在能源日益緊張的形勢下,在國家強調(diào)科學發(fā)展觀,推動經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的政策指引下,節(jié)能和環(huán)保成為了科技領(lǐng)域中重要的訴求目標,富通新能源生產(chǎn)銷售
滾筒烘干機、
氣流式烘干機等干燥烘干機械設(shè)備。
本文所探討的糧食干燥,是指用加熱后的空氣來使糧食升溫,并將蒸發(fā)的水分帶走的干燥工藝。其過程是一個復(fù)雜的濕熱交換過程,在干燥的初始階段糧食含水率高,去除的是糧食中較容易蒸發(fā)的自由水。此時單位耗熱量低,干燥速率大,屬恒速干燥階段。經(jīng)過一段干燥后,糧食中的自由水蒸發(fā)完畢后,開始去除糧食中的結(jié)合水;此時單位耗熱量增大,干燥速率降低,屬降速干燥階段,也是對干燥后糧食品質(zhì)影響較大的階段。
順流糧食烘干機由于相同的條件下具有較低的單位耗熱量、較高的生產(chǎn)率,并且能夠保證干燥后的糧食品質(zhì),在糧食加工領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。下面筆者針對這種烘干機的實際應(yīng)用結(jié)果,探討其節(jié)能改進途徑。
1、目前應(yīng)用的順流連續(xù)式糧食烘干機的結(jié)構(gòu)特點
順流連續(xù)式糧食烘干機都是采用多級式,即一臺烘干機分成若干個干燥段。其中大部分各干燥段都采用相同的糧層厚度、相同的熱風溫度和相同的熱風風量,這種設(shè)計結(jié)構(gòu)嚴格來說是不夠符合糧食干燥特性的。現(xiàn)以五級順流糧食烘干機干燥玉米為例來分析問題。各項技術(shù)參數(shù)設(shè)定為:大氣壓力101kPa,環(huán)境溫度0℃,環(huán)境濕含量50%,進機糧食含水率(濕基)28%,出機糧食含水率15%(濕基),糧層厚度600mm,熱風溫度150℃,熱風表觀風速0.6m/s。利用農(nóng)業(yè)部烘干機械設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗測試中心的“糧食干燥過程計算機模擬軟件”進行模擬運算得出,單位耗熱量指標為4994j/kg。
根據(jù)工藝過程來分析,可得出如下結(jié)論:第1干燥段,屬于恒速干燥階段,自由水快速、大量蒸發(fā),在干燥段的中部時熱空氣和糧食已經(jīng)達到了濕熱平衡。此時糧食溫度、糧食水分和熱風濕含量都不再發(fā)生變化,糧食實際上是處于緩蘇狀態(tài)。這就造成了生產(chǎn)率的降低。第2~3干燥段,是恒速干燥向降速干燥過渡階段,設(shè)定的樣機基本符合環(huán)境條件和糧食條件的要求。第4~5干燥段,屬于降速干燥階段,由于干燥速率降低,在干燥段末端熱風還沒有達到平衡水分狀態(tài),還有降水能力時,就被過早地變成廢氣排放掉了。這就造成了能源的浪費。以上分析表明,在烘干機設(shè)計制造過程中的簡單化,雖然節(jié)約了設(shè)計制造成本,但在實際應(yīng)用中卻浪費了大量的能源。
2、節(jié)能改進工藝探討
解決上述問題有2個方案。一是改變烘干機的設(shè)計結(jié)構(gòu),使糧層厚度可調(diào)。這樣做雖然可以實現(xiàn)節(jié)能,但會大大增加設(shè)計制造成本,且烘干機操作起來會十分復(fù)雜,也不是一個好方案。二是改變現(xiàn)有的相同的糧層厚度,且同時采取各段不同的可調(diào)控的熱風溫度和熱風風量。這樣設(shè)計制造改動量小,操作起來也簡便易行。在上述基礎(chǔ)上,在干燥初始階段,適當減小糧層厚度,增加熱風溫度和熱風風量;在干燥后期,適當增加糧層厚度,減小熱風溫度和熱風風量。在其它技術(shù)參數(shù)不變的情況下,將各段糧層厚度改為:第1~5段依次為400,500、600、700、800mm}將各段熱風溫度改為:第1段180℃,第2、3段150℃,第4、5段120℃;將熱風表觀風速改為:第1段0.6m/s,第2、3段0.4m/s,第4、5段0. 2m/s.經(jīng)計算機模擬運算得到單位耗熱量指標為4322kj/kg.由上述分析計算可知,按該思路進行改進設(shè)計后,可降低烘干機的單位耗熱量672kj/kg。
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