谷物干燥技術簡介

1、    谷物干燥技術簡介    王兆芳隨著我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的不斷發(fā)展，糧食單產(chǎn)和總產(chǎn)量不斷提高，但由于收割時稻谷的水分太大，倉儲十分困難，致使糧食霉變，導致一些地區(qū)豐產(chǎn)不豐收。谷物干燥是谷物收獲后的一個重要環(huán)節(jié)，為了減少收獲時田間落粒損失都注意適時收獲，而適時收獲的谷物其水分較大，如不及時干燥則必然造成谷物霉爛變質(zhì)。據(jù)統(tǒng)計，我國是世界上最大的糧食生產(chǎn)國和消費國，2013年全國糧食總產(chǎn)量突破1.2萬億斤，國家糧食局2006年抽樣調(diào)查顯示，因自然晾曬及倉儲設施簡陋，糧食在晾曬、儲藏過程中損失量高達1500萬 2000萬t，年損耗率北方為3%5%，南方為5%8%

2、。因此，搞好糧食干燥，做到豐產(chǎn)豐收，對確保我國糧食安全具有重大和深遠意義。糧食干燥技術有好多種，根據(jù)干燥速度或干燥溫度可分為：低溫慢速干燥（機械通風干燥技術）、高溫快速干燥（糧食烘干技術）?，F(xiàn)在使用的烘干塔屬于高溫快速干燥技術。在高溫快速干燥技術中，糧食干燥機還做如下分類：一是按作業(yè)方式分為批量式、連續(xù)式和循環(huán)式（封閉循環(huán)式和分流循環(huán)式）；二是按烘干機內(nèi)干燥介質(zhì)的壓力狀態(tài)分為吸入式、壓入式、吸壓結合式；三是按干燥介質(zhì)相對于糧食流動方向分為順流式、順逆流式、順混流式、橫流式(錯流式)和混流式。一、橫流式糧食干燥機該機是20世紀80年代使用較為廣泛的一種糧食干燥機，它的特點是熱風的流向與糧食的流向

3、垂直。糧柱中的糧食不斷向下流動，加熱的空氣由熱風室橫向穿過糧柱和透風網(wǎng)板，經(jīng)排風室和上排氣窗被排出機外。糧柱在向下移動過程中，靠近熱風室一側的糧食始終與高溫干燥介質(zhì)相接觸，失水較快，而靠近排風室一側的糧食，則始終與溫度較低、濕度較大的介質(zhì)接觸，失水較慢，因而糧食干燥很不均勻，為了解決這一問題，在糧柱中部設有糧食換位裝置。橫流式糧食干燥機糧柱的厚度一般為025045 m。該機的主要特點是結構簡單，制造方便，使用可靠，成本低，谷物流向與熱風流向垂直。存在的主要問題是干燥不均勻，進風側的谷物過干，排風側的谷物較濕，因而產(chǎn)生了水分差。其次是單位能耗較高，熱能沒有充分利用。由于糧食滯塔時間短，一般為23

4、 h，烘干強度大，急劇降水，干燥后的糧食品質(zhì)較差。現(xiàn)國家招標的烘干項目已不允許使用這種形式的干燥機。二、混流式糧食干燥機該機是目前國際上應用最廣泛的一種谷物干燥設備。它的特點是干燥介質(zhì)流向與糧食流向的關系較為復雜，既有相同又有相反又有垂直相交，因此稱為混流式干燥機。1.混流式干燥機干燥部分結構該機屬于角狀盒式。干燥機內(nèi)只有一個糧柱的稱"單塔"，有兩個糧柱的稱"雙塔"（并聯(lián)式）。其主要工作部件是塔內(nèi)交錯排列的角狀盒，干燥介質(zhì)從與熱風室相通的進氣角狀盒進入干燥室，加熱糧食，氣化水分，并以廢氣的形式將氣化的水分從上一排或下一排相鄰的排氣角狀盒經(jīng)廢氣室排出機外。

5、糧食在塔內(nèi)靠自重緩慢朝下移動，在經(jīng)過干燥室或冷卻室的同時，與干燥介質(zhì)或冷空氣進行濕熱交換，逐漸得到干燥或冷卻，最后經(jīng)排糧機構排出。2.混流式干燥機緩蘇部分其緩蘇段沒有角狀等通風裝置，暫時停止干燥，并將處于熱狀態(tài)的谷物堆放起來，使谷物內(nèi)部水分逐漸向外擴散。此時的擴散過程稱為緩蘇過程，簡稱"緩蘇"。谷物經(jīng)過緩蘇后，表層的含水率比緩蘇前提高了，因而有利于干燥。實踐證明，為使緩蘇達到預期效果，緩蘇時間可在20240 min的范圍內(nèi)選用。緩蘇段可以提高干燥效率，如緩蘇部分較小時，可選下限，反之緩蘇部分較大時，可選上限。3.混流式干燥機冷卻部分冷卻段結構與干燥段相同，同屬角狀盒式。按每

6、層角狀盒或是進入熱風或是排出廢氣的工藝安排順序，可實現(xiàn)順流冷卻、逆流冷卻或混流冷卻。冷卻空氣由冷卻段中部壓入，在冷卻段上部逆向接觸已干燥的糧食，可避免最高溫度的谷物與最冷的冷風相接觸，使糧粒經(jīng)受一個和緩冷卻過程，以減少因驟冷而產(chǎn)生的應力裂紋，保證干燥后糧食的品質(zhì)良好；在冷卻段下部則為壓入式順流冷卻方式，充分利用了壓入式冷卻的優(yōu)點，使自然風能與谷物充分接觸，增加冷卻速度，有利于降溫，使干燥后谷物被充分冷卻，冷卻效果較好。4.混流式干燥機特點一是混流式干燥機機體可以采用積木式結構，設計成標準塔段，利用增減塔段改變干燥機的生產(chǎn)率，因而便于系列化，放大或縮小機型。二是干燥塔內(nèi)交替布置著一排排的進氣和排

7、氣角狀盒，谷粒按照s形曲線向下流動，交替受到高溫和低溫氣流的作用，因而可以采用比橫流式干燥機高一些的熱風溫度。隨著風溫的提高，蒸發(fā)一定量的水分所需要的熱風量也相應減少，單位熱耗降低，可以選用小一些功率的風機。三是糧層厚度比橫流式小，與順、逆流烘干機相比糧層更薄，所以氣流阻力小，因而風機的風壓小，單位電耗的生產(chǎn)率高。四是對物料的適用性好，可以烘干小粒種子。三、順逆流式糧食干燥機順逆流干燥機是在順流干燥機的基礎上發(fā)展起來的。在第一、第二等干燥段采用順流干燥后，在最后干燥段采用逆流干燥，然后逆流冷卻。1.順逆流干燥機的工藝在順逆流糧食干燥機中的順流段，熱風和谷物的流動方向相同，最熱的空氣首先與最濕的

8、糧食接觸，故可以使用較高的熱風溫度。熱風和谷物同向運動，谷物依靠重力向下流動。糧層厚度一般為0.60.9 m。由于糧層較厚，氣流阻力大，靜壓一般為1.83.8 kpa。大多數(shù)的商業(yè)化順逆流干燥機設有多個順流干燥段，并在兩個干燥段之間設有緩蘇段。順流干燥的過程是，高溫熱風進入干燥機首先與溫度低水分含量大的糧食接觸，并和糧食一起向下流動。熱風在向下流動時因加熱糧食溫度迅速降低，糧食升溫開始蒸發(fā)水分，空氣中的水分增加更有利于糧食籽粒內(nèi)的水分向外轉移，當廢氣離開糧食時，糧食的溫度并不高。糧食與熱空氣短暫的接觸后，馬上進入緩蘇段，脫離了強制干燥的環(huán)境，繼續(xù)靠自身所帶的不高熱量進行籽粒內(nèi)部的濕傳導，同時達

9、到糧堆內(nèi)部籽粒水分互相平衡，為下步再干燥創(chuàng)造條件。避免了不經(jīng)過緩蘇處理，直接連續(xù)烘干，糧食外部表皮干皺，毛細管堵塞就會造成能耗增加，表皮裂紋率增加的可能。多級順流干燥加緩蘇是順逆流干燥機的一大特點。順逆流干燥機一般由3到6個這樣的過程來完成整個糧食干燥，每個過程降水量為23%。逆流干燥的過程是高溫空氣從下部進入糧層，逆糧流而上，所以從上面流下的糧粒首先接觸的是相對潮濕低溫的空氣，隨著糧食的向下移動，籽粒隨空氣的溫度升高而緩慢的升高，空氣濕度逐漸減少，表皮的水分則快速蒸發(fā)。這種循序漸進的干燥方式對保護已經(jīng)蒸發(fā)掉了大部分水分的糧食品質(zhì)是非常有利的。2.順逆流干燥機的結構順逆流干燥機每段進風有兩種結構形式：一是通風節(jié)結構，兩側進風。上端是一層漏斗形，每個斗下連接一個流糧筒，筒間形成較大空間，使熱空氣均勻分布，而不會向上流動。熱空氣向下進入糧層，與糧食同時向下流動到角狀管，從角狀管排出，糧食經(jīng)過排氣角狀管后進入緩蘇段。二是進氣和排氣均采用角狀管結構，中間為混風室，向兩側的角狀管供風。上下層角狀管的排列可以是平行的，也可以是相互垂直的。緩蘇段糧層厚度必須大于烘干段的糧層厚度，靠糧層阻力控制空氣流動方向。3.順逆流干燥機的特點一是熱風和糧食平行流動，干燥后糧食的水分均勻一致，干燥質(zhì)量好，適合于干燥高水分糧食；二是可以使用較高的熱風溫度，干燥速度快