玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備的設(shè)計

沈賓 于棟 呂巖峰 黃文攀

邁安德集團有限公司 江蘇揚州 225127

就目前來看，我國淀粉生產(chǎn)主要以玉米為原材料。與其他淀粉相比，玉米原淀粉應(yīng)用性較差，因此需經(jīng)過化學(xué)變質(zhì)性，擴大玉米淀粉應(yīng)用范圍。在玉米變性淀粉生產(chǎn)過程中，主要分為干法生產(chǎn)、半干法生產(chǎn)以及濕法三種類型[1]。其中，干法生產(chǎn)出的玉米變性淀粉質(zhì)量難以得到根本上管控，在生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)大量粉塵，直接影響到相關(guān)作業(yè)員工的人身安全；半干法對玉米變性淀粉生產(chǎn)環(huán)境的要求更加嚴苛，雖然能夠最大限度節(jié)約生產(chǎn)期間的能源消耗量，但由于國內(nèi)應(yīng)用時間較短，積累經(jīng)驗不足，沒有得到廣泛普及。濕法生產(chǎn)工藝是我國玉米變性淀粉重要生產(chǎn)方式之一，通過洗滌、脫水、干燥等環(huán)節(jié)，使玉米淀粉具有適用性特征。由于濕法生產(chǎn)對氣流干燥環(huán)節(jié)的要求更高，因此需相關(guān)部門結(jié)合玉米變性淀粉濕法生產(chǎn)要求，對氣流干燥設(shè)備進行優(yōu)化設(shè)計。

1 概述玉米變性淀粉

對玉米原淀粉進行變性處理，主要目的是改善淀粉性能，擴大淀粉應(yīng)用范圍，通過物理、生物等處理方式，將淀粉分子中引進新官能團，改變淀粉天然特征，如糊化溫度、穩(wěn)定性以及透明性等。

不同種類玉米的淀粉含量不同，經(jīng)過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，普通玉米的淀粉含量為71.6%，淀粉含量可達到75%。我國玉米淀粉生產(chǎn)工藝已經(jīng)有150 多年的發(fā)展歷史，隨著社會經(jīng)濟與科技技術(shù)發(fā)展速度不斷加快，工藝逆流技術(shù)被廣泛應(yīng)用在玉米淀粉生產(chǎn)過程中，從根本上提升了玉米淀粉生產(chǎn)過程中的物料回收率。

玉米變性淀粉當前主要使用濕法生產(chǎn)工藝，將玉米原料經(jīng)過前期處理后浸泡在溫水中，分離出胚芽、纖維、蛋白質(zhì)，生產(chǎn)出高質(zhì)量玉米淀粉。在濕法生產(chǎn)過程中，需要對淀粉進行干燥處理，因此對氣流干燥設(shè)備運行性能提出了更高要求。

2 玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備

2.1 玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備運行原理

玉米變性淀粉生產(chǎn)過程中的氣流干燥設(shè)備主要由干燥管、熱風(fēng)爐、風(fēng)機等結(jié)構(gòu)組成。通過氣流干燥設(shè)備產(chǎn)生出的氣流，將玉米濕淀粉分散并懸浮在熱空氣內(nèi)[2]。通過干燥管，將熱空氣內(nèi)部熱量均勻傳輸給玉米物料，保障玉米物料內(nèi)部水分快速蒸發(fā)。干燥后的物料需要傳輸?shù)叫L(fēng)分離裝置，經(jīng)過關(guān)風(fēng)器排入到料箱內(nèi)，進行后續(xù)玉米變性淀粉的收集與打包處理。部分有待回收的玉米物料被排送到布袋回收裝置內(nèi)，待后續(xù)集中處理，最大限度提升玉米變性淀粉物料回收率，從根本上保障玉米變性淀粉生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟效益。

2.2 玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備設(shè)計目標

為確保設(shè)計出的氣流干燥設(shè)備能夠更好滿足玉米變性淀粉生產(chǎn)要求，需要將氣流干燥設(shè)備設(shè)計目標進行不斷優(yōu)化及完善。

首先，要求氣流干燥設(shè)備應(yīng)當滿足工藝自動化、連續(xù)化要求，從根本上提升玉米變性淀粉生產(chǎn)效率，幫助相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)獲得最大化的經(jīng)濟利益；

其次，要求氣流干燥設(shè)備能夠在真空條件下連續(xù)進料與出料，最大限度滿足不同玉米變性淀粉生產(chǎn)條件要求；

此后，要求氣流干燥設(shè)備可在真空狀態(tài)下高效完成干燥、粉碎以及制粒工作，將玉米變性淀粉出粉率控制在99%。通過對氣流干燥設(shè)備功能的不斷完善，確保該設(shè)備能夠更好解決高粘度、難干燥等玉米淀粉濕法生產(chǎn)過程中的各項條件，

最后，要求經(jīng)過氣流干燥處理的玉米變性淀粉不會發(fā)生異常性質(zhì)改變，不會感染病菌，切實保障玉米變性淀粉生產(chǎn)質(zhì)量。應(yīng)用更加先進的在線自動化清洗系統(tǒng)，保障氣流干燥設(shè)備清潔度符合國家頒布的生產(chǎn)要求。

不僅如此，炸玉米變性淀粉需要干燥設(shè)備設(shè)計過程中，相關(guān)設(shè)計人員還需注重氣流干燥，設(shè)備運行進行管控。要求操控氣流干燥設(shè)備的員工應(yīng)控制在2-3 人，降低人力資源投入量。

2.3 玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)

相較于傳統(tǒng)玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備而言，經(jīng)過改造后的氣流干燥設(shè)備新增了揚升器、輸料絞輪、風(fēng)管路系統(tǒng)連接裝置等，以便從根本上提升氣流干燥設(shè)備在運行過程中的自動化水平[3]。要求在制定氣流干燥設(shè)備設(shè)計方案過程中，應(yīng)當對原有脫水機運行情況進行檢修處理，安裝散熱裝置，并對氣流干燥設(shè)備的下料箱進行改造。

2.4 玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)特征

在玉米淀粉氣流干燥設(shè)備設(shè)計過程中，設(shè)備結(jié)構(gòu)具有以下特征：

玉米變性淀粉就有干燥設(shè)備主要采用脈沖氣流干燥管，通過干燥管直徑大小的自動化調(diào)控，使玉米物料顆粒在熱空氣內(nèi)部的流動速度不斷變化，物料粒子長期停留在熱空氣管道內(nèi)部，受熱面積不斷增大，氣流運行速度加快，從根本上縮短了氣流干燥時長，對提升玉米變性淀粉生產(chǎn)效率具有重要意義；

在設(shè)計玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備過程中，加料機主要采用左右螺旋方式，通過無極調(diào)速電機帶動加料機運轉(zhuǎn)，切實提升了氣流運輸裝置在實際運行過程中的連續(xù)性，使得進料量可得到全程管控；

在傳統(tǒng)氣流干燥設(shè)備基礎(chǔ)上增加高壓風(fēng)機，將高壓風(fēng)機安裝在旋風(fēng)分離器后部，對玉米物料進行負壓吸風(fēng)處理，減少玉米變性淀粉在生產(chǎn)過程中的粉塵產(chǎn)出量，保護玉米是淀粉生產(chǎn)環(huán)境；

要求玉米物料能夠通過旋風(fēng)分離裝置少量排出，大部分物料被輸送到布袋回收倉內(nèi)，控制玉米變性淀粉在實際生產(chǎn)過程中的損耗量，從根本上提升物理變形淀粉生產(chǎn)經(jīng)濟效益[3]。

3 玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備設(shè)計參數(shù)數(shù)據(jù)

3.1 氣流干燥設(shè)備設(shè)計依據(jù)

在設(shè)計玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備過程中，設(shè)計部門應(yīng)細致分析不同客戶提出的玉米變性淀粉生產(chǎn)要求。明確玉米變性淀粉成品產(chǎn)量、成品含水率、生產(chǎn)期間大氣溫度以及干燥管熱風(fēng)溫度等參數(shù)數(shù)值，對氣流干燥設(shè)備共享運行數(shù)據(jù)進行精準計算。

3.2 氣流干燥設(shè)備能耗量

通過收集玉米干物料重量、物料干燥前含水率、干燥后含水率、計算出干燥應(yīng)去除的水分。借助取水蒸發(fā)潛熱數(shù)值、熱量比熱容等，明確氣流干燥設(shè)備在運行過程中所需的熱量值[4]。

注重計算玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備在運行過程中所需的風(fēng)量以及熱量數(shù)值，通過計算所需熱量，對氣流干燥設(shè)備各項結(jié)構(gòu)運行公路進行控制。

計算出氣流干燥設(shè)備內(nèi)部干燥管的平均溫差，為從根本上保障玉米變性淀粉生產(chǎn)期間的效率以及安全性，需要對干燥管熱容量系數(shù)進行精準控制。通過干燥管容積、氣流干燥管熱風(fēng)平均溫度以及平均濕度，計算出干燥管內(nèi)平均分量，對干燥管直徑進行合理調(diào)整，保障氣流干燥設(shè)備能夠合理運行[5]。

通過控制玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備內(nèi)因引風(fēng)機功率，從根本上提升氣流干燥設(shè)備在實際運行期間能源消耗量。注重測量血流干燥機運行期間的排風(fēng)溫度、排氣濕度等數(shù)值，計算得出引風(fēng)機運行效率，確保排風(fēng)過程中使用到的功率能夠得到根本上管控。

4 玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備設(shè)計改造后的運行效益分析

在玉米變性淀粉濕法生產(chǎn)過程中，潮濕物料會經(jīng)過傳送機與熱空氣同時進入到干燥裝置內(nèi)，將物料分散懸浮于熱空氣中，使物料能夠與熱空氣進行充分融合，確保濕物料內(nèi)的水分能夠被充分氣化[6]。通過對玉米變性淀粉實際生產(chǎn)要求的分析，在氣流干燥設(shè)備運行過程中，對干燥管直徑大小進行交替變化，確保玉米物料顆粒能夠更好滿足干燥目標，將經(jīng)過干燥處理后的成品排出至旋風(fēng)分離裝置。在本設(shè)計環(huán)節(jié)，氣流干燥設(shè)備主要采用負壓操作原理，物料在經(jīng)過風(fēng)機后能夠自行粉碎，從根本上提升了玉米變性淀粉實際生產(chǎn)效率。

玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備更加適用于粒徑為5 毫米以內(nèi)的玉米物料，此實際應(yīng)用范圍更大，能夠滿足不同玉米變性淀粉生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)要求。不僅如此，經(jīng)過改造處理后的氣流干燥設(shè)備干燥強度更大，占地面積進一步縮小，對保障生產(chǎn)期間的經(jīng)濟利益具有重要意義。由于氣流干燥設(shè)備能夠避免生產(chǎn)出的玉米變性淀粉與外界基礎(chǔ)，因此生產(chǎn)質(zhì)量更高。

5 結(jié)語

總而言之，為從根本上提升玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備整體運行水平，可采用負壓吸風(fēng)原理，配備高效率動力源，切實增強玉米變性淀粉氣流干燥設(shè)備干燥效能，加大玉米變性淀粉產(chǎn)值，更好滿足日漸提升的玉米變性淀粉生產(chǎn)要求。