使用的氣流溫度只比外界溫度高3~8℃,其結構與常溫通風乾燥機基本相同,並可利用驅動風機的發動機排出的廢氣使空氣加熱。後者是將空氣加熱到50℃以上,使穀物升溫乾燥,然後在常溫下冷卻。按氣流在乾燥室內相對於穀物的流動方向可分為橫流式、順流式、逆流式和雙向氣流式等類型。橫流式穀物乾燥機是使氣流橫向穿過穀物流,在氣流進口和出口因溫度不同會出現乾燥不勻。順流式穀物乾燥機是使氣流方向與穀物流動方向一致,熱量利用率較高,在進口處乾熱氣流與穀物接觸,從而提高穀物的乾燥率。逆流式穀物乾燥機是使氣流方向與穀物流動方向相反,在達到穩定狀態時,穀物排出時的溫度接近於熱氣的溫度,而氣流排出時的溫度接近於濕穀物喂入時的溫度,其濕度則與濕穀物相平衡,因而不能使用高溫熱空氣,適用於穀物乾燥后的冷卻通風。雙向氣流式穀物乾燥機是使氣流在乾燥過程中交替換向,從而可使乾燥均勻性提高,並提高熱量的利用率。
  按照乾燥室內穀物的狀態,則可分為固定床、移動床、流化床、沸騰床和噴動床等類型。固定床乾燥機又可分為平床式、豎筒式等,其氣流速度小、壓力低,被乾燥穀物處於靜止狀態;移動床乾燥機有塔式乾燥機和迴轉圓筒式乾燥機等,機內的穀物在乾燥過程中緩慢地由入口向出口處移動;流化床乾燥機是以較大的氣流速度穿過穀物層,使穀物以類似流體的狀態流動;沸騰床乾燥機是以超過穀粒臨界速度的氣流速度,使穀物在乾燥室中劇烈翻動,呈「沸騰」狀態;噴動床乾燥機是使穀物在更高速度的氣流中劇烈運動呈噴泉狀。氣流速度與乾燥效率成正比,乾燥均勻性較好,穀粒的爆腰(表皮乾裂)率較低。主要種類的結構、功能如下述。
①平床式乾燥機。常用的有倉房式、箱體式(圖1)、 堆放式和挂車式等類型。倉房式的結構與常溫通風用的垂直氣流式通風倉類似,但所用氣流溫度為50~70℃,每立方米穀物的氣流流量為8~15米3/分。箱體式、堆放式、挂車式的結構在谷床下面留有風室,熱氣流自下而上穿過谷層,乾燥過程基本相同。其中挂車式是在挂車車箱底板上方加設透風網板,裝滿穀物後用一台移動式加熱爐和風機,將熱氣流同時送往多台挂車,穿過網板乾燥穀物。也可用普通挂車改裝,並與運輸相結合,以降低使用成本。

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  ②豎筒式固定床乾燥機。其結構與常溫徑向通風乾燥倉類似,但中心通風管的直徑較大,與外壁的間距較小,因而熱空氣穿過的谷層較薄,乾燥效率較高。穀物乾燥后再用低壓風機送入常溫空氣使之冷卻。
  ③塔式乾燥機。在其烘乾塔式乾燥室內相間地配置多層進氣和排氣管路,管路斷面為無底形,管路之間的空間形成穀物通道,穀物由頂部喂入烘乾塔,靠自重向下流動,熱氣流由風機送來並分散進入各進氣管路,從管底逸出進入穀物流,加熱穀物並帶走汽化水分后從排氣管路由吸氣風扇排出,向下流動的穀物交替接觸高溫與低溫氣流,可充分利用氣流熱量(圖2)。乾燥的穀物從乾燥室底部流入冷卻塔冷卻,再由卸料裝置卸出。乾燥穀物時,熱氣流的常用溫度為110~140℃,乾燥種子時常用60~80℃。

  ④迴轉圓筒式乾燥機。由加熱爐、吸氣風機、乾燥滾筒、冷卻滾筒或緩蘇倉、進料和卸料裝置等組成(圖3)。 常用乾燥滾筒直徑1.2~1.7米,長度由5米至15米以上,筒身與水平面成2°~3°的傾角,在滾筒內用隔板分隔成若干扇形斷面,筒的內壁和隔板兩面都設有葉板。穀物從一端進入后,滾筒以4~10轉/分鐘的速度旋轉。穀粒在葉板的帶動和滾筒旋轉作用下,在筒壁和隔板之間來回翻動,與熱氣流均勻接觸而排出水分,同時緩慢地向出口端流動,由滾筒出口流入冷卻滾筒或緩蘇倉,在常溫空氣下冷卻後由卸料裝置卸出。

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  ⑤流化床乾燥機。常用的為帶有1層或2層傾斜通風底板的連續式流化床乾燥機(圖4)。乾燥室的下部設置與水平面傾斜3°~4°的帶孔通風底板──流化板。用兩層流化板時,下層的傾斜方向與上層相反。兩層流化板的下方均留有空間作為氣流分配室,兩層之間設有隔板,隔板兩端分別留有通氣和穀物通道。作業時,喂料斗通過進料閘門落到上層流化板上同低溫氣流接觸,預熱後排出一部分水分,並在氣流作用下呈流體狀態沿流化板向下流動,通過中轉閘門落到下層流化板上,與高溫氣流相遇,加熱並排除水分後由出口端流入緩蘇倉內冷卻。流化板上谷層厚度一般為100~150毫米。中國經過改進后的連續式流化床乾燥機,其流化板上配置若干具有密集小孔的區段,當速度為4~4.5米/秒的氣流穿過時形成噴帶區,使穀物以翻滾狀態向下流動,從而帶有局部沸騰床的性質,可加速乾燥過程,提高幹燥效率。

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  ⑥豎筒式氣流乾燥機。是噴動床乾燥機的一種,其乾燥室是直徑為800~1000毫米的垂直圓筒,底部呈錐形並與進氣管連通,上端與排氣管連通,中間設有直徑200~300毫米的垂直導流管,導流管的上方設有球面擋板。穀物由圓筒底部喂入進氣管的熱氣流中,隨20~30米/秒的高速氣流通過導流管向上噴動,受熱而排出水分,穀物從導流管上口噴出后,在球面擋板的阻擋和本身重量的作用下,沿導流管外的環形空間向下散落,降到圓筒底部錐形部分時,又被熱氣流攜帶由導流管噴動上升,如此反覆循環,直至達到要求的含水量時,打開卸料閘門,將穀物卸出。
  遠紅外穀物乾燥機  利用遠紅外輻射元件在通入電流后發出的遠紅外線照射穀物。由於遠紅外線有較強的穿透能力,且易於被物料吸收並在其內部轉化為熱能,可使水分汽化,達到乾燥穀物的目的。乾燥機的類型有滾筒式、傳送帶式和塔式等。滾筒式遠紅外乾燥機的輻射元件固定在不動的空心軸上,電源線由空心軸的中心引出,滾筒在空心軸上旋轉,穀物進入筒內後由螺旋板向出口處推送。傳送帶式遠紅外乾燥機是將輻射元件裝在箱式乾燥室內的一條或上、下多條環行傳送帶的上方,穀物自上而下由傳送帶輸送,最後從出口排出。塔式遠紅外乾燥機的結構與使用熱氣流的塔式乾燥機類似,在其內層裝置許多形輻射元件,外層為保溫層,穀物自上而下通過各層元件,由底部排出。遠紅外穀物乾燥機乾燥速度快,質量好,脫水均勻,對穀物無污染,有利於長期貯存,乾燥過程中耗能低,便於實現穀物乾燥自動化。
  太陽能集熱乾燥機  有兩種類型:一種是在大型圓筒貯倉向陽面的倉壁外面裝置太陽能集熱板,在集熱板與倉壁之間留有空氣通道,集熱板吸收的太陽能將通道中的空氣加熱后,由風機送入倉內設置的熱風管道,使穀物受熱乾燥,集熱板的覆蓋面積約為倉壁的2/3。另一種類型使用單獨的太陽能集熱器,將空氣加熱後由風機送入乾燥設備。除熱源不同外,乾燥設備的結構型式與加熱氣流乾燥機相同,但一般為低溫氣流。其使用成本低,但一次投資較高,並需另設加熱爐或電熱器,以便在陽光不足時使用。
  參考書目
 D.B.布魯克等著,周清澈譯:《穀物乾燥》,中國農業機械出版社,北京,1981。(D.B.Brooker,F.W.Bakker-arkema, Grain Drying, The AVI Publishing Co,Westport, 1974.)

 

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