1、引言
混流干燥
烘干機(jī)是目前使用最廣泛的谷物干燥烘干機(jī)。由于多層進(jìn)、排氣角狀管在整個(gè)糧層內(nèi)交錯(cuò)地布置，因而該機(jī)具有干燥速度高、氣流阻力小和結(jié)構(gòu)緊湊的特點(diǎn)。但混流干燥烘干機(jī)與其它類型干燥烘干機(jī)一樣也存在干燥不均勻現(xiàn)象。隨著我國(guó)糧食產(chǎn)量逐年連創(chuàng)新高、糧食市場(chǎng)的逐步放開以及國(guó)家儲(chǔ)備庫(kù)的日益完善，糧食的收儲(chǔ)量也相應(yīng)增加。因此，目前急需大型干燥設(shè)備，以確保安全儲(chǔ)糧。對(duì)于大型干燥烘干機(jī)來(lái)說(shuō)，要求有較高的生產(chǎn)率，這就需要有很大的裝機(jī)容量才能實(shí)現(xiàn)。而大型干燥烘干機(jī)在一定高度范圍內(nèi)，則要加大干燥烘干機(jī)的截面。截面的加大使得大型干燥烘干機(jī)的干燥不均勻現(xiàn)象顯得更為突出。《連續(xù)式糧食干燥烘干機(jī)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定：“降水幅度為5%時(shí)，干燥后出機(jī)糧不均勻度不超過(guò)1%;降水幅度為10%時(shí)，不均勻度不超過(guò)1.5%（人機(jī)糧的含水率不均勻度不大于3%）。”由此可見，解決混流干燥烘干機(jī)的干燥不均勻問題對(duì)提高干燥烘干機(jī)的干燥性能有著極為重要的意義。
2、氣流分布特點(diǎn)及其影響因素
混流干燥烘干機(jī)的干燥不均勻現(xiàn)象是由于在整個(gè)糧層內(nèi)交錯(cuò)地布置有多層進(jìn)、排氣角狀管及其對(duì)谷物流動(dòng)的阻礙作用，導(dǎo)致糧層內(nèi)的谷物和氣流不均勻流動(dòng)。從不同位置流過(guò)干燥烘干機(jī)的谷粒所接觸到的干燥介質(zhì)的溫度、濕度、風(fēng)速以及谷粒在于燥機(jī)內(nèi)的停留時(shí)間都不同，因而造成谷物干燥程度上的差異。另一方面，在生產(chǎn)過(guò)程中，混流干燥烘干機(jī)還存在沿進(jìn)氣角狀管縱向干燥不均勻現(xiàn)象，即在干燥烘干機(jī)的同一水平面上，靠近進(jìn)氣室—側(cè)的糧食水分高，靠近排氣室一側(cè)糧食的水分低。實(shí)驗(yàn)表明，降水幅度為10%~ 15%時(shí)，這種水分差異最高可達(dá)3%一5%。如此嚴(yán)重性的干燥不均勻性使得部分谷物因過(guò)度干燥而品質(zhì)變壞（如產(chǎn)生裂紋、焦糊、發(fā)芽率降低等）。研究表明，混流干燥烘干機(jī)的沿角狀管縱向干燥不均勻現(xiàn)象，是由于干燥烘干機(jī)內(nèi)糧層氣流沿角狀管縱向分布不均勻造成的。糧層氣流的大小取決于進(jìn)、排氣角狀管的靜壓差。但對(duì)進(jìn)氣角狀管而言，從開口端（靠近進(jìn)風(fēng)室）到封閉端（靠進(jìn)排風(fēng)室），隨著角狀管氣流量的減少和氣流縱向速度的降低，角狀管內(nèi)靜壓逐漸升高，而排氣角狀管的情況正好相反。因此，越靠近進(jìn)氣角狀管的封閉端，進(jìn)、排氣角狀管的靜壓力越大，糧層氣流速度也越大。為了克服糧層氣流縱向分布的不均勻現(xiàn)象，國(guó)外許多混流干燥烘干機(jī)（如丹麥的CIMBRIA、德國(guó)的PETKUS等）均采用了變截面角狀管，以減小角狀管縱向氣流速度的變化幅度，使進(jìn)、排氣角狀管的靜壓差及糧層風(fēng)速趨于一致。但實(shí)驗(yàn)表明，變截面角狀管對(duì)改善氣流分布均勻性的作用是有限的，富通新能源生產(chǎn)銷售顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)、木屑烘干機(jī)等生物質(zhì)燃料成型、木屑烘干等機(jī)械設(shè)備。
對(duì)于大型混流干燥烘干機(jī)來(lái)說(shuō)，由于橫向、縱向尺寸都比較大，從不同位置流過(guò)干燥烘干機(jī)的谷物所接觸到的干燥介質(zhì)的溫度、濕度、風(fēng)速及谷物在干燥烘干機(jī)內(nèi)停留的時(shí)間均有較大的差異；同時(shí)，糧層氣流分布沿角狀管縱向不均勻現(xiàn)象表現(xiàn)得更加突出。根據(jù)混流干燥烘干機(jī)縱向氣流分布特點(diǎn)及影響因素，結(jié)合大型混流干燥烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，通過(guò)理論分析和實(shí)際應(yīng)用，筆者提出了從根本上改善混流干燥烘干機(jī)干燥不均勻現(xiàn)象的措施。
3、改善干燥不均勻現(xiàn)象的具體措施法
3.1采用葉輪型排糧機(jī)構(gòu)
這種排糧方式是靠四葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，由4個(gè)長(zhǎng)葉片將谷物從干燥烘干機(jī)底部向外撥出，是—種強(qiáng)制性的卸料方式。它不受干燥烘干機(jī)側(cè)壁摩擦阻力的限制，運(yùn)行比較平穩(wěn)、均勻、可靠。排糧機(jī)構(gòu)由若干個(gè)四葉輪均勻排列在干燥烘干機(jī)底部，并由調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速（見圖l所示）這樣的結(jié)構(gòu)形式可保證干燥烘干機(jī)橫截面上的谷物在下落過(guò)程中始終保持同一平面，使所有谷粒的干燥時(shí)間基本相同。
3.2采用雙向送風(fēng)的干燥工藝
針對(duì)混流干燥烘干機(jī)糧層氣流沿角狀管縱向不均勻問題，解決的方法之一是使谷物在干燥烘干機(jī)中下落時(shí)將它翻轉(zhuǎn)過(guò)來(lái)，即將干燥烘干機(jī)內(nèi)—側(cè)的谷物轉(zhuǎn)到另一側(cè)。1980年，英國(guó)Otten等人用Ace干燥烘干機(jī)所做的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬發(fā)現(xiàn)：使用翻轉(zhuǎn)器是有效的，但通過(guò)量略有減少，比能耗有一定增加。而法國(guó)的Larr干燥烘干機(jī)則采用雙向送風(fēng)工藝（見圖2所示），更為有效地解決了這一問題。即將干燥烘干機(jī)分為上、下兩個(gè)部分，上部分送風(fēng)室在左側(cè)，排風(fēng)室在右側(cè)；下部分送風(fēng)室在右側(cè)，排風(fēng)室在左側(cè)。這樣，谷物在干燥下落過(guò)程中，上部分右側(cè)的谷物降水幅度高，而左側(cè)的谷物降水幅度低；與其相反，在下部分右側(cè)的谷物降水幅度低，而左側(cè)的谷物降水幅度高。由此相對(duì)抵消了水分不均勻的差異。
3.3采用進(jìn)、排氣角狀管錯(cuò)位排列方式
混流干燥烘干機(jī)內(nèi)在床層水平方向上的干燥不均勻性是由進(jìn)、排氣角狀管排列方式不合理造成的。如圖3 (a)所示，通常的排列方式是進(jìn)氣角狀管為一列，排氣角狀管為另一列，所以靠近進(jìn)氣角狀管—側(cè)流下的谷物始終受到高溫氣流的加熱作用，而空氣到達(dá)另—側(cè)時(shí)已是低溫、高濕氣流。為了避免這種情況，可采用角狀管的錯(cuò)位排列方式，如圖3 (b)所示。同一列角狀管中進(jìn)、排氣角狀管交錯(cuò)配置，這樣谷物從角狀管之間的通道流下時(shí)，既可能接觸到高溫、低濕氣流，又可能接觸到低溫、高濕氣流，平均的干燥條件基本一致，干燥程度自然比較均勻。在錯(cuò)位排列中，整個(gè)干燥段內(nèi)進(jìn)、排氣角狀管的錯(cuò)位次數(shù)應(yīng)為奇數(shù)，各錯(cuò)位間隔的干燥段長(zhǎng)度應(yīng)一致，這樣可使各部分谷物接觸到高溫、低濕（或低溫、高濕）氣流的次數(shù)及時(shí)間長(zhǎng)短相等。錯(cuò)位次數(shù)越多，最大水分差和糧溫差越小，干燥終了的水分和糧溫越均勻。
3.4采用大容積的進(jìn)、排氣風(fēng)室
一般混流干燥烘干機(jī)為了節(jié)省材料和降低成本，進(jìn)、排氣風(fēng)室容積較小，有的甚至沒有排氣風(fēng)室。由于進(jìn)、排氣風(fēng)室較小+由熱風(fēng)機(jī)吹人進(jìn)風(fēng)室內(nèi)的氣流分布不均勻，也會(huì)產(chǎn)生干燥的不均勻的現(xiàn)象。若采用較大容積的進(jìn)風(fēng)室，使由熱風(fēng)機(jī)吹入進(jìn)風(fēng)室內(nèi)氣流速度降低，從而動(dòng)壓降低、靜壓升高。這樣可使熱氣流相對(duì)均勻地進(jìn)入每—個(gè)進(jìn)氣角狀管；同時(shí)，在排氣室中相應(yīng)地也會(huì)形成一定的靜壓，干燥后產(chǎn)生的廢氣也同樣均勻地從排氣角狀管排出，有利于提高干燥的均勻性。
3.5在干燥烘干機(jī)兩側(cè)加設(shè)半角狀管
在干燥段橫截面上，4個(gè)角及兩側(cè)由于沒有氣流通過(guò)，而形成所謂的“死區(qū)”。若加設(shè)半角狀管，不但能使4個(gè)角及兩側(cè)的谷粒有向中心移動(dòng)的趨勢(shì)，同時(shí)還能通過(guò)—定的風(fēng)量使整個(gè)橫截面上的谷物都能得到有效、均勻的干燥。
4、結(jié)論
黑龍江省農(nóng)副產(chǎn)品加工機(jī)械化研究所采用上述改進(jìn)措施研制的5HH系列干燥烘干機(jī)，在黑龍江省虎林市迎春國(guó)家儲(chǔ)備庫(kù)等地進(jìn)行了實(shí)際應(yīng)用，測(cè)試結(jié)果表明，糧食干燥的均勻性得到了明顯的改善。上述改進(jìn)措施經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)及實(shí)際使用證明，結(jié)構(gòu)合理、易于實(shí)現(xiàn)，是可行的。
