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中国稻谷干燥技术设备的发展现状与展望 木屑颗粒机|秸秆颗粒机|秸秆压块机|木屑制粒机|生物质颗粒机|富通新能源 / 16-09-24

    摘要:概述了中国稻谷干燥技术设备的现状,重点介绍了连续式顺逆流稻谷干燥系统的工艺流程、干燥机结构、配套机械设备、电控系统、热风炉的配置及其它新技术的应用,并对中国稻谷干燥技术设备发展前景进行了展望。
    关键词:稻谷干燥;顺逆流;干燥机
    中国稻谷产量世界第1,种植面积占伞国耕地面积的1/4,达到3 300多万公顷,2007年中国稻谷产量1.85亿吨左右。稻谷干燥是关系到质量和数量损失的关键控制环节。目前,我国稻谷干燥主要是自然晾晒、机械干燥、就仓干燥3种类型干燥方法并存。其中,稻谷机械化干燥和就仓干燥在东北和南方有较多的应用,由于中国农业的不断进步,以及国家对粮食生产的日益重视,现代化的粮食干燥技术与设备得到进一步发展。
1、中国稻谷干燥技术设备的现状
1.1中国稻谷干燥技术的研究现状
    中国对稻谷干燥技术的研究探索一直在积极的进行,并向多方位和深层次发展。曹崇文对稻谷干燥机理和技术进行了较为全面的研究。李杰-射、刘启觉抽:等对稻谷干燥的生产工艺进行了不断的探索,并将成果产业化推向市场。分别对多种形式的红外稻谷干燥进行7探索,得到r红外稻谷干燥的部分规律和特性。等对微波干燥稻谷进行了研究,董铁有提出:在均匀平铺载荷状态下,存在临界厚度,稻谷和糙米的临界厚度分别约为20mm和17mm。刘木华等用玻璃化转变理论来解释谷物裂纹产生机理,认为稻谷颗粒在一定条件下会存在因水分和温度变化引起的玻璃化转变,由此使得其物理特性变脆,在足够大水分梯度的影响下产生爆腰现象。李长有对稻谷干燥水分在线检测技术及装置进行了研究和设计,并进行了实地应用,考证了检测技术和装置的可靠性和实用性,在线检测误差<0.5%。郑先哲等进行了稻谷干燥温度对稻米食味品质影响规律的研究,试验结果表明,干燥温度是导致稻米食味下降的主要因素。高温干燥后稻米脂肪酸和直链淀粉含量升高,蛋白质含量变化不显著,内部结构由有序排列变得杂乱无序,并提出了稻谷临界干燥温度与初始含水率关系式。
1.2中国稻谷干燥设备发展现状
    目前,中国生产实践中常用的稻谷机械干燥设备,仍以对流传热方式为主,可分为连续式和间歇式两大类:连续式干燥设备主要有:混流十燥机、顺流十燥机、顺逆流干燥机、顺混流干燥机、横流干燥机、组合干燥机等;间歇式干燥设备主要有:横流循环干燥机、组合循环干燥机、同定床干燥设备。另外,正在研究试验中的还有真空低温干燥机,该机利用低压下水分的气化温度降低的原理,实现粮食的节能和保质干燥。
  上述几种机型中,连续式顺逆流稻谷干燥机是各方面较成熟的先进机型。具有处理量大(单台可达l 200 t/d),干燥质量好(各种指标明显优于国家标准)、降水幅度大(一次可达1 0%以上)、稳定性能好、运行成本底、操作灵活方便等优点,在我国东北地区的生产中已经有较多的应用。
1.3东北地区连续式顺逆流稻谷干燥技术设备简介
1.3.1工艺流程
  连续式顺逆流干燥机依据稻谷干燥降水规律,采用“顺流一逆流”的组合干燥工艺,并根据粮食受热温度规律实行“分段变温干燥”,各干燥段之间设计有缓苏段,“干燥一缓苏”交替进行。在顶层的十燥段采用较高的热风温度使初始潮粮快速有效升温,并带走一部分表面水分;中层干燥段采用中等热风温度去除大量水分;经过以卜干燥段后,粮食籽粒温度升高,底层干燥段采用较低温度即可达到去除在粮粒内部吸附力较强的水分义避免粮温过高的目的,保汪了稻谷干燥品质,最后经过冷却段的充分冷却,达到安全水分和储藏温度的出机粮食可以直接入库储存。该机将“顺流”、“逆流”干燥工艺优化组合运用,达到最佳效果。
1.3.2干燥机结构
    干燥机采用塔式钢结构,以型钢、钢板为骨架,采用积木式组合、叠加连接而成,经计算机辅助设计,创建i维模型实体,对虚拟原形进行动态测试,确保了设计过程的科学合理,实现结构最优化,达到强度高,重量轻,用料省的目的。机体包括6个干燥段.6个缓苏段,1个储粮段,1个冷却段,1个排粮段。每两个干燥段配1台风机,其温度可单独控制,形成3个变温干燥单元,符合稻谷干燥质热交换特性。干燥段内有通风节或进出气角状管形成顺流或逆流干燥,保证了布风均匀,干燥粮食后的水分不均匀度明显优于国家标准。冷却段采用逆顺组合冷却,极大的降低了稻谷的爆腰率。排粮段采用了双层料斗排粮技术,由数字变频器控制六叶轮转速精确调整粮食流量。
1.3.3配套机械设备
    (1)提升机。提升机采用轴装式减速机、组合一体角带、高强度聚酯尼龙带,保证J设备运行安全、可靠、故障率低。采用重力式张紧装置,自动调节皮带张紧度,装配专用传感器,可有效防止堵料、跑偏,同时有失速报警功能并及时停车保护。为了减少粮食破碎,特别采用r新技术——柔性接触技术,有效降低粮食破碎,保证稻谷干燥质量。
    (2)塔体和热风道外饰。塔体和热风道采用通体保温,外覆彩色钢板,耐腐蚀性高,同时热损失率低,起到节能效果。
    (3)风机。风机n十轮采用锰钢制造,百叶窗式配风门,进风温度町以调节控制,热风温度易于掌控,灵敏度高,可完全满足变温干燥的需要。
    (4)输送机。输送机采用鼠笼尾轮、EP200聚脂尼龙带、无缝对接技术和柔性抛料技术,有效降低稻谷破碎。
    (5)清理筛。采用稻谷专用清理筛,可去除100%的粗杂和40%的细杂。
    (6)溜管。干燥机流程中安装有旁通溜管,可根据需要,灵活调整工艺流程。溜管底部和侧面安装有10 mm厚聚氨酯耐磨衬板,增加溜管耐磨度,并运用了“缓冲节”防碎和防堵料技术,保证了系统工作的安全可靠性。
1.3.4控制和电器系统
    (1)控制台。采用琴式操作台和直观模拟屏,所有机电设备的运行状况和仪表电器的工艺参数清晰可控。整个系统使用“安全保护”、“声光报警”、“电器联锁”装置,可以实现“无人操作”状态;系统还设置有“稳定工作”模式,可对设备运行状态实时远程控制,保证设备处于最佳运行状态,干燥质量优良。
    (2)水分监测。采用粮食水分智能检测仪,在出粮口安装有水分变送器,出机粮食水分每8s刷新一次显示数据,温度每l min刷新一次数据,可在线监测烘后粮水分和温度,并具有数据存储和打印功能,对异常数据实时反馈,保证粮食安全。
    (3)温度控制。各段风温数字显示,可即时人工调整作业状态,也可运用热风温度自动调整技术,自动调整热风温度.控制干燥质量。
    (4)料位显示。彩色可视料位监视器与阻旋式机械料位器相结合,保证塔内料位处于正常限位,确保设备安全稳定运行。
    (5)流量控制。干燥机排粮机构采用数字式变频调速器调节转速,流量可在设计处理最的70%-200%范围内无级调节,能根据不同干燥条件,灵活变动干燥工艺。
    (6)电器安全控制。配备先进的电机软启动器,更好的保护电机,延长使用寿命。配备有自藕降压装置,大于15 kW电机均为降压启动,并配备多种自动安全保护装置,确保安全运行。
1.3.5热风炉
    (1)热风炉整体。采用机械燃烧热风炉,进行微负压燃烧,可燃烧Ⅱ类烟煤或稻壳,燃烧充分,燃烧效率达90%以上。
    (2)换热器。采用新型快装式换热器,全钢式结构,维修方便。高温段采用耐热不锈钢管制造,延长使用寿命,提高换热效率,换热效率达80%以上。
    (3)上煤机。采用整煤筛选技术,从煤堆直接输送至煤斗内,可自动滤掉大煤块,人工作业强度低,工作环境优良。
    (4)其它设备。炉排采用谐波减速机构,转速和煤层均可任意调节。引风机、鼓风机采用低噪声中压风机,作业噪声污染低。热风炉温度与鼓风机启动等有效联锁,自动控制供热温度,系统可在“手动”或“自动“两种状态进行工作。
1.3.6其它新技术的应用
    (1)安保措施。系统采用了HPL喷淋消防灭火专利技术,并在整个系统的多个部位安装监控传感器,同时配备有声光报警装置,整个系统处于全程监控之下,从而保证稳定运行,确保人员、粮食、设备“三安全”。
    (2)节能减排干燥技术。①可采用基于粮食干燥系统“三大废气(余热)”——炉子尾气、冷却废气、干燥废气(余热)回收再利用的节能环保技术,综合节能可达8%以上。②可通过清理和吸风除尘最大限度的去除湿粮中的雪面、冰块和杂质,降低干燥机的热耗。
    (3)环保除尘技术。①干燥机加废气道,废气集中沉降后高空排放,环保效果明显。②在湿粮投料口、初清筛、烘前仓下皮带机进出料口设置吸风点,最大限度的去除原粮中的杂质,避免在于燥过程中这些杂质被废气带出对环境造成影响。
1.4中国稻谷干燥技术展望
1.4.1  优化大型稻谷干燥系统新型工艺流程
目前稻谷干燥系统工艺研究创新缓慢,干燥质量仍然有待提高,深入分析稻谷干燥传热传质及干燥工艺特性,研究优化最佳工艺组合,发现新型干燥工艺、提高热能利用率,提高稻谷烘后品质是必然趋势。
1.4.2  自动控制技术与稻谷干燥技术设备结合
    目前,大型稻谷干燥系统自动控制水平仍有很大提高空间,许多操作仍然以人为经验进行,干燥品质、能耗、产量等存在较多人为因素影响。由于稻谷干燥过程的复杂性、时变性和非线性,给传统控制的应用带来很多困难。应研究适合大型稻谷干燥系统白动控制系统,比如干燥模糊控制系统,将干燥技术与控制技术充分结合,提高稻谷干燥精度,提升烘后品质,降低劳动强度,充实稻谷集约化干燥的科技含量。
1.4.3提高稻谷集约化干燥节能减排水平
    稻谷干燥是产后领域的耗能大户,目前我国的稻谷干燥设备节能措施还较落后,集约化干燥可以研发应用有效的节能环保措施。研究开发废气利用装置,能有效提高节能效果;设计安装废气粉尘排出装置,能提高环保效果;研发新型燃料热源装置,能提高干燥供热系统能量利用率,减少对化石能源的依赖。
1.4.4发展完善适合新农村使用的小型高效稻谷保质干燥机
    随着工厂化农业和集约化农业的发展,特别是随着城乡“二元”结构的破除和新农村建设政策的出台,我国粮食生产模式也将发生变化。发展适合新农村使用的“高效、低廉、保质、节能”的小型粮食干燥设备及配套热源系统是今后粮食干燥技术设备发展的必然趋势。
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