低温烘干技术培训.ppt
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1、低温干燥技术培训,江苏省农业机械技术推广站,一、为什么需要机械化谷物干燥,机械化收获需要机械化谷物干燥 真正的优质大米需要机械化谷物干燥社会主义新农村建设需要机械化谷物干燥 减少粮食损失,节省土地资源需要机械化谷物干燥,二、机械干燥谷物的目的:,1有利于储藏:谷物的储藏时间一般需要在一年左右,机械干燥均匀性好,有利于长期储藏。2可以抗拒自然灾害:在小麦收获季节,阴雨天气较多,水稻收获季节气温偏低等,给自然晾晒带来一定的困难,易造成谷物霉烂损失,采用机械干燥可不受气候影响,减少损失。3可提高谷物品质:自然晾晒由于受到气候和场地等制约,无法保证干燥质量,采取低温循环式干燥谷物,可以按照一定的规律,
2、逐步去除谷物水分,提高谷物干燥质量。,三、干燥机发展历程,日本50年代开始研制干燥机,初始需求是降低碎米率,提高大米品质,目前日本机械化干燥比例达到91.8%。我国的粮食烘干技术研究始于解放初期,由仿制日本、苏联的烘干机开始,当时仅在大型农场和粮库应用。70年代一些科研单位开始研制适合我国的中、小型烘干机,多用于农场生产连队和农村生产队。80年代开始烘干机的研制趋向多样化和小型化,如煤、气烘干机、稻壳热源烘干机、固体燃料烘干机、太阳能烘干机等。90年代开始外国独资或合资公司开始进入中国,先进机型也开始普及,谷物干燥技术逐步走向成熟。,四、干燥机种类,目前主要使用的干燥机有如下种类:热风干燥机:
3、燃油、煤、秸秆红外线干燥机太阳能干燥机,五、干燥技术基本知识,稻谷的组成与生理特点 稻谷由糙米及颖壳等组成。颖壳重量约为整个稻谷重量的20%,稻谷砻谷后除去颖壳即成糙米,糙米经精米加工装备碾制后即成白米。在精制加工过程中,将去除粗糠及细糠,前者含有果皮、淀粉、种皮及部分胚乳,后者有外胚乳、麦质蛋白层及部分胚乳,故残存在白米中的胚芽成份已减少许多。白米的主要成分为淀粉和少量的蛋白质、脂肪等。糙米主要由表皮、中果皮、种皮、脂质层、蛋白层、胚芽及淀粉等组成。所含的主要成分按比例排列为:淀粉、纤维、脂肪,蛋白质等,其中淀粉含量最多;而蛋白质则在外层分布最多,愈近内部,其成分愈少。故在白米中,脂肪含量反
4、而较少。,谷物是一个具有生命特征的有机体,如果储存前谷物的含水率没有达到安全标准或者谷物的含水率不均匀,或者储存条件不佳,导致储存过程中谷物的温度和湿度上升,那么只要满足一定条件,谷物就会发热,首先造成稻米食味和品质上的下降。如果发热严重,稻谷就会产生霉变,造成形态上的损失。,a.顶视图 b.底视图 c.正视图 d.侧视图 e.糙米 f.内颖壳 g.外颖壳 h、i、j、k.秸柄,六、稻谷干燥的方法与原理,谷物的干燥实际上是通过干燥介质不断带走谷物表面水分的过程。在干燥过程中,随着稻谷表层水分的降低,稻谷内部的水分不断向表层移动,直至介质无法从表层带走水分,稻谷内部与外部水分逐步达到平衡。,常规
5、的谷物干燥方法主要有自然干燥法、机械干燥法。到目前为止,我国所产粮食约95%还是采用自然干燥方法进行干燥。机械干燥装备的形式很多,而机械干燥又可以根据所采用的不同干燥温度、不同干燥介质分成多种不同的干燥加工工艺,如热风干燥、远红外干燥、太阳能干燥等。,七、热风干燥机原理:,采取低温、谷物循环的方法,使干燥空气经过谷物,把谷物的表面水分带走,加热后的谷物通过循环,输送到储留部进行缓苏,使谷物内部的水分外溢,经过反复加热缓苏后,把谷物水分降至储藏水分。谷物在循环过程中,谷物循环速度可根据谷物量设定(一般在一个小时左右循环一次),加热温度是根据周围环境气温及谷物品种设定的,干燥机采用了烘干工艺卡,自
6、动控制加热温度,既把谷物品种和烘干谷物量设定后,即可自动控制循环速度与热风温度,设定准确,烘干的谷物水分均匀,不易出现暴腰现象(暴腰多、出米率低、碎米多,煮饭易烂)。,八、间隙干燥的方法,欧美烘干机缓苏与烘干段比例为31,日本为51。,九、谷物干燥的主要因素,烘干三要素:温度、湿度、空气。热风温度过高:烘干速度快,但谷物易出现暴腰。周围空气湿度大:如在下雨天或空气湿度过大时,应尽量采取通风干燥,燃烧机不工作,等空气湿度减小后再进行加热干燥。干燥能力=排风量热量(热风温度)耗油量=去水量10(KG),即一公斤柴油可去10KG水。过干燥易造成损失:如烘干1000t谷物时的不同干燥水分对比:,十、稻
7、谷含水率及保存期限,刚收获的谷物籽粒一般含水率较高,高含水率的稻谷是不能直接加工或储存的。谷物含水率的高低直接影响到谷物的干燥过程、储存期限及稻米的品质。现代干燥技术的最主要特征就是通过有效手段,精准地控制谷物干燥的全过程,使之达到最佳品质状态。了解和掌握干燥技术,首先应了解一些基本概念:,(一)谷物的含水率,谷物所含水分的高低一般用含水率表示。含水率又分相对含水率和绝对含水率。相对含水率:设湿谷重量为Gs,干谷重量Gg,则:相对含水率=一般情况下,我们都使用相对含水率作为计算和检测依据,所以我们在日常干燥工作或相关标准、资料上所说的含水率就是相对含水率。,(二)水分对稻谷储存期限的影响,对于
8、粮食或种子,其储存期的确定是以保证稻谷品质为依据的。如种子要求发芽率不低于90%,一般不同国家和地区对粮食品质的要求不同,所以存在一定的差异。就江苏而言,粮食部门收购的标准是水稻含水率要求低于14.5%,小麦含水率要求低于13.5%,也就是粮食部门将上述水分值作为安全储存水分。事实上,谷物含水率对安全储存时间长短的影响十分明显。,(三)初始水分,指稻谷干燥前的水分值(含水率)。一般情况下初始水分的差异较大,即使在同一田块,不同时间收获也会有较大的差异。含水率差异大的谷物干燥时要求干燥机有循环和合理的干燥缓苏比来保证干燥后的谷物水分均匀一致。,(四)终止水分,是指经过干燥后的稻谷含水率数值。初始
9、水分不一的稻谷经过干燥后达到最终设定的水分值,这个水分值一般为安全储存水分。达到终止水分时,稻谷的含水率差异已经大幅度缩小,按照国家标准,在稻谷达到安全储存水分时干燥不均匀度应小于0.5%,目前性能优良的干燥机可以将不均匀度差控制在0.2%以内。,十一、干燥对谷物品质的影响,如前所述,谷物的干燥过程是干燥介质不断带走谷物表面水分的过程。所以谷物的干燥首先与干燥介质(空气)有关,空气的相对含水率越低,其带走水分的能力越强,即干燥能力越强;其次,如果增加干燥介质的流通速度,即增加风量,同样可以提高干燥能力;再次,通过提高干燥介质的温度,介质温度通过传导方式使谷温提升,使谷物中的水分子运动加快,谷物
10、内部的水分加速向外移动,从而提高干燥能力。为此我们将谷物干燥过程中的温度、风量和空气(介质)湿度称为谷物干燥的三要素。同时温度、风量和空气湿度,也会对稻谷品质产生影响,这里重点介绍干燥温度对稻米品质的影响。,(一)干燥温度对食味的影响,高水分的稻谷在高温下干燥会使稻米的品质变坏。含水率25%以上的稻谷在40以上的温度干燥时,稻米中的葡萄糖还原糖增加,同时影响稻米食味的酶的转化率减少,脂肪和氨基酸从皮层和胚芽向胚乳外层转移,可溶性糖类向胚乳层转移,新米的香味丢失,粘性和柔韧性降低,食味下降。,(二)干燥温度对稻谷发芽率的影响,谷物的生命力与干燥温度密切相关。有生命的稻谷在适宜温度条件下,吸收外界
11、水分后,胚乳中所储存的物质就逐渐分解向种子的生长部(胚芽)输送,当胚芽获得养料后就开始破胸露白,继而发芽。高水分稻谷在干燥初期已经处于种芽诱发状态,在此状态下采用高温快速降水,胚芽将被烧死,稻谷就死亡。失去发芽能力的稻谷一旦储存时间过长,同样会严重影响稻米食味和品质。因此高水分的稻谷(尤其是水分超过25%时),不能采用高温干燥,一般先要用冷风干燥,以防诱发稻谷的发芽势。当稻谷含水率在25%以下时再点燃干燥机的加热系统。,(三)干燥温度、干燥速度对谷物爆腰率的影响,在稻谷的干燥过程中,高水分谷粒内部的水分不断向外部移动,如果干燥温度过高,外部水分的蒸发过快,内层水分转移速度跟不上,则内外层之间就
12、会因较大的水分差异,从而诱发应力集中现象,导致谷粒产生裂纹,这种裂纹俗称“爆腰”。爆腰率的高低直接影响到稻米的重要指标:整精米率。所以当遇高水分的稻谷干燥时,一定要按照说明书要求,控制干燥温度。谷物的降水速度不宜过快,否则加工后碎米率会增加。,十二、低温循环式干燥技术及装备,低温循环式干燥技术是以获得高品质稻米为主要目标的现代智能机械化干燥技术。低温循环式干燥机在对稻谷进行干燥时确保不损坏谷物生命特征的同时对谷物进行合理的调制,使各项优质稻米指标保持最佳状态。,十三、循环式干燥机的干燥过程,排粮筒,进 料,干燥部,水分仪,均分机,上搅龙,提升机,储留部,出 料,OK,NO,热风加热稻谷使水分子
13、运动加快,同时带走稻谷表面水分子。,在电脑控制下在线定时对谷物水分进行检测,达到设定水分后发出停机指令。,由计算机控制,按照不同装载量确定不同的加热与缓苏比、循环速度。,也称缓苏部,缓苏时间是加热时间的45倍,谷物水分由内部向外部移动。,使谷物均匀分布于干燥机储留部。,下搅龙,低温循环式干燥机所谓的“低温”,是指用于干燥稻谷的介质温度被控制在室温2025 范围内,在不同的季节或对不同的干燥谷物,干燥热风温度是有差别的。计算机程序控制是低温循环式干燥机另一个重要特征。采用先进的计算机控制技术,通过控制核心部件控制箱(或称控制柜)以及机器所配备的室温传感器、谷温传感器、风压传感器、在线水分测定仪等
14、设备,随时采集数据进行分析,随时调整干燥机的工作参数热风温度、循环速度,从而可以精准地控制干燥速度和稻谷含水率的均匀性,防止在干燥中有减弱稻谷生命特征的现象发生,同时还可以有效地节省能源。对于初始水分差异较大(水分差异3%)或干燥精度要求很高时,可以在干燥过程中增加调制工艺,可使最终水分差异控制在0.2%以内。,十四、低温循环式干燥机的总体构造,十五、低温循环式干燥机主要部件的构造与原理,(一)燃烧器构造与工作原理燃烧器由喷嘴、油泵、风机、可调风门、控制盒、点火电极、电机等零部件组成,油泵产生的高压柴油由喷嘴雾状喷出,被点火电极生成的电火花点燃,形成火焰加热空气。,1.燃烧头 2.燃烧头调节螺
15、钉3控制盒 4.外壳 5.预热器6.光敏管 7.油电磁阀8.泵压力调节螺钉 9.自动风门挡板10消音罩壳 11.油泵12.连接铰链 13.安装法兰14.法兰垫片 15.稳焰盘,当干燥机控制箱确定干燥温度,并开始执行干燥指令后,温度传感器一旦检测到热风温度低于设定温度,总控箱就给燃烧器发出点火指令,此时风机、油泵、电磁阀、点火器、光敏管在燃烧器控制盒的统一控制下开始工作,油泵将油料吸入并通过高压油管输送到喷油嘴。油泵输出端及油管内的油压,一般为0.61.2MPa,此时通过喷油嘴喷出时,可以起到良好的雾化效果。点火时通过高压线圈产生的高压电与喷油嘴喷头处,产生电弧,点燃雾化状态的油雾。并在风机、稳
16、焰盘等共同作用下,产生良好的火焰。对燃烧器进风口的空气进行加热,一旦温度传感器检测到热风温度超过设定值时,就发出燃烧器的停火指令。,喷头的掃除方法,(二)水分仪的原理与组成,水分仪的种类很多,按照工作原理分,常见的有电阻式水分仪、电容式水分仪、红外水分仪等。低温循环式干燥机采用的是电阻式水分仪。由于水分仪在循环干燥过程中按照指令不断检测谷物的水分,所以也称其为“在线(生产线)自动水分仪”。电阻式水分仪一般由两部分组成,即取样检测传感器与操控显示器,在许多干燥机上,操控显示器部分与干燥机控制箱设计成一体。,电阻式水分仪的工作原理是:通常情况下谷物所含水分越高,电阻值越小,反之水分越低电阻值越大,
17、两者成非线性反比关系。在大量试验数据的基础上建立不同谷物品种的“水分电阻关系曲线”。水分仪的取样检测传感器中由两个接通电极的金属滚轮,同步反向转动,两轮间约1.52mm间隙。按照预先设定的程序定时从干燥中的循环谷物流上随机取样,被选取的谷粒随着轮子的旋转,谷物在最小间隙处被压扁同时测量其电阻值,每压扁一粒测出一个电阻值,一般每次检测100粒,取算术平均值,然后再通过“水分电阻关系曲线”自动换算成水分值在显示器上以数字显示。由于电阻值不仅与水分高低有关,还与温度有关,所以在水分仪中都安装有温度补偿的传感器。,分析一下那个曲线图是我们希望的。,?,(三)循环排粮机构,循环排粮机构是循环式干燥机完成
18、谷物循环的执行机构,通过此机构控制谷物的流动速度,此速度也称为循环速度,它与干燥部的结构尺寸直接决定干燥/缓苏比,是干燥机的重要技术参数。循环排粮机构的设计不但要考虑运动参数,机构参数也是十分重要的设计要素,它即要保证谷物循环的流动顺畅,不能产生堵塞,也不能使谷物产生机械损伤,造成破碎或影响胚芽。,循环式干燥机的循环排粮机构一般有两种形式,即槽轮式循环排粮机构和回转筒式循环排粮机构。一般来说只要被干燥谷物经过清选设备初清处理,都不会堵塞。但由于排粮轮叶板和排粮槽之间的间隙只有68mm,所以对谷物有一定的机械损伤。回转筒式循环排粮机构的回转筒进料口宽达6070mm,所以对干燥物料的适应性较好,机
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