隨著我國糧食種植規模的加大,與人們對糧食烘干意識的提高,糧食烘干的問題,越來越引起大家的重視,我國東北,華北地區盛產玉米,由于收獲季節短,秋冬季,產量多,玉米水分大(很多在30%以上) ,這對玉米的降水、安全儲藏帶來很大困難。
目前,采用糧食烘干機械降低玉米水分,使之達到安全儲藏水分(14%)的技術已被廣泛采用。烘干機械品種繁多,工藝各異,但絕大多數的烘干機械卻存在降水率低(一次降水率在5% ~10%左右)投資大,生產成本高,維修費用高,需優質煤與烘干后糧食品質變劣問題。這是 擺在我們面前的一個嚴峻事實。特別是在降水率方面,30%以上的高水分玉米烘2~3遍。
這不但增大了糧食烘干成本,而且影響了糧食烘干進度,制約了糧食經濟的發展。如何解決好這一問題,仲益機械在總結幾種類型烘干工藝及設備的基礎上,結合自己多年的研發制造經驗,獨立研制設計出一種投資少,結構簡單,能耗低,可使30%以上高水分玉米一次降至安全水分(14%)的新式逆順流塔式糧食烘干機。
一.關鍵技術措施的研究
小型糧食烘干機為塔式磚混結構,由兩個10m高的單塔組成,塔體為長方形,塔內尺寸為2×3m,四周由 400mm磚墻構成。烘干機、玉米烘干機、谷物烘干機、種子烘干機在關鍵技術措施方面進行了如下研究。
1.干燥段高度的選擇
一般烘干機單元干燥段的通風高度都比較小。在0.2~0.5m之間,由于料層薄物料阻力小 ,風速高,熱風與物料接觸時間短,熱風容易走短路,造成一部份物料呈沸騰狀,而一部份物料沒有熱風或很少有熱風通過,形成死角,出現降水不均。針對這種情況,把單元干燥高 度設計在1.0m左右。通過增加料層高度來增加對熱風的阻力,降低風速,使熱風穿過料層時壓力均衡,換熱充分,降水均勻。適當增加料層高度,還能使物料表面與熱風的濕度差減 小。這樣,不易造成糧粒表面結膜,阻斷糧粒的毛細管。有利于熱能進入糧粒 內部和糧粒內部的水分向外擴散與汽化,既有利于物料的降水,且能保護糧食的品質不被破壞。
2.通風機的選用
糧食的干燥,在其他條件不變的前提下,通風量與降水量呈正比關系,而與風壓無關。風壓 太大,不但不利于傳熱降水,而且浪費能源(動力和熱能)。因此,在選擇通風機時,在保證熱風穿透糧層的前提下,盡量選用風壓低風量大的風機。所以,在設計中選用4-68系列風 機較為合適。在安裝形式上均采用壓入式,這樣,風機不接觸濕熱空氣,對風機的運行與壽命都有利。
3.緩蘇段的選擇
緩蘇在糧食干燥中的作用不容忽視?,F在熱風烘干多屬高溫烘干,糧粒內水分通過毛細管向 外擴散的速度小于糧粒表面水分的汽化速度。這樣,常常使毛細管堵塞,影響降水,而且還容易使糧粒龜裂脹臍,出現劣變。而緩蘇的一個主要作用就是使糧粒內部水分與溫度達到新 的平衡。所以在設計烘干工藝時要多增加緩蘇段與緩蘇時間?;谶@種思考,在本機熱風與冷風干燥中設計了7個緩蘇段,緩蘇時間控制在15~60分鐘左右。這樣不但提高了降水速度 與能力,而且有利于保持糧食的品質。
4.冷卻段的控制
冷卻在糧食干燥過程中的作用也是很主要的。糧食在干燥過程中由于換熱,糧溫升高,這不 利于糧食的安全儲藏。必須把糧溫降下來,降溫的過程也是降水的過程。糧食是熱的不良導體,必須保證足夠的通風量與時間,才能使糧食接近于當時的大氣溫度。許多烘干機在這方 面顯得不足。在設計本機時,冷卻通風形式采用壓入式,上段為逆流通風,中間為緩蘇,下段為順流通風,單元通風高度在1.3m左右。設計通風時間為2小時。
5.熱風爐的選用
在很多地方仍采用爐氣做干燥介質。這對糧食的污染較嚴重,還存在火災隱患,必須采用 優質無煙塊煤等問題。采用加熱空氣做干燥介質較為理想,在設計本機時選用哈爾濱生產的立筒式空氣加熱爐(HRF-100型)。這種爐換熱快,熱效率達65%以上,可以燒本地產低質面 煤。在氣溫為-20℃的冬天,熱風溫度可達170℃以上。
6.塔體結構及材料的選擇
現在一般玉米烘干機的塔體均采用金屬制造。雖然塔體加有保溫層,但由于設計制造等方面 的原因,保溫效果不理想,潮濕氣體容易進入保溫夾層,造成金屬層銹蝕,影響烘干效果,影響整機壽命。
在設計本機塔體時,選用磚混結構,塔支座及塔頂蓋板采用鋼筋混凝土結構,塔身為紅磚砌 體。塔內采用混合砂漿抹面,墻外采用水泥砂漿抹面,墻體厚為400mm,這種結構具有較好的保溫特性,熱損失小,塔體不會出現結露現象,塔內通風角狀管采用五角形,塔體的濕熱 空氣排風口與大氣直接接通,去掉了集氣室和保溫室等裝置,減少了通風阻力,同時能把糧食中的輕浮雜質吹出塔外,省掉了清理集氣室和保溫室的工作。
二.工藝流程與設備系統
1.工藝流程,原料→清理→預熱→熱風干燥(逆流)→緩蘇→熱風干燥(順流)→緩蘇→熱風干燥(逆流)→緩 蘇→熱風干燥(順流)→緩蘇→熱風干燥(逆流)→緩蘇→熱風干燥(順流)→緩蘇→冷卻干燥( 逆流)→緩蘇→冷卻干燥(順流)→成品。在干燥過程中,熱風控制在150~170℃左右,熱風通風量為45000m3/h,冷風通風量為130 00m3/h,全壓均為1200Pa左右。整個干燥時間為10小時。
2.設備系統,主要設備有:物料輸送設備、清理設備、機械排糧設備、通風及干燥設備、供熱設備。
3.技術性能,經4年來生產運行情況表明:在玉米水分達30%以上,氣溫在-20℃以上的情況下,日處理濕玉米可達180噸,成品玉米可一次達到安全(14%)水分,降水不均勻度在1.0%以內,成品與大氣溫度差不高于2℃。耗電量7.7kW/t.h成品,燃料煤為本地產原煤(燃燒值為2.2萬KJ) ,耗煤量45kg/t成品左右。
4.產品質量,經鄭州市糧油檢測站和糧庫化驗室檢測,各項指標均符合國家糧食烘干標準,與自然干燥的 玉米相比,色香味各方面均無明顯差別,儲藏期間未出現“返生”現象,適合長期安全儲藏。
5.投資及經濟效益情況,建一座玉米烘干塔占地面積需要120平方左右,投資約35萬元,年維修費用在5千元左右。每班需 生產人員3人。每人工資20.00元,電費0.50元/kWh,煤175.00元/t計算,班產成品50t,則直接生產成本為11.73元/t成品。由于是一次達到安全水分,不僅節省了時間,而且還節省了二次烘干所需費用,其經濟效益是顯而易見的。
從市場容量分析,按我國糧食總產量機械烘干的比例能夠達到30%計算,我國至少還需要8000~1萬套烘干設備,市場年產值能達到200億元以上。企業如何把握未來市場需求,淘金烘干機市場,必須對我國糧食烘干機設備發展趨勢有一個較為清醒的認識。
大型化、規?;瘜⒊蔀槲磥砗娓蓹C市場發展的一大趨勢。在國家加速推進城鎮化和農業集約化政策的推動下,農村土地流轉進一步提速、農業生產進一步向專業化、規?;蹟n已成為不可逆轉之勢。尤其是在國家糧食安全戰略的引領下,以糧食生產為主的農業合作社、家庭農場、種糧大戶、糧食加工企業等新興的農業合作組織無論是數量還是規模質量,都將得到空前發展
這種農業生產格局之下,未來烘干機市場需求結構必將發生較大變化。又由于機械化烘干在設備投資的同時還需要諸如土地、廠房、倉儲、運輸等基礎建設和硬件投入,尤其是在項目投資的規模效益特性的作用下,農戶將根據自身的生產規模及產業結構前瞻性的需要,越來越多的選擇大型化、規?;暮娓蓹C械產品。
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