順逆流烘干機(jī)烘干玉米技術(shù)淺析

糧食干燥是一個(gè)以對(duì)流方式將熱量傳遞給糧食的復(fù)雜過(guò)程，能夠有效降低糧食的損耗。根據(jù)玉米的熱敏特性、物質(zhì)的干燥特性以及市場(chǎng)化的需求，公司于2020年將燃煤爐改造為燃?xì)鉅t，并對(duì)整個(gè)干燥過(guò)程的設(shè)計(jì)工藝進(jìn)行探討。依據(jù)生產(chǎn)性應(yīng)用結(jié)果，本文分析了玉米的含水率、干燥介質(zhì)的溫度、玉米溫度、干燥時(shí)間、汽化溫度等參數(shù)之間的相互聯(lián)系和相互作用。結(jié)果表明，采用順逆流糧食干燥機(jī)烘干玉米既保證了玉米的品質(zhì)，又具有降水速度較快、產(chǎn)量高、耗能低、操作方便、經(jīng)濟(jì)性價(jià)比較高等優(yōu)點(diǎn)。

一、順逆流糧食烘干系統(tǒng)簡(jiǎn)介

1.工藝流程。結(jié)合運(yùn)用“預(yù)熱——干燥——緩蘇——干燥——緩蘇——冷卻”等工藝流程，并設(shè)置干燥機(jī)高度為23m。具體流程是：高水分玉米——地溝皮帶輸送——斗式提升機(jī)——圓筒清理篩——斗式提升機(jī)——濕糧倉(cāng)——皮帶輸送——斗式提升機(jī)——干燥塔——皮帶輸送——斗式提升機(jī)——干糧倉(cāng)——入倉(cāng)保管。

2.操作過(guò)程。順逆流玉米干燥機(jī)能夠?qū)Z食進(jìn)行順流干燥作業(yè)，此時(shí)介質(zhì)流向應(yīng)與玉米流向一致，在進(jìn)入干燥段最熱部分時(shí)，應(yīng)將干燥介質(zhì)與最潮濕和溫度最低的玉米進(jìn)行接觸。在進(jìn)行逆流干燥作業(yè)時(shí)，應(yīng)保持干燥介質(zhì)與玉米方向相反，使最熱干燥介質(zhì)先與含水量最低的玉米進(jìn)行接觸。

為了滿足降水要求，要分為多個(gè)干燥段以及一個(gè)冷卻段。在干燥段內(nèi)，介質(zhì)將進(jìn)入干燥機(jī)的內(nèi)部，直接與玉米接觸，并且在整個(gè)接觸過(guò)程中應(yīng)使?jié)窈枯^低的干燥介質(zhì)與溫度較低的玉米發(fā)生水汽和熱量轉(zhuǎn)移反應(yīng)，這時(shí)玉米的溫度將上升，水分逐步減少，干燥介質(zhì)的溫度降低，濕含量則增加，并逐步汽化為氣體而排出干燥機(jī)。在冷卻段，低溫干燥介質(zhì)進(jìn)入到干燥機(jī)內(nèi)并與溫度較低的玉米接觸，介質(zhì)逐步向上運(yùn)行并吸收玉米熱量，促使其溫度逐步上升，這樣玉米溫度將由下層到上層逐步上升，避免熱量較高的玉米瞬間冷卻。

干燥機(jī)的主要原理就是將順流與逆流相結(jié)合，進(jìn)而降低糧食的水分，要保證玉米籽粒與干燥介質(zhì)的充分混合，這樣才能最大程度地保證干燥介質(zhì)的熱量轉(zhuǎn)移到玉米中。在干燥機(jī)的底部設(shè)置一個(gè)逆流冷卻裝置，這樣可以在冷卻過(guò)程中促使溫度較高的玉米與低溫介質(zhì)接觸，將玉米熱量轉(zhuǎn)移到介質(zhì)中，促使低溫介質(zhì)溫度上升，并且和溫度較高的玉米接觸后也將有效實(shí)現(xiàn)對(duì)玉米溫度的降低。因此在對(duì)玉米進(jìn)行冷卻時(shí)，整個(gè)降溫過(guò)程是循序漸進(jìn)的，避免了急劇冷卻產(chǎn)生爆腰。

二、應(yīng)用DM510在線快速水分檢測(cè)儀，全程監(jiān)測(cè)烘干過(guò)程

DM510是一種專門(mén)用于干燥糧食的自動(dòng)化控制系統(tǒng)，除了將干燥設(shè)備與電腦進(jìn)行連接，還具有強(qiáng)大的自動(dòng)計(jì)算能力，在干燥過(guò)程中能不斷優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，把控人為操作無(wú)法把握的參數(shù)，從而精確地控制烘干機(jī)將玉米烘干到所預(yù)定的水分值。

DM510系統(tǒng)采用了在線的水分測(cè)量與控制技術(shù)，在塔的頂部與塔的出口分別布置了水分及溫度傳感器，檢測(cè)入機(jī)水分、出機(jī)水分、熱風(fēng)溫度、糧食溫度、目標(biāo)水分等，每秒鐘都將相關(guān)數(shù)據(jù)傳送至計(jì)算機(jī)，然后自動(dòng)調(diào)整最優(yōu)化的排糧以適應(yīng)當(dāng)前的情況。在本地模式下，通過(guò)主控機(jī)中的控制面板對(duì)變頻器發(fā)出指令進(jìn)而改變排糧速度，系統(tǒng)也能在出料傳感器附近進(jìn)行取樣和水分測(cè)定，再將結(jié)果輸入控制系統(tǒng)，保證系統(tǒng)測(cè)定精度。在此過(guò)程中，系統(tǒng)始終通過(guò)不斷學(xué)習(xí)和適應(yīng)來(lái)對(duì)干燥過(guò)程進(jìn)行很好的控制，并在顯示屏上顯示已準(zhǔn)備好的信息，我們可在系統(tǒng)中設(shè)定目標(biāo)水分值，將系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到自動(dòng)控制狀態(tài)，使系統(tǒng)進(jìn)入自控過(guò)程。在自動(dòng)控制狀態(tài)下，系統(tǒng)的入料水分傳感器對(duì)糧食水分進(jìn)行檢測(cè)時(shí)，不用反復(fù)分析運(yùn)算變頻器轉(zhuǎn)速以及什么時(shí)候改變轉(zhuǎn)速的指令，在受到其他因素影響時(shí)也能應(yīng)用這個(gè)原理進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制。所以，DM510能及時(shí)結(jié)合其他因素的影響而作出調(diào)整，很好地保持了糧食水分?jǐn)?shù)值的一致性。

三、順逆流玉米烘干的特點(diǎn)

1.干燥時(shí)間長(zhǎng)，干燥品質(zhì)好，干燥后玉米的色澤接近原始晾曬的水平。玉米在干燥機(jī)內(nèi)停留約6個(gè)小時(shí)，高水分的玉米則需要更多的干燥時(shí)間，并將玉米顆粒放置在溫和的干燥環(huán)境中。玉米受熱溫度一般在50℃以上，這樣才能保證玉米在烘干后期其品質(zhì)也能達(dá)到最理想的狀態(tài)，避免干燥過(guò)程導(dǎo)致玉米品質(zhì)受損。同時(shí)，還需要保證玉米在進(jìn)機(jī)和出機(jī)過(guò)程中的破碎率保持在0.4%以下，這樣干燥機(jī)才會(huì)有良好的冷卻效果。若是出機(jī)溫度低于5℃左右的玉米，可直接送入倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行保存。

2.分段進(jìn)行干燥的玉米其水分可以保持高度的均勻。玉米進(jìn)入干燥機(jī)時(shí)應(yīng)從上到下依次接觸高、中、低三個(gè)不同的溫度等級(jí)，高水分玉米進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)部時(shí)由于自身溫度較低，大多處于冰凍狀態(tài)，此時(shí)需要接觸高溫的介質(zhì)，這樣才能促使玉米冰塊快速溶化，玉米表面的水分也能快速蒸發(fā)。變溫干燥符合玉米的干燥特性，保證了玉米烘后的品質(zhì)良好。

3.設(shè)置多段緩蘇。緩蘇能夠使玉米自身水分重新達(dá)到新的平衡，玉米在溫度的作用下其表面將有細(xì)小的水珠，這將為下一步干燥做足準(zhǔn)備。

4.設(shè)置逆流段。玉米干燥機(jī)設(shè)置逆流干燥主要有兩個(gè)優(yōu)勢(shì)：一是節(jié)省能源。第一個(gè)逆流段一般設(shè)置在干燥機(jī)的末端，能使玉米水分干燥到18%以下，這個(gè)干燥過(guò)程較為困難，需要用相對(duì)溫度較高的介質(zhì)接觸熱玉米，減少玉米與介質(zhì)之間的溫差，為干燥提供動(dòng)力。二是逆流干燥改變了介質(zhì)流動(dòng)方向，也能促使干燥過(guò)程熱量的均勻分布。

5.燃?xì)鉅t烘干作業(yè)做到了清潔環(huán)保，大大節(jié)省了以往使用燃煤鍋爐的人力成本，同時(shí)提高了各種烘干數(shù)據(jù)的穩(wěn)定性，提高了烘干效率。

四、經(jīng)濟(jì)效益分析

1.能耗。從2020年10月15日至12月29日歷時(shí)74天，公司共烘干潮糧玉米22506t，烘后數(shù)量為20917t，耗電量為137760kwh，按當(dāng)?shù)仉妰r(jià)0.85元計(jì)算，共計(jì)117096元；消耗燃?xì)?03726方，按當(dāng)?shù)厝細(xì)鈨r(jià)2.45元/方計(jì)算，共計(jì)499104.45元。電量和燃?xì)獾膬身?xiàng)費(fèi)用共計(jì)616200.45元，由此得出噸糧成本是：616200.45元÷22506噸=27.38元。

2.費(fèi)用。由于順逆流烘干機(jī)是連續(xù)作業(yè)的，需要不間斷地向塔內(nèi)注入潮糧，這就需要裝卸人員配合進(jìn)糧，按共入潮糧22506t和當(dāng)?shù)氐难b卸費(fèi)用3.0元/t計(jì)算，產(chǎn)生的裝卸費(fèi)用共計(jì)67518元。人工費(fèi)用方面，每天需要職工3人，按當(dāng)?shù)亓愎すr(jià)140元/人計(jì)算，共計(jì)31080元。以上兩項(xiàng)費(fèi)用共計(jì)98598元。

3.對(duì)比分析。對(duì)比公司10年的燃煤烘干數(shù)據(jù)和改造后燃?xì)夂娓少M(fèi)用，使用燃煤的噸糧成本費(fèi)用為36.45元，采用燃?xì)獾膰嵓Z費(fèi)用為31.76元，燃?xì)夂娓杀热济汉娓少M(fèi)用節(jié)省4.69元/噸，為公司節(jié)約費(fèi)用約11萬(wàn)元。

4.總體情況。經(jīng)過(guò)74天的烘干，幾項(xiàng)費(fèi)用（電費(fèi)、燃?xì)赓M(fèi)、裝卸費(fèi)、人工費(fèi)）共計(jì)714798元，噸糧干燥費(fèi)用為31.76元；平均干燥降水11個(gè)百分點(diǎn)，則噸糧降水費(fèi)用為2.89元。經(jīng)過(guò)以上數(shù)據(jù)的生產(chǎn)性試驗(yàn)和對(duì)比證明，采用順逆流干燥機(jī)可實(shí)現(xiàn)快速干燥，對(duì)含水率26.0%的潮糧進(jìn)行干燥，可獲得15.0%的干糧，達(dá)到了干燥要求。

五、結(jié)論

通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐證明，順逆流玉米干燥機(jī)配合DM510快速水分檢測(cè)和燃?xì)鉅t烘干完全適合西北地區(qū)使用，只要合理安排糧食烘干的時(shí)間，就能夠延長(zhǎng)烘干機(jī)的使用率，從而擴(kuò)大糧食企業(yè)的業(yè)務(wù)量，為企業(yè)創(chuàng)造出更多的經(jīng)濟(jì)效益。

作者簡(jiǎn)介：許發(fā)兵（1974-5-6），男，漢族，甘肅酒泉，南交工業(yè)園區(qū)中央儲(chǔ)備糧酒泉直屬庫(kù)有限公司，大專，技師；研究方向：科技儲(chǔ)糧。