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文檔簡介
種子干燥的原理和方法一、概念種子干燥(seeddrying):指通過干燥介質給種子加熱,利用種子內部水分不斷向外表面擴散和表面水分不斷蒸發(fā)來降低種子水分含量的過程,確保種子的安全貯藏。二、種子干燥的目的在保持種子活力的前提下,盡量減弱其生命代謝活動,使貯藏中的種子處于安全狀態(tài)。
一般新收獲的種子水分高達25~45%,這么高水分的種子,呼吸強度大,放出的熱量和水分多,種子易發(fā)熱霉變,或者很快耗盡種子堆中的氧氣而因厭氧呼吸產生酒精致使種子受到毒害,或者遇到零下低溫易受凍害而死亡。因此,種子收獲后,必須及時干燥,將其水分降低到安全包裝和安全貯藏的水分,以保持種子旺盛的發(fā)芽力和活力,提高種子質量,使種子能安全經過從收獲到播種的貯藏階段。
三、種子干燥的必要性1.防蟲、霉變和防凍害;種子水分在14%以下時,-30℃-20℃發(fā)芽率影響不大。2.確保安全包裝、安全貯藏和安全運輸;3.保持包衣和處理種子的活力。四、影響種子干燥的因素1.外部因素(1)溫度(2)相對濕度(3)氣流速度(4)干燥介質與種子的接觸狀況2.內部因素(1)種子的生理狀態(tài)剛收獲的種子含水量比較高,大部分種子尚處在后熟階段,因此其生理代謝作用比較旺盛,本身呼吸作用釋放的熱量較大。對這類種子要逐步干燥,一般采用先低溫后高溫或二次間隙干燥法進行干燥。如果干燥過急,采用高溫快速一次干燥,反而會破壞種子內的毛細管結構,引起種子表面硬化,內部水分不能順利蒸發(fā),甚至還會出現(xiàn)體積膨脹或胚乳變軟而導致種子生活力的喪失。(2)種子的化學成分1.淀粉類種子(粉質種子)這類種子胚乳主要由淀粉組成,組織結構較疏松,籽粒內毛細管粗大、傳濕力強、蒸發(fā)水分快,因此容易干燥,可以采用較嚴格的干燥條件,干燥效果也較好。
2.蛋白質類種子這類種子肥厚的子葉中含有大量的蛋白質,其組織結構致密、毛細管較細、傳濕力較弱。但這類種子的種皮組織疏松、毛細管較粗,易失水,如果干燥過快,會造成外緊內松,外干里濕造成種皮破裂,而不利于安全貯藏。同時,若干燥溫度超過55℃,蛋白質就會變性而凝固,喪失種子生活力。因此,在生產實踐中,一般都習慣于帶莢干燥,然后再脫粒。
3.油料類種子(油質種子)這類種子的子葉中含有大量的脂肪,高溫干燥,不但種皮松脆易破,同時也易走油。因此,油菜種子應帶莢干燥,減少翻動次數,既能防止走油,也能保持籽粒的完整。(3)種子大小及種層厚度(4)種子含水量五、種子干燥過程①首先除谷物表面附著水。(其為游離狀態(tài),最易分離)②按著內層水分以液態(tài)和氣態(tài)形式沿毛細管向谷物表面轉移。③谷物水分愈高,毛細管作用的連續(xù)性愈強。④隨著燃干過程的進行,毛細管一部分水分蒸發(fā),引起管徑收縮,管徑中殘留水分沿曲徑向外移動,水分汽化速度減慢。⑤當糧食水分在16-10%時,主是微毛細管水和部分吸附水。在糧內處于較大壓力之下。所以糧食水分越低,在同樣條件下的干燥、除水越少。總之,糧食的干燥必須根據水量的結合形式,采用不同方法:①機械結合的外部水分可用機械方式排除。②物理化學水必須將水量變成蒸氣才能排出。③化學結合水應保留。六、干燥原理1.種子干燥是通過干燥介質給種子加熱,利用種子內部水分不斷向表面擴散和表面水分不斷蒸發(fā)來實現(xiàn)的。
當介質水蒸氣分壓力小于谷粒表面水蒸氣壓力時,則谷粒中的水分以液態(tài)或汽態(tài)由谷粒里層向外層擴散,并由表面蒸發(fā)。理想的干燥過程,應使谷粒內部的水分擴散速度與表面的蒸發(fā)速度相等,但一般情況下由于選擇干燥參數的不當及谷物本身特性所限,常出現(xiàn)兩種速度不等的現(xiàn)象,即成為外控狀態(tài)及內控狀態(tài)。2.內擴散:種子內部水分的移動現(xiàn)象(1)濕擴散:含水率高向低方向移動。(2)熱擴散:高溫向低溫移動。3.影響因素:(1)外部因素:空氣相對濕度;空氣溫度;氣流速度(2)種子的生理狀態(tài)(3)種子的化學成分外控狀態(tài):系指谷粒表面水分蒸發(fā)速度低于谷粒內部的水分擴散速度,這往往在谷粒細小或谷物水分含量大時會出現(xiàn)這種狀態(tài)。為了提高谷物干燥速度,可適當提高介質溫度,降低介質相對濕度或增加介質流速。內控狀態(tài):系指谷物內部擴散速度小于表面蒸發(fā)速度的狀態(tài)。在這種情況下為了提高干燥速度,可有兩種措施:一種措施是調整介質狀態(tài)參數,即在提高介質溫度的同時降低介質流速;介質溫度提高谷物溫度也升高,谷溫升高則使其水的粘滯性下降,內部水蒸氣分壓力增加,會增加內部擴散的速度;因其介質流速減小,則其蒸發(fā)速度下降或保持不變,以達到兩種速度的一致;或者是提高介質溫度的同時增加介質相對濕度,這樣也能調整兩者速度關系。谷物種類不同,其化學組成的成分、結構組織也不同。因而不同谷物在同樣介質狀態(tài)下表現(xiàn)出內部擴散速度與外部蒸發(fā)速度的關系也不同。一般是含淀粉成分多、含脂肪成分少、籽粒尺寸小、結構較松弛、含水量較大的谷物內部擴散速度較大。在外部蒸發(fā)速度高時其干燥速度較大;反之若含脂肪多、含淀粉少、谷粒尺寸大、結構緊密和原始水分小的谷物,則內部擴散速度小,即使外界蒸發(fā)速度快時也難以增大干燥速度。此外,各種谷物的一次降水幅度也因此有所不同,小麥、玉米等禾本科谷物一次降水幅度較大,可達5%-6%左右;而大豆、水稻等一次降水幅度較少,一般為1%-3%。1.介質狀態(tài)參數
熱介質狀態(tài)參數包括:熱介質溫度、相對濕度和流速(質量流速或容積流速)。一般是介質溫度高、相對濕度小和流量大時,則有使谷物干燥速度加快的作用,特別是影響顯著的因素是介質溫度的增高,其作用比提高介質流量作用要大得多,因為介質溫度提高時其相對濕度同時減小,而且減少得很快。每提高1℃介質溫度,其相對濕度可減少4.5%,若把介質溫度提高11.5℃,則相對濕度可減少50%,兩者相輔相成,對提高干燥速度有顯著的作用。但在提高介質溫度時,要注意使谷粒內部水分擴散速度與其表面蒸發(fā)速度相一致。2.谷物與介質的接觸狀態(tài)
現(xiàn)有對流換熱式谷物干燥機,其熱介質與谷物接觸狀態(tài)有以下幾種:介質平行于谷層表面流動、介質穿過靜止的谷層、介質穿過流動的谷層、介質穿過谷層并使谷物處于半懸浮的“流化狀態(tài)”或“沸騰狀態(tài)”及介質在輸送谷物中對谷物進行加熱等。由于介質與谷物接觸方式之不同,其干燥速率有很大差別。
圖10-19幾種介質與谷物的接觸狀態(tài)(a)介質平行于谷物表面流動(b)介質穿過谷層(靜止狀態(tài))(c)介質穿過谷層(處于流化或沸騰狀態(tài))(d)介質在輸送谷物中干燥
1.介質平行于谷層表面流動。這種干燥方式效果較差,因為熱介質與谷物接觸的面積很小,谷層內部的大量水分難以得到蒸發(fā)。2.介質穿過靜止的谷層。這種方式較上者為佳,但由于熱介質只能從谷粒間的縫隙中通過,故接觸表面積有一定限度;加之這種干燥一般氣流阻力較大,風速(谷層斷面的平均風速)較低,一般為0.1-0.5m/s,因而干燥速度較慢。其降水速率較小,為0.5%/h左右。3.介質穿過谷層并使谷物流態(tài)化。這種干燥方法的介質流速較高,為1-2m/s,使谷物在干燥中處于半懸浮狀態(tài),因而介質可與谷粒表面全面接觸。其降水速率較大,為30%-40%/h;但由于這種干燥方法只能短時間(高溫)加熱,故其每次降水幅度并不大,為1%-2%。4.介質穿過流動中的谷層。由于谷層流動中孔隙度有所增加,介質流速有所增大(為0.2-1m/s),其干燥速度較高,為2%-5%/h。5.介質帶動谷物流動。熱介質在輸送谷物中對谷物進行加熱。由于介質流速較高(>6-8m/s),并與谷粒面積接觸較充分,其干燥速率較高,為40%/h以上。但該機的輸送過程和干燥時間較短,其每次降水幅度并不大,為1%-2%。七、種子干燥的特征曲線1.定義:是在一定條件下(介質溫度、相對濕度、種層厚度、介質穿過種層速度等),把種子的水分含量、種子表面溫度等的變化隨著時間的變化的關系用圖線表示所得的曲線就是干燥曲線。包括干燥曲線、溫度曲線和干燥速度曲線。預熱階段等速干燥階段緩蘇階段冷卻階段(1)預熱階段此階段谷物受熱而升溫,水分變化很小,但干燥速度卻由零增加起來。圖10-20谷物干燥特性曲線(2)等速干燥階段對于高水分的谷物,在干燥物呈等速干燥。此階為其干燥速度在任何干燥條件下與物料類型無關。其值保持不變并等于自由表面水的干燥速度。外界供給熱量采用于蒸發(fā)表面水分。谷溫不變,其值接近濕球溫度,糧食水分呈直線↓。干燥速度取決于糧食表面水分蒸發(fā)速度。提高介質溫度、流速、加大干燥面積,可使干燥速度加快。
(3)減速干燥階段常規(guī)的谷物干燥完全在降速階段進行。常規(guī)的谷物都是低水分的。谷物水分表面被蒸發(fā)以后,內部水分則向表面轉移,即通過毛細管水分的移動和膠體內水分的擴散向外部流動。隨著干燥過程的發(fā)展,水分移動的路程變長,由于毛細管的水流速度低于谷物表面水分的蒸發(fā)速度,其干燥速度減慢。—故稱之為降速干燥。由于蒸發(fā)速度降低,單位時間內所需汽化熱減少,則谷物溫度升高。臨界含水率:等速階段轉到降速階段的谷粒水分。降速干燥階段干燥速率開始是直線下降,后期呈曲線下降第二階降速原因:由于干燥程度增加。結構收縮,表面硬化,水分向外擴散理為增大,故干燥速度呈曲線下降。(4)緩蘇階段此階段為谷物保溫堆放狀態(tài),使谷粒內、外層的熱量和水分相互傳遞。逐漸達到表里溫、濕平衡。緩蘇后谷物表面溫度有所下降,水分也少許降低,干燥速度變化很小。(5)冷卻階段此階段的谷物溫度要求下降到不高于環(huán)境溫度5℃左右,冷卻過程中谷物水分基本保持不變,降水幅度為0%-0.5%。(6)干燥曲線的應用高溫快速干燥,避免對種子造成傷害;種子含水量達到入倉標準必須立即停止干燥。例如:水稻種子干燥時,熱空氣超過100℃、種溫超過44℃時,發(fā)芽勢和發(fā)芽率有下降趨勢;大豆和油質種子溫度過高,則容易引起種皮裂開或“走油”等現(xiàn)象。干燥大豆種子,溫度一般在40~50℃之間。
利用烘干機、烘干塔處理高水分種子時,應嚴格控制溫度和處理時間,以免降低種子發(fā)芽率。如烘干含水量在17%以上的小麥種子時,不能超過54℃,時間以12~30min為宜,小麥種子出機種溫不宜超過46℃。如烘干含水量在17%以下的水稻種子時,出機種溫應在42~43℃;烘干含水量在17%以上時,則應采用兩次間隙烘干法。如果種子水分過高,可采用多次間隙干燥法。八、種子干燥方法1.自然自然干燥就是利用日光、風等自然條件,或稍加一點人工條件,使種子的含水量降低,達到或接近種子安全貯藏水分標準。一般情況下,水稻、小麥、大豆等作物種子采取自然干燥可以達到安全水分。而玉米種子還需借助機械烘干的補充措施才能達到安全水分。自然干燥分脫粒前和脫粒后兩種方法:
脫粒前干燥:脫粒前的種子干燥可以在田間進行,也可以在場院、晾曬棚、曬架、掛藏室等處進行,利用日光曝曬或自然風干等辦法降低種子的含水量。脫粒后干燥:脫粒后的自然干燥就是籽粒的自然晾曬,這種方法古老簡單,由于日光中紫外線有殺菌作用,此外晾種可以促進種子的成熟、提高發(fā)芽率。
2.機械通風干燥
在通風干燥時,可按種子水分的不同,采用最低空氣流速就可達到干燥的目的。但只適用于剛采收潮濕種子的暫時安全保存。如新收獲的較高水分種子,因遇到陰雨天氣或沒有熱空氣干燥機械時,可利用送風機將外界涼冷干燥空氣吹入種子堆中,把種子堆間隙的水汽和呼吸熱量帶走,避免熱量集聚導致種子發(fā)熱變質,達到種子變干和降溫的目的,這是一種暫時防止潮濕種子發(fā)熱變質,抑制微生物生長的干燥方法。
3.加熱干燥加熱干燥根據加溫程度和作業(yè)快慢可分為:
(1)低溫慢速干燥法所用的氣流溫度一般僅高于大氣溫度8℃以下,采用較低的氣流流量,一般1m3種子可采用6m3/min以下氣流量。干燥時間較長,多用于倉內干燥。(2)高溫快速干燥法用較高的溫度和較大的氣流量對種子進行干燥。可分為加熱氣體對靜止種子層干燥和對移動的種子層干燥兩種。氣流對靜止種子層干燥,種子靜止不動,加熱氣體通過靜止的種子層以對流方式進行干燥,用這種方法加熱氣體溫度不宜太高。屬于這種型式的干燥設備有袋式干燥機、箱式干燥機及我們現(xiàn)在常用的熱氣流烘干室等。
4.干燥劑干燥①氯化鋰(LiCl) 中性鹽類,固體,在冷水中溶解度大,吸濕能力強。化學性質穩(wěn)定性好,一般不分解、不蒸發(fā),可回收重復使用,對人體無毒害。②變色硅膠(SiO2.nH2O) 玻璃狀半透明顆粒,無味、無臭、無害、無腐蝕性和不會燃燒。化學性質穩(wěn)定,不溶解于水,直接接觸水便成碎粒不再吸濕。硅膠的吸濕能力隨空氣相對濕度而不同,最大吸濕量可達自身重量的40%。③生石灰(CaO) 通常是固體,吸濕后分解成粉末狀的氫氧化鈣,失去吸濕作用。但是生石灰價廉,容易取材,吸濕能力較硅膠強。生石灰的吸濕能力因品質而不同,使用時需要注意。④氯化鈣(CaCl2) 通常是白色片劑或粉末,吸濕后呈疏松多孔的塊狀或粉末,吸濕性能基本上于氧化鈣相同或稍稍超過。⑤五氧化二磷(P2O5) 是一種白色粉末,吸濕性能極強,很快潮解,有腐蝕作用,潮解后的五氧化二磷通過干燥,蒸發(fā)其中的水分,仍可重復使用。
5.冷凍干燥通常有兩種方法:一種是常規(guī)冷凍干燥法,即將種子放在涂有聚四氟乙烯的鋁合內,然后將置有種子的鋁盒放在預冷到-10~-20℃的冷凍架上;另一種是快速冷凍干燥法,要首先將種子放在液態(tài)氮中冷凍,再放到盤中,置于-10~-20℃的架上,將箱內壓力降至40Pa左右,然后將架子溫度升高到25~30℃給種子微微加熱,由于壓力減小,種子內部的冰通過升華作用慢慢變少。
HAD系列冷凍干燥機九、谷物干燥機的結構特點1、倉式干燥機(1)倉內貯存干燥機:
倉內貯存干燥機又名干貯倉,它由金屬倉、透風板、拋撒器、風機、加熱器、掃倉螺旋和卸糧螺旋組成,其結構如圖10—21。濕谷裝入干貯倉后,立刻啟動風機和加熱器,將低溫熱風送人倉內,繼續(xù)運轉風機一直到糧食水分達到要求的含水率為止。隨著收獲作業(yè)的進展,濕谷不斷地加入倉內,達到一定的谷床厚度后停止加糧,倉內的糧食量由干貯倉的生產率和濕谷的水分確定,每一批谷物的干燥時間為12~24h不等。有些國家,如美國、加拿大也采用常溫通風整倉干燥的方法,谷床厚度達4—5m,干燥周期較長,為2~5周,采用的風量較小,一般為1~3mj/(min·t)。圖10—21倉內貯存干燥機1.風機和熱源2.拋撒器3.糧食4.透風板(2)循環(huán)流動式干燥圓倉:
圖10—22表示一個流動式干燥倉,其結構也與圖8—15相同,但是配置不同,倉體為金屬波紋結構,直徑一般為4~12m,大的可達16m以上。谷物從進料斗進入,經提升器、上輸送攪龍,送到均布器均勻地撒到透風板面上,直到所要求的谷層厚度為止,然后開動風機,把經加熱的空氣壓人熱風室,熱風從下而上穿過谷層,由排氣窗排出室外。需要翻動谷物時,開動掃倉攪龍、下輸送攪龍、提升器、上輸送攪龍、均布器。下層的谷物由掃倉攪龍送到下輸送攪龍,經提升器、上輸送攪龍到均布器,均勻地拋撒在糧食表面上,依此不斷地間歇翻動,使上下層谷物調換位置,達到干燥均勻的目的。此種類型的機械化程度較高,但設備投資大。圖10-22循環(huán)流動式干燥倉
(3)倉頂式干燥倉:
有些倉式干燥機在頂部下方1m處安裝錐形透風板,加熱器和風機即裝在孔板下(圖10—23)。當谷物被烘干后,利用繩索拉動活門,可使谷物落至下面的多孔底板上,在底部設有通風機用于冷卻撒落的熱糧,與此同時頂部又裝入新的濕糧進行干燥。此批烘干后又落到已冷卻的干糧上,如此重復進行,直到倉內糧面到達加熱器平面為止。此種干燥倉的優(yōu)點是干燥冷卻同時進行,卸糧不影響干燥,此外,糧食從頂部下落時對糧食有混合作用,可改善干燥的均勻性。
圖10-23倉頂式干燥倉1、濕糧2.風機和熱源4.透風板5.冷風板圖10-24立式螺旋攪拌干燥倉1.拋撒器2.透風板3,攪拌螺旋4.風機和熱源2、平床干燥機
平床干燥機這是一種最簡單的干燥設備,貴州生產的慶豐5HJ—0.5A型平床干燥機如圖所示。利用爐灶將空氣升溫至35—45℃后,由風機鼓入孔板下面的熱風室,并迫使空氣向上穿過孔板和糧層使糧食干燥。該機有以下特點:采用間接加熱,于燥后的谷物不會污染;整機以磚木結構為主,材與制造方便,結構筋單,操作容易,可以綜合利用,除干燥稻谷、小麥、玉米外還可以干燥其他農副產品。
平床干燥機的糧層厚度,一般為30一45cm,每批糧食干燥需時約12一18h,干燥糧食的批量視干燥機的大小而異,一般為500一1500kg這種干燥機的主要缺點是干燥不均勻,干燥完畢后,上下層糧食的水分差異達4—5%左右,下層往往因過度干燥而損害糧食品質。但因設備價格低,且能干燥多種農副產品,故很受個體農戶的歡迎。10-25平床干燥機1、風機熱風室2、孔板3、谷層3、橫流式谷物干燥機
圖10—26為一傳統(tǒng)型橫流式干燥機的示意圖,濕谷物從貯糧段靠重力向下流至干燥段,加熱的空氣由熱風室受迫橫向穿過糧柱,在冷卻段則有冷風橫向穿過糧層,糧柱的厚度一般為0.25~0.45m,干燥段糧柱高度為3~30m,冷卻段高度為1~10m。根據谷物類型和對品質的要求確定熱風溫度,食用谷物一般為60—75℃,飼料糧可采用80—110℃。橫流式干燥機一般有兩個風機:熱風機和冷風機,熱風風量為15~30m3/(min·m2),或83~140mj/(min·t),靜壓較低,為0.5~1.2kPa。糧食在干燥機內的滯留時間或谷物流速可以利用排糧輪或卸糧螺旋的轉速進行控制,谷物流速主要取決于糧食的水分和介質溫度。(1)橫流式谷物干燥機的特點:①結構簡單,制造方便,成本低,是目前應用較廣泛的一種干燥機型。②谷物流向與熱風流向垂直。③存在的主要問題是:干燥不均勻,進風側的谷物過于,排氣側則干燥不足,產生了水分差。其次是單位能耗較高,熱能沒有充分利用。(2)橫流式谷物干燥機的改進:①谷物流換位:為了克服橫流式干燥機的干燥不均勻性,可在橫流式干燥機網柱中部安裝谷物換流器,使網柱內側的糧食流到外側,外側的糧食流到內側。這樣就能減少干后糧食水分不均勻性。美國Thompson的研究表明,采用谷物流換位,不僅可以大大減少糧食的水分梯度,而且可降低糧溫。利用計算機模擬的方法可以得出:當谷物厚度為310inln時,在干燥段中間采用換流器使糧柱內外側換位,可使水分差減小約一半,同時最終糧食溫度可降低10℃左右,但是熱耗會略有增加。
②差速排糧:為了改善干燥的均勻性,美國Blount公司在橫流式干燥機的糧食出口處,設置了兩個排糧輪。兩輪的轉速不同,進風側的排糧輪轉速較快,而排風側的排糧輪轉速較慢,這就使高溫側的糧食受熱時間縮短,因而可使糧食的水分保持均勻。Blount公司的試驗表明,兩個排糧輪的轉速比為4:1時,干燥效果較好。③熱風換向:采用熱風改變方向的方法,可使干燥均勻,即沿橫流式干燥機網柱方向分成兩段或多段,使熱風先由內向外吹送,再從外向內吹送,糧食在向下流動的過程中受熱比較均勻,干燥質量可以改善。4、順流式谷物干燥機
圖10—27表示一個單級順流式干燥機,熱風和谷物同向運動,干燥機內沒有篩網,谷物依靠重力向下流動,谷床厚度一般為0.6~0.9m,一個單級的順流干燥機一般均有一個熱風機和一個冷風機,廢氣直接排人大氣,干燥段的風量一般為30~45m3/(min·m2),冷卻段的風量為15—23m3/(min·m2),由于谷床較厚,氣流阻力大,靜壓一般為1.8~3.8kPa。圖10—27順流式干燥機1、分布螺旋2.濕糧3.熱風入口4.廢氣出口5.轉輪(1)順流式谷物干燥機的特點:
①熱風與谷物同向流動。②可以使用很高的熱風溫度,如200~285℃過高,因此干燥速度快,單位熱耗低,效率較高。③高溫介質首先與最濕、最冷的谷物接觸。④熱風和糧食平行流動,干燥質量較好。⑤干燥均勻,無水分梯度。而不使糧溫⑥糧層較厚,糧食對氣流的阻力大,風機功率較大。⑦適合于干燥高水分糧食。(2)順流式干燥機的性能:
在順流式干燥機中,熱風和高溫的流向相同,高溫熱風首先與最濕、最冷的糧食相遇,因而它的干燥特性不同于橫流式干燥機。試驗證明順流式干燥機比傳統(tǒng)橫流式干燥機節(jié)能30%。在順流干燥時,最高糧溫點,既不在熱風人口也不在熱風出口處,而是在熱風人口下方的某一位置,其值與許多因素有關,如熱風溫度、谷物水分、谷物流速和風量等,一般情況下,約在熱風入口下方10~20cm處。在順流式干燥機中,風溫和最高糧溫有較大差別,干燥玉米時差值可達40~80℃。(3)順流式干燥機的結構:大多數商用順流式干燥機設有二級或三級順流干燥段和一個逆流冷卻段,在兩個干燥段之間設有緩蘇段。圖10-28為一個二級順流式干燥機的示意圖。多級順流干燥機比單級順流有許多優(yōu)點:生產率高;由于設有緩蘇段,故谷物品質有所改善;如果二級以后的排氣能夠循環(huán)利用,則單位能耗可以降低。順流式干燥機緩蘇段總長度可達4~5.5m,谷物在緩蘇段內的滯留時間為0.75~1.5h。在這段時間可以使谷物內部的水分和溫度均勻化以利于下一步的干燥。圖10-28二級順流式干燥機5、逆流式谷物干燥機
在逆流式谷物干燥機中,熱風和谷物的流動方向相反,最熱的空氣首先與最干的糧食接觸,糧食的溫度接近熱風溫度,故使用的熱風溫度不可太高。溫度較低的濕空氣則與低溫潮濕的谷物接觸,容易產生飽和現(xiàn)象。在烘干高水分糧食時谷層厚度有一個最佳值。由于谷物和熱風平行流動,因此所有谷物在流動過程中受到相同的干燥處理。
圖10—29逆流式谷物干燥機1.活塞2.風筒3.提升機4.繩索5.掃倉螺旋6.透風板7.輸送螺旋(1)逆流式谷物干燥機的特點:①熱效率較高。②糧食溫度較高,接近熱空氣溫度。③熱風所攜帶的熱能可以充分利用,排出干燥機機的濕空氣接近飽和狀態(tài)。④糧食水分和溫度比較均勻。(2)逆流式谷物干燥機結構:逆流式干燥機一般由一個圓倉和通孔底板組成,濕谷由倉頂連續(xù)或間斷地喂入,底板上設有掃倉螺旋,螺旋除自轉外還繞谷倉中心公轉,將已烘干的谷物自倉底輸送到中心卸出。高溫熱風利用風機從倉底穿過孔板進入糧層,進行干燥作業(yè)(圖10—29)。6、混流式谷物干燥機
混流式谷物干燥機干燥段交替布置著一排排的進氣和排氣角狀盒,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進行干燥。從熱風和糧食的相對運動來看,混流干燥過程相當于順流逆流交替作用。
(1)混流式谷物干燥機特點:①混流式干燥機可以采用比橫流式干燥機高一些的熱風溫度。②可以烘干小粒種子,如油菜籽、芝麻等。③由于谷層厚度比橫流式小,氣流阻力降低,風機的功率較小,單位電耗的生產率較高。④干燥機可以采用積木式結構,按二、四、六排角狀盒作為一個標準段,進行生產,每一個標準段具有一定的生產率,因而使干燥機便于系列化生產。⑤在混流式干燥機中,谷物不是連續(xù)地暴露在高溫氣流中,而是受到高低溫氣流的交替作用,故糧食烘后品質好,裂紋率和熱損傷相對少一些。(2)混流式谷物干燥機結構:混流式干燥機多為組合式結構(圖10—30),每個組合段為矩形,可根據用戶不同的要求組合而成。橫向開底的風管分層排列,每層風管由幾條管道組成,進氣層與排氣層相互交替。在同一層所有管道向糧塔送人熱空氣,而該層管道的上下相鄰的兩層管道,都是排氣的管道。
圖10—30整體式混流干燥機1.溢流管2,預熱段3.干燥段4.緩蘇段5.冷卻段6.機座流式干燥機工作時,濕谷物靠自重從上而下流動。由于熱風的進入與濕空氣排出的管道交替排列,層層交錯,一個進氣管由四個排氣管等距離地包圍著(圖10—31),反過來也是如此。濕谷粒靠自重由上而下流動時,先靠近進氣管,再靠近排氣管,接觸的溫度由高到低,各部位谷粒得到近似相同的處理,干燥均勻。由于谷物接觸高溫氣流的時間很短,因而可用較高熱風溫度,而排出廢氣的溫度低,濕度高,降低了單位熱耗。圖10—31進排氣角狀盒排列圖(3)角狀盒的形式與排列:
混流式干燥機內部排列有多層角狀盒,其形狀、大小、數目和排列方式對干燥機的性能、糧食品質和干燥均勻性有重要影響。通用的角狀盒的截面形狀是五角形的,也有三角形的、菱形的,角狀盒斜面上帶通氣孔,角狀盒垂直面做成百葉窗式。從截面形式來講,分等截面式和變截面式。目前混流式干燥機中應用最廣泛的是五角形角狀盒,這種角狀盒結構簡單,容易制造,安裝方便。俄羅斯、丹麥、瑞典和法國的干燥機多采用五角形角狀盒。
7、循環(huán)式谷物干燥機
循環(huán)式谷物干燥機是比較先進的批式干燥機。作業(yè)時,先將一批待烘谷物全部裝入烘干機內,然后啟動烘干機進行烘干。谷物在干燥機內不斷流動,流經干燥段時受熱干燥,流經緩蘇段時則使內部水分向外表擴散,以利再次干燥。經多次循環(huán)后,全部干燥到要求的終了水分時,再卸出機外。
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