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烘干攪拌輸送新聞動(dòng)態(tài)
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糟渣類高濕物料干制工藝和設(shè)備的研究
發(fā)布時(shí)間:2013-04-20 08:33 來源:未知
糟渣包括白酒糟、酒精糟、啤酒糟、醬油糟、醋糟、藥渣、果渣、豆渣、糖渣等,是食品、醫(yī)藥等行業(yè)生產(chǎn)中的主要副產(chǎn)品,我國年產(chǎn)各類糟渣多達(dá)6 000萬t以上.鮮糟產(chǎn)出量大,且其水分一般高達(dá)80 %~95%,運(yùn)輸不便,利用困難,只有少量被直接作為粗飼料向附近農(nóng)民出售,而大部分被堆放、廢棄,鮮糟產(chǎn)出時(shí)溫度高,如不及時(shí)處理,一天即發(fā)酵發(fā)臭,滋生蚊蠅,污染環(huán)境.
糟渣類物料是一種可以廣泛開發(fā)利用的優(yōu)質(zhì)飼料原料,含有豐富的微量元素和蛋白質(zhì),營養(yǎng)價(jià)值較高,而且其產(chǎn)量十分可觀,所以日益為人們所重視,例如我國近年來啤酒生產(chǎn)發(fā)展迅速,年產(chǎn)啤酒糟1 000萬t,可生產(chǎn)啤酒干糟約100萬t.據(jù)測定,酒糟風(fēng)干物中蛋白質(zhì)含量在17%以上,折合飼料蛋白30萬t.將糟渣干制用作飼料原料,可以部分替代飼料糧,可增加經(jīng)濟(jì)收入;同時(shí)開發(fā)利用糟渣原料,變廢為寶,能有效解決環(huán)境污染問題,因此工業(yè)化糟渣干制飼料是開發(fā)利用糟渣類資源的一條較好的途徑.
糟渣所含水分高達(dá)80%~95%,1t濕糟干燥后僅得110 kg干料,需脫除的水分占濕重的80%以上,對設(shè)備處理能力要求高;同時(shí)糟渣屬粘稠狀物料,對于燥不利,干燥難度大,干燥成本高.由于這些原因,實(shí)際生產(chǎn)對處理工藝和設(shè)備提出了很高的要求,一方面要保證營養(yǎng)成分損失少,又要處理量大、處理速度快,更要處理成本低,
目前國內(nèi)已有一些糟渣干制的工藝和設(shè)備,但都不是很理想,較多采用的方法是:先將鮮糟渣機(jī)械壓濾脫水,然后在回轉(zhuǎn)圓筒高溫干燥,機(jī)械脫水將糟渣含水量由90%降至65%,再送入回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)一次,糟渣干燥至含水率12%以下;干燥過程中,在回轉(zhuǎn)圓筒底部或進(jìn)料端直接燃煤供熱,由于筒壁溫度很高(300℃甚至500℃),干燥時(shí)間又很長(30~60 min),物料受熱溫度高,造成物料粘壁結(jié)塊燒焦發(fā)黑,干燥不均勻,時(shí)常需進(jìn)行二次干燥,故而產(chǎn)品品質(zhì)低劣,設(shè)備故障壽命短,生產(chǎn)不能長期正常進(jìn)行,生產(chǎn)成本高、效益差,所以有的設(shè)備開工后不久就停產(chǎn).另有一些廠家將鮮糟渣直接用回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)進(jìn)行高溫干燥,由于脫水量大,能源消耗很大,產(chǎn)量很小,成本很高,這種工藝更不合理.國外對糟渣干燥處理較先進(jìn)的方式是采用大型流態(tài)化干燥工藝且自動(dòng)化程度高的設(shè)備,使用效果好,但設(shè)備造價(jià)也很高,成本也不低。
三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售烘干機(jī)、氣流式烘干機(jī)等烘干機(jī)械設(shè)備。
近年來,越來越多用戶為了解決糟渣出路、變廢為寶、增加收入、避免污染環(huán)境和環(huán)保罰款,一直在尋求理想實(shí)用的糟渣干燥處理設(shè)備.
1、糟渣物料脫水干燥特性
1.1糟渣物料含水特性
糟渣含水高達(dá)80%~95%(濕基),而且為粘稠狀,不利于干燥.按鮮糟含水量90%計(jì)算,獲得1 000 kg干糟(含水率12%),需要從濕糟中去除水分7 800 kg[2].糟渣中水分主要是非結(jié)合水分,經(jīng)試驗(yàn)分析,鮮糟渣中大于35%的水分都屬于非結(jié)合水分,這種非結(jié)合水分是附著在物料表面的,與物料的結(jié)合形式屬于機(jī)械形式的結(jié)合,結(jié)合力較弱,可以采用機(jī)械的方式脫去鮮糟渣中大部分非結(jié)合水分,
機(jī)械脫水相對于熱力干燥除水所消耗的能量要小得多,因?yàn)樗恍枰獰崮,僅需要消耗少量的機(jī)械能,所以首先采用機(jī)械方法脫去鮮糟渣中的大部分非結(jié)合水分是合理的‘3].
機(jī)械脫水后殘余的水分大約在60 %~65%,這些水分與物料的結(jié)合形式為部分非結(jié)合水分和結(jié)合水分,必須采用熱力干燥才能去除,由于該物料有一定的粘性,干燥難度較大.
1.2糟渣干燥過程分析
根據(jù)對樣品糟渣料熱風(fēng)干燥過程的試驗(yàn)分析,發(fā)現(xiàn)糟料的干燥有以下特點(diǎn):(1)當(dāng)含水率超過35%時(shí)蒸發(fā)速度較快且恒定,含水率小于35%以后隨含水率下降,蒸發(fā)速度明顯減小l (2)含水率大于40%時(shí)糟渣料與金屬壁面有一定的粘結(jié)性,含水率小于40%時(shí),粘結(jié)性明顯下降.
從微觀來分析干燥機(jī)理,可以把干燥過程視為濕物料顆粒懸浮在熱氣流中,干燥就是濕物料顆粒與熱氣流之間的熱量傳遞和水分蒸發(fā)擴(kuò)散的過程.在含水率大于35%時(shí),由濕物料顆粒內(nèi)部向表面輸送的水分足以保持物料顆粒表面的充分濕潤,干燥就在濕物料表面進(jìn)行,此時(shí),濕物料顆粒表面溫度和水蒸汽分壓基本是恒定的,傳熱椎動(dòng)力(溫度差)和傳質(zhì)推動(dòng)力(水蒸汽分壓差)就是一個(gè)定值,傳熱傳質(zhì)過程穩(wěn)定,水分蒸發(fā)速率也是一個(gè)定值,干燥過程只受顆粒表面汽化速度控制,所以此時(shí)處于恒速干燥階段.該階段的干燥速率決定于物料表面水分汽化的速率,決定于水蒸氣通過f燥表面擴(kuò)散到氣相主體的速率,其速率幾乎等于純水的汽化速度,與物料濕含量無關(guān),在這一階段,即使采用較高的干燥氣流溫度,物料表面溫度也只是該空氣狀態(tài)下的濕球溫度,
在含水率小于35%時(shí),非結(jié)合水已經(jīng)被蒸發(fā)完,繼續(xù)進(jìn)行干燥,只能蒸發(fā)結(jié)合水,結(jié)合水的蒸汽分壓總是低于同溫下純水的飽和蒸汽壓,傳質(zhì)、傳熱推動(dòng)力逐漸減小,干燥速率隨之降低,便進(jìn)入降速干燥階段,由濕物料顆粒內(nèi)部向表面輸送的水分不足以保持物料顆粒表面的充分濕潤,表層開始干縮,熱空氣的剩余能量被用于加熱物料表面,使物料表面溫度逐漸升高,在這一階段,干燥速率取決于水分和蒸汽在物料內(nèi)部的擴(kuò)散速度.因此,也稱為內(nèi)部擴(kuò)散控制階段,與外部條件關(guān)系不大,主要影響因素為物料結(jié)構(gòu)、形狀和大小,干燥需要一定時(shí)間,這時(shí)細(xì)小的物料對干燥有利.
1.3糟渣干燥過程折影響因素和對策
糟渣干燥過程有明顯的等速干燥階段和降速干燥階段,其臨界含水率在35%左右.影響這兩個(gè)階段干燥的主要因素是不一樣的,在工藝上分別針對兩個(gè)階段的特點(diǎn)采取相應(yīng)的合適干燥條件就可以提高干燥速度和較低能耗.
等速階段的干燥速度取決于物料顆粒表面水分蒸發(fā)速度,近似等于純水的汽化速度,這一干燥過程,采用高溫氣流對干燥非常有利.(1)干燥介質(zhì)溫度高,與濕物料溫差大,傳熱推動(dòng)力(干燥介質(zhì)與物科表面的溫度差)就大,傳熱迅速,傳熱量大,干燥速度越高;(2)干燥介質(zhì)溫度高,相對濕度小,傳質(zhì)推動(dòng)力(干燥介質(zhì)與物料表面的水蒸汽分壓差)就越大,水分從物料表面擴(kuò)散至干燥介質(zhì)的速度就大,有利于干燥;(3)對于相同的干燥氣流終了溫度,初始?xì)饬鳒囟仍礁撸衫脺囟炔罹驮酱,有效利用的熱量就越多,干燥熱效率較高.雖然氣流溫度很高,但熱量主要用于水分的氣化,物料基本保持在該空氣狀態(tài)下的濕球溫度,所以料溫較低,不會(huì)破壞物料品質(zhì),
降速階段的干燥速率取決于水分和蒸汽在物料內(nèi)部的擴(kuò)散速度,主要受物料結(jié)構(gòu)、形狀和大小的影響,這一干燥過程,物料顆粒越細(xì)小,對水分蒸發(fā)和擴(kuò)散就越有利.糟渣物料含有大量的谷殼、麥芽等粒徑3~5 mm的顆粒,不利于干燥,這時(shí)物料水分已經(jīng)降到35%以下,粘性也基本消失,可以破碎物料使粒徑較小來提高干燥速度。
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