糧食干燥降水是糧食生產(chǎn)中最重要的環(huán)節(jié),發(fā)展糧食干燥
烘干機(jī)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分。目前我國生產(chǎn)的干燥設(shè)備和先進(jìn)國家相比還存在較大差距,研究分析和借鑒國外先進(jìn)干燥技術(shù)對我國干燥設(shè)備的發(fā)展具有重要意義,國外現(xiàn)在使用的糧食干燥烘干機(jī)按其結(jié)構(gòu)及干燥原理來分主要有順流式、橫流式、混流式、逆流式和內(nèi)循環(huán)移動(dòng)式干燥烘干機(jī)。
一、順流式糧食干燥烘干機(jī)
在順流式糧食干燥烘干機(jī)中,熱風(fēng)和糧食的流動(dòng)方向相同,最熱的空氣首先與最濕的糧食接觸,因而可以使用較高的熱風(fēng)溫度。一個(gè)單級的順流干燥烘干機(jī)一般均有一個(gè)熱風(fēng)機(jī)和一個(gè)冷風(fēng)機(jī)。大多數(shù)的商業(yè)化順流干燥烘干機(jī)設(shè)有二級或三級順流干燥段和一個(gè)逆流冷卻段,在兩個(gè)干燥段之間設(shè)有緩蘇段。國際上生產(chǎn)順流式糧食干燥烘干機(jī)的廠家有美國的York公司,F(xiàn)arrell-Rose公司,Bird公司和加拿大的Westlaken等公司。就目前發(fā)展而言,順流式糧食干燥烘干機(jī)還需要解決一些問題。
(1)順流干燥烘干機(jī)的糧層較厚,糧食阻力大。熱風(fēng)人口位置高,熱損失大,故能耗較高,應(yīng)在結(jié)構(gòu)參數(shù)上進(jìn)行優(yōu)化,研究其降低能耗的措施。
(2)對多級順流干燥烘干機(jī)的級數(shù)進(jìn)行優(yōu)選,并研究順流干燥烘干機(jī)的自動(dòng)控制。
(3)順流干燥烘干機(jī)熱風(fēng)入口處,漏糧斗要用特殊隔熱材料。
(4)緩蘇段的參數(shù)選擇和效益分析。
(5)順流干燥烘干機(jī)采用的溫度很高,最高溫度可以達(dá)到2 700℃,所以,安全防火是一個(gè)必須要研究解決的問題。
二.橫流式糧食干燥烘干機(jī)
橫流式糧食干燥烘干機(jī)熱風(fēng)和糧食的流動(dòng)方向互相垂直,是一種大型塔式高溫快速干燥烘干機(jī),也是美國最流行的一種糧食干燥烘干機(jī)。橫流式糧食干燥烘干機(jī)沿高度方向分為干燥段和冷卻段,一般多采用兩個(gè)風(fēng)機(jī)。國外生產(chǎn)橫流干燥烘干機(jī)的主要廠家有美國的Zimmerman,Airstream,Superb,Behlen,GSI,M-C等公司。
目前橫流式糧食干燥烘干機(jī)的發(fā)展,主要放在如何提高干燥后糧食水分的均勻性上,各國的研究機(jī)構(gòu)在這方面進(jìn)行了大量研究,歸納起來,有以下幾種措施。
1.糧食流換位
為了克服橫流式干燥烘干機(jī)的干燥不均勻性,可在橫流干燥烘干機(jī)網(wǎng)柱中部安裝糧食換流器,使網(wǎng)柱內(nèi)側(cè)的糧食流到外側(cè),外側(cè)的糧食流到內(nèi)側(cè),這樣就能減少干后糧食水分不均勻性。美國Thompson的研究表明,采用糧食流換位,不僅可以大大減少糧食的水分梯度,而且可以降低糧溫,Jones利用模擬方法研究了換流器對糧食水分差的影響,他發(fā)現(xiàn):當(dāng)谷層厚度為310mm時(shí),采用一個(gè)、兩個(gè)和三個(gè)換流器,可使水分差分別減少53%,48%和63%。采用換流器后熱耗略有增加,糧食溫度可降低5℃。
2.差速排糧
為了改善干燥的均勻性,美國Blount公司在橫流式干燥烘干機(jī)的糧食出口處,設(shè)置了兩個(gè)排糧輪,兩輪的轉(zhuǎn)速不同,
進(jìn)風(fēng)側(cè)的排糧輪轉(zhuǎn)速較快,而排風(fēng)側(cè)的排糧輪轉(zhuǎn)速較慢,這就使高溫側(cè)的糧食受熱時(shí)間縮短,因而可使糧食的水分均勻一致。這種差速排糧機(jī)構(gòu)經(jīng)試驗(yàn)表明,兩個(gè)排糧輪的轉(zhuǎn)速比為4:1時(shí),干燥效果較好。最近Sukup公司在循環(huán)式橫流干燥烘干機(jī)上也采用了差速排糧機(jī)構(gòu)。
3.熱風(fēng)換向
采用熱風(fēng)改變方向的方法,可使干燥均勻,即沿橫流干燥烘干機(jī)網(wǎng)柱方向分成兩段或多段,使熱風(fēng)先由內(nèi)向外吹送,再從外向內(nèi)吹送,糧食在向下流動(dòng)的過程中受熱比較均勻,干燥質(zhì)量可以改善。
4.多級橫流千燥
利用多級或多塔結(jié)構(gòu),采用不同的風(fēng)溫和風(fēng)向,可以改善橫流干燥烘干機(jī)的干燥不均勻性。
三、混流式糧食干燥烘干機(jī)
混流式糧食干燥烘干機(jī)是目前世界上應(yīng)用最廣泛的一種糧食干燥設(shè)備。世界上生產(chǎn)大型混流式干燥烘干機(jī)的公司很多(主要企業(yè)見表),還有加拿大的Vertec、德國的Stela、意大利的Mulmix和美國蘆州大學(xué)干燥烘干機(jī)(Lsu)等。俄羅斯生產(chǎn)的糧食干燥烘干機(jī)幾乎全是混流式;炝魇礁稍锖娓蓹C(jī)的特點(diǎn)是機(jī)內(nèi)布置有多排五角形氣道(角狀盒),熱風(fēng)從干燥塔中間或一側(cè)進(jìn)入進(jìn)氣角狀盒,穿入糧層,再從位于其旁邊(上方和下方)的排氣角狀盒排出,熱風(fēng)相對于糧食的運(yùn)動(dòng)既有順流又有逆流,所以稱為混流式干燥烘干機(jī)。國際上主要混流式糧食干燥烘干機(jī)參數(shù)見表。
混流式干燥烘干機(jī)的新發(fā)展有脈動(dòng)式排糧裝置,變溫干燥工藝,可變的冷卻段,余熱回收,二維混流式干燥烘干機(jī)模型等,如Cimbria,Law-Denis,S vegma等均采用脈動(dòng)式排糧裝置。另外,國外公司對角狀盒的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入分析研究,開展角狀盒的形狀、尺寸,配置和干燥性機(jī)能關(guān)系的研究,如糧食品質(zhì),干燥效率、單位熱耗與角狀盒的關(guān)系。有的公司還開展滯留時(shí)間f與糧食在機(jī)內(nèi)位置關(guān)系的研究。
四,移動(dòng)式內(nèi)循環(huán)糧食干燥烘干機(jī)
隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)形勢的發(fā)展以及糧食收獲作業(yè)的機(jī)械化,農(nóng)村對中小型移動(dòng)式糧食烘干機(jī)的要求日益迫切。移動(dòng)式內(nèi)循環(huán)糧食干燥烘干機(jī)的生產(chǎn)國家分別為:美國GT - 380、英國Master、美國Moridge8330、意大利Mecmar9/90、英國Opic0380、英國Lely 550、美國GSI620 -B、英國Alvan Blanch、法國Law Denis、意大利Agrex。近年來國外許多干燥烘干機(jī)公司對內(nèi)循環(huán)移動(dòng)式糧食干燥烘干機(jī)進(jìn)行了大量研究和改進(jìn),使干燥烘干機(jī)的效率、干燥質(zhì)量、操作方便性和對不同糧食的適應(yīng)性大大提高,出現(xiàn)了不少新結(jié)構(gòu)和新設(shè)計(jì)。
(1)為了提高糧食的干燥質(zhì)量,在機(jī)內(nèi)立式螺旋上方設(shè)置清糧部件,可以在糧食循環(huán)過程中清除細(xì)雜物、草籽和潁糠,烘后糧食清潔整齊,如美國Moridge干燥烘干機(jī)。
(2)采用伸縮式外篩筒和絞盤式傳動(dòng)裝置,以便適應(yīng)不同批量的糧食,改變烘干稻谷時(shí)的緩蘇比,如英國Master和Mecmar移動(dòng)式糧食干燥烘干機(jī)。
(3)采用高風(fēng)量、低噪聲、雙軸流式風(fēng)機(jī),以便提高干燥速率,改善機(jī)內(nèi)氣流的均勻性。
(4)采用折疊式卸糧螺旋,改善通過性能。
(5)在熱風(fēng)室內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板,使熱風(fēng)室內(nèi)風(fēng)量分布均勻,溫度一致,如英國Lely公司的干燥烘干機(jī)。
(6)所有公司的圓筒形循環(huán)式干燥烘干機(jī)均為移動(dòng)式干燥烘干機(jī),既可由拖拉機(jī)動(dòng)力輸出軸傳動(dòng),也可以用電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。
五,我國糧食干燥設(shè)備與國外的差距
據(jù)統(tǒng)計(jì)我國農(nóng)用糧食干燥烘干機(jī)的擁有量約l萬余臺(tái),而日本僅水稻干燥烘干機(jī)的擁有量就是150萬臺(tái)。另外,我國糧食干燥技術(shù)與國外的差距主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
(1)干燥烘干機(jī)的自動(dòng)控制水平低,缺乏先進(jìn)的傳感器和測試儀器,糧食水分在線測試裝置的精度和可靠性差,出機(jī)糧食水分不能準(zhǔn)確控制。
(2)供熱系統(tǒng)是糧食干燥烘干機(jī)的重要組成部分,我國由于石油資源不豐富,糧食干燥烘干機(jī)主要用煤作為熱源,而燃煤熱風(fēng)爐的壽命短,熱效率低(一般不超過75%),鋼材消耗量大,制造成本高,對氣流的阻力大,除此之外,我國干燥烘干機(jī)生產(chǎn)和熱風(fēng)爐生產(chǎn)脫離,造成干燥烘干機(jī)和熱源匹配性差。
(3)糧食干燥對環(huán)境的污染嚴(yán)重,一是熱風(fēng)爐和燃煤鍋爐煙氣的污染,另一個(gè)是干燥過程中產(chǎn)物的粉塵排放,我國大多數(shù)干燥烘干機(jī)沒有可靠的除塵設(shè)備。