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高水分玉米真空低温干燥工艺生产性试验



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  结果与分析3.1
  试验结果该真空低温干燥自动化连续生产线已在吉林省德惠国家粮食储备库投入使用,应用效果良好。十几天的生产数据表明,该机组的实际生产能力可达360t/d,合计干燥玉米6000t以上。经黑龙江省农业部干燥机械设备质量监督检验测试中心现场对真空低温干燥机测试,装机功率小于200kW,工作真空度-0.096MPa,汽化蒸发温度小于45℃,裂纹增加率低于5%,破碎增加率低于1%,干燥不均匀度低于1%,粉尘浓度为3.2mg/m3;初始水分24%,粮食平均温度-10℃,降水幅度10%时,单位热耗低于5000kJ/kg?H2O;而当地75台玉米热风烘干机的平均单位热耗为7380
  kJ/kg?H2O,在相同初始条件下远低于当地热风干燥机热耗指标,节能30%左右,噪声低于85dB(A),环保性能高。出机玉米品质优良,能够保证玉米品质的色、香、味、形及营养成份。在整个生产周期内,物料进出干燥机流畅,无堵料现象发生,各测试温度、真空度和压力均无异常波动现象,说明真空低温干燥系统气密性良好,抽真空系统、加热系统、物料输送系统及电气温控系统等均工作正常。真空低温干燥装置系统的连续性、适应性和稳定性得到了进一步的试验验证。
  3.2
  干燥介质温度与玉米水分
  该经验公式适用于各种谷物,谷物水分在3.2%~35%(湿基)之间;干燥时间在0.02~2h之间。当谷物品种不同时,系数a、b、c有所变化。对于同一种品种,两种临界温度有不同的系数a,但系数b和c相同。其中玉米的初始水分和干燥时间是决定玉米热敏感性的主要因素。为了获得玉米安全干燥温度和提高干燥速度,采取真空低温干燥方式。由于真空干燥塔内物料温度的可控性、一致性不受加热介质温度影响,只受真空度决定。以t=95~100℃的热水作为载热体循环加热,合理设计的加热系统及真空干燥室可使干燥温度达到40~43℃。这正是玉米合适的干燥温度范围。热水的热含量高,温度稳定,工艺过程易控制,干燥质量有保证。高温热水锅炉造价低,安全可靠,操作容易。热水循环加热,既节约用水又全部回收热水余热,并可简化软水处理设备。高温水循环加热采用高温热水锅炉,热水循环系统在表压P=0.3MPa
  的压力下运行,并控制水温t≤115℃。该法的关键在于系统的保压措施,必须确保热水的饱和温度比实际温度大30℃左右,以免循环热水泵发生汽蚀。
  3.3
  真空度、干燥速度与含水率的关系真空度高,有利于水分在较低的温度下汽化,但真空度过高不利于热的传导,影响对物料的加热效果。干燥速度是反映玉米中水分迁移速度的主要指标,在保证干燥质量的前提下,应尽量提高干燥速度。干燥初始阶段,物料含水率高,换热过程比较理想,真空度越高,水分蒸发越快;随着对流的减弱,以及热阻的增大,玉米含水率越来越少,如果维持真空泵抽速不变,真空度越来越大,对流越来越弱,干燥效率越来越低。采用脉动的真空度,合理调配真空度和对流传热至最佳结合点,效率更高。
  真空度高时,首先将物料微毛细孔中的水分抽出,此时,微毛细孔从充盈逐渐变瘪,即微毛细孔变得不通畅,深部的水分不易排出,而再随着真空度的降低微毛细孔再逐渐变得充盈、通畅。在提高真空度时,内层的水分又易排出。反复进行,水分能较快排出。比抽真空一直抽下去,不反复效果要好得多,而真空度降低的过程,又是一个掺气过程,掺进去的气体使干燥室内空气增多,提高了对流效果,使得物料本身升温速度加快,所以说真空脉动法干燥较好的兼顾利用了快速提高温度和降低压力这两个有利于干燥的条件。接下来随着物料深层温度的不断提高,物料水分气化加快,内部压力增大,而外部真空度逐渐提高,压力逐渐降低,内外压差逐渐增大,深层水分进一步扩散、溢出,随时间的延长使物料中水分愈来愈少,达到较彻底干燥的目的。
  3.4
  真空度与蒸发温度的关系水在汽化过程中其温度与蒸汽压是成正比的,饱和水蒸汽的压力与温度为一一对应关系。为了让物料中的水分较快排出使其干燥,通常所采用的方法一是提高真空度,二是提高温度。提高真空度目的主要是降低物料周围环境的压力,这样有利于物料其微毛细孔中的水分变成水蒸气扩散迁移排出。提高温度的目的,主要是提高物料的水蒸气分压,在含水量相同的情况下,温度越高,扩散效果越好,从而提高了物料的干燥速度。提高真空度降低物料周围空间压力的目的,也是为了降低水分的饱和蒸汽分压,真空度愈高,水分的饱和蒸汽分压愈低,水分愈易蒸发,物料干燥的愈快。可见,提高温度和提高真空度都是为了加快物料的干燥,提高干燥效率。


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