粮油干燥设备文档格式.docx

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（4）按粮油物料干燥机械生产能力的大小，将干燥机分为大型、中型、小型3类；

（5）按粮油物料干燥机的安装形式，将干燥机分为固定式干燥机及移动式干燥机；

（6）按粮油物料烘干机干燥室内的干燥介质的压力状态，将干燥机分为吸入式干燥机和压出式干燥机；

（7）根据粮油物料烘干机内的粮层的厚薄，将干燥机分成薄层干燥机和厚层干燥机；

（8）按粮油物料干燥法进行分类，即分为对流热力干燥机、传导加热干燥机、辐射加热干燥机、高频电场加热干燥机和联合干燥机。

9.2典型粮油物料的干燥条件

选择粮油物料干燥条件的基本依据是粮油物料的原始含水率、收获方式、成熟度以及粮油物料的用途。

粮油物料的原始含水率越大，它的热稳定性即耐温性越差。

不完全成熟的粮油物料，它的耐温性比成熟的差。

新收获的高水分的粮油物料，由于籽粒的成熟度及含水率都不均匀，籽粒表层还未充分硬化，因此，要采用较低温度的干燥条件；

如果采用高温干燥条件，反而损伤粮油物料籽粒，造成籽粒表面硬结，使籽粒表面的毛细管遭到大量破坏，从而不利于干燥过程的进行。

为此，在烘干新收获的高水分粮油物料时，必需考虑到它的热稳定性及表面的特点，采取较弱的干燥条件。

9.2.1小麦的干燥条件

烘干小麦时，要保证它烘干后的食用品质。

要求烘干后的小麦能磨出高质量的面粉，面粉能制成富有弹性的馒头及松软的面包。

面粉制品的质量取决于面粉中蛋白质的质量。

在水洗面粉的过程中，可以得到胶质弹性物质，这就是面筋质。

面粉中含面筋质的多少及面筋的质量高低，直接影响面粉制品的质量。

因此，小麦中面筋的含量变化以及面筋质量的变化，就是小麦烘干后品质检验的指标。

小麦的面筋是多种蛋白质的混合物，得到的湿面筋为黄白色，有的是蓝灰色。

面筋富有延伸性、弹性、色泽明亮。

在正常的小麦中，湿面筋的含量大约是30％～35％。

面筋的质量可由它的弹性、延伸性等物理量表示，通过测定面筋的比延伸性，来表示面筋的强弱。

强面筋的比延伸性在0.4cm／min以下；

正常面筋的比延伸性为0.4～1.Ocm／min；

弱面筋的比延伸性大于1.Ocm／min。

小麦品种不同，所含面筋质量也各异。

例如硬质小麦，它的麦皮密实，不容易干燥，但它的蛋白质含量高，其面筋的比延伸性强；

而软质小麦，它的表皮松散，容易传递水分，容易干燥，但它们的蛋白质含量低，面筋的比延伸性较差。

这样，对不同的小麦，采用不同的干燥方法，原来比延伸性差的软质小麦，可用较强的干燥条件，小麦受热的温度控制在60℃以上，结果小麦面筋变强，而改善了小麦烘干后的品质。

对硬质小麦，其受热温度应控制在50℃以下，这样，才不损伤小麦烘干后的品质。

对于新收获的小麦，它的热作用是很敏感的。

由于它的含水率高，表皮还未达到完全成熟的硬度，上面的毛细管也少，这不利于水分的汽化，遇到高温作用，因表皮干燥而硬化，进一步阻碍水分的转移，就导致小麦品质恶化。

因此，烘干新收获的小麦时，其受热的温度应控制在40～50℃。

9.2.2玉米的干燥条件

我国玉米盛产于东北、西北和华北各地。

玉米是晚秋作物，收割时期往往天气不好，玉米收获后的含水率总是偏高。

在东北地区，粮食部门收购的几乎都是含高水分的玉米。

正常年景玉米含水率也有20％，有时高达25％～30％，个别情况下的玉米含水率可达35％以上。

玉米是我国粮油物料干燥的主要内容之一。

当玉米原始含水量率高于30％时应采用机械通风法或仓式烘干机来降低玉米果穗的水分。

因为，水分高，不易直接脱粒，否则会产生大量的破碎。

玉米含水率低于30％，可以先脱粒，再进行干燥。

这时干燥带穗的玉米就不经济了；

但是对作种子用的玉米，应带穗进行干燥，以保证种子的生命力。

玉米是难以干燥的粮油物料品种之一，主要原因是它的籽粒大，比表面积小，籽粒表皮结构紧密、光滑，不利于水分从内部向外部转移。

特别是在高温干燥介质作用下，由于其表面水分急剧汽化，籽粒表皮之下的水分不能及时转移出来时，造成压力升高，致使表皮胀裂，或者使籽粒发胀变形。

再有，干燥介质温度过高，遇到烘干机内有滞留物料时，会造成物料焦煳，严重时可能引起火灾。

每个玉米穗上籽粒的大小，成熟度都不一样，也给玉米的干燥带来困难。

我国玉米干燥一直沿用塔式烘干机。

这种烘干机的生产能力大，降水幅度也大，但是对于水分太高的玉米，往往在干燥作业时，若设法提高干燥介质温度，则会造成烘干后玉米的品质下降。

实验表明，若干燥介质温度超过150℃，玉米受热温度大于60℃时，玉米就会大量爆腰，品质下降。

9.2.3大豆的干燥条件

我国是大豆的主要生产国之一。

大豆含有大量的蛋白质（35％～45％）及脂肪（19％～22％）。

其种皮由四层细胞组成，最外层的栅状细胞排得非常密实，细胞壁也特别坚硬，这样，种皮就成了大豆干燥时水分转移的阻力。

在高温干燥介质作用下，其籽粒内水分受热后，压力升高，当它不能顺利转移时，表皮容易胀裂，干燥过度时，大豆粒会裂成两半。

大豆籽粒结构上的另一特点是发芽孔较大，不易贮藏，其含水率通常为13％。

新收获的大豆必须经过自然干燥或人工干燥才能达到入库标准。

大豆只能采用较弱的干燥条件。

当用塔式烘干机烘干时，其籽粒的受热温度不超过30～35℃，干燥介质温度为80～90℃，干燥时间为40～45min，则烘干后大豆品质良好，不降低等级。

采用双级干燥时，第一级干燥介质温度为90℃，粮温25℃，第二级的干燥介质为80℃，粮温35℃，可保证品质，也能使大豆的爆腰率低于0.5％。

在生产实践中，烘干工业榨油用的大豆干燥条件是采用干燥介质温度为150℃，粮温为55℃，用较强的干燥条件，大豆爆腰率达10％。

虽然这种方法对大豆出油率影响不大，但大豆的品质会受到不少损害，建议不使用这种干燥条件。

前苏联规定塔式烘干机烘干大豆的干燥条件是：

大豆原始含水率低于18％时，其受热允许温度为30℃，干燥介质温度为60℃，采用双阶段干燥时，第一级的干燥介质温度为60℃，第二级为80℃；

当大豆原始含水率大于18％时，其受热允许温度为25℃，干燥介质温度为50℃，采用双级干燥时，第一级干燥介质温度为50℃，第二级为70℃。

随着预热——干燥——缓苏——干燥——缓苏……最后冷却工艺流程的完善，豆类作物的干燥均应采用这种干燥工艺。

9.2.4油菜籽的干燥条件

油菜籽是我国的一种重要的油料作物，它呈细小球形颗粒，含有大量的脂肪（40％）和大量的蛋白质（27％）。

它的平均粒径只有1.27～2.05mm，孔隙度小，容易吸湿，不易贮藏，应将它的含水率降至9％～10％以下，才能安全贮藏。

作为油料来看，油菜籽可经受高温烘干，它的受热允许温度达60℃，还不影响其榨油品质。

我国使用喷动床和流化床烘干机烘干油菜籽，使用干燥介质温度为160～180℃，籽粒受热允许温度为60～70℃。

当油菜籽含水率高时，多次通过烘干机进行烘干（这里不能加缓苏段），烘后籽粒应立即冷却，才能保证油菜籽的质量。

9.2.5种子粮的干燥条件

由于种子的胚部对热非常敏感，很容易受热损伤，因此，在烘干种子粮时，要采用特别弱的干燥条件。

即要使用较低温度的干燥介质，降低种子的受热温度，从而保证种子的发芽率和发芽势。

只要采用合理的干燥条件，烘后种子粮的品质不仅不会降低，可能还会提高，这是因为，人工干燥加速了种子的后熟期的进程，籽粒内部一些微量元素可能和水分一起转移，停留在胚部，从而增加胚部的生命力。

美国对于种子粮的干燥有比较明确的规定，在仓内干燥时，物料的受热允许温度和粮层的厚度见表9-1。

表9-1各种粮油物料的允许受热温度

粮油物料品种

粮层厚度／cm

粮油物料受热允许温度／℃

饲料粮

种子粮

商品粮

玉米粒

50.8

82

43.4

54.5

小麦

60.0

大麦

40.5

燕麦

91.4

稻谷

45.7

一

大豆

49.0

花生

152.4

32.0

高粱

9.3典型粮油物料干燥设备及其应用

9.3.1仓式干燥机

1）贮藏式干燥仓

贮藏式干燥仓由金属仓、透风板、抛撒器、风机、加热器、扫仓螺旋和卸粮螺旋组成，其结构如图9-1所示。

湿物料装入干贮仓后，立刻启动风机和加热器，将低温热风送入仓内，继续运转风机一直到物料水分达到要求的含水率为止。

随着收获作业的进展，湿物料不断地加入仓内，达到一定的厚度后停止，仓内的物料量是由干贮仓的生产率和湿物料的水分确定，每一批物料的干燥时间约为12～24h不等。

2）顶仓式干燥仓

顶仓式干燥仓是在顶部下方1m处安装锥形透风板，加热器和风机即装在孔板下，如图9-2所示。

当物料被烘干后，利用绳索拉动活门，可使物料落至下面的多孔底板上。

在底部设有通风机，用于冷却撒落的热粮，与此同时顶部又装入新的湿粮进行干燥。

此批烘干后又落到已冷却的干粮上，如此重复进行，直到仓内粮面到达加热器平面为止。

此种干燥仓的优点是干燥冷却同时进行，卸粮不影响干燥。

此外，物料从顶部下落时对物料有混合作用，可改善干燥的均匀性。

3）连续流动式干燥圆仓

图9-3是一个连续流动式干燥圆仓，仓体为金属波纹板结构，直径一般为4～12m，大的可达16m以上。

物料从进料斗进入，经提升机、上输送搅龙，送到均布器均匀地撒到透风板面上，直到所要求的厚度为止，然后开动风机，把经加热的空气压入热风室，热风从下而上穿过物料层，由排气窗排出仓外。

需要翻动物料时，开动扫仓搅龙、下输送搅龙、提升机、上输送搅龙、均布器。

下层的物料由扫仓搅龙送到下输送搅龙，经提升机、上输送搅龙到均布器，均匀地抛撒在粮食表面上，依此不断地间歇翻动，使上下层物料调换位置，达到干燥均匀的目的。

此种类型的干燥机机械化程度较高，但设备投资较大。

4）立式螺旋搅拌干燥仓

为了增加料层厚度和保证干后粮食水分均匀，可在圆仓式干燥机中加装搅拌螺旋，对粮食进行搅拌，如图9-4。

搅拌螺旋用电机驱动，螺旋除自转外还可绕圆仓中心公转，同时还可以沿半径方向移动。

立式螺旋搅拌器直径为38mm，叶片宽6.35mm，厚度为6mm，螺距为44.5mm，螺旋转速500～540r／min。

立式螺旋搅拌干燥仓的优点是：

①疏松粮层，增加孔隙率，减少粮粒对气流的阻力，因而增大了风量；

②使上下层的粮食混合，减少干燥不均匀性；

③提高干燥速率，减少干燥时间。

9.3.2横流式干燥机

1）横流式干燥机的基本结构

图9-5为横流式干燥机的示意图。

湿物料从储粮段靠重力向下流至干燥段，加热的空气由热风室受迫横向穿过粮层，在冷却段则有冷风横向穿过粮层，粮层的厚度一般为0.25～0.45m。

根据物料类型和对品质的要求确定热风温度，食用粮一般为60～75℃，对于饲料粮可采用80～110℃。

横流式干燥机一般有两个风机：

热风机和冷风机，热风风量为15～30m3／（min·

m2），或83～140m3／（min·

t），静压较低，约为0.5～1.2kPa。

物料在干燥机内的滞留时间即物料流速可以利用排粮轮或卸粮螺旋的转速进行控制，物料流速主要取决于粮食的水分和干燥介质温度。

2）横流式干燥机的特点

①结构简单，制造方便，成本低，是目前应用较广泛的一种干燥机型；

②物料流向与热风流向垂直，湿物料始终与干燥介质接触，干燥效率高；

③存在的主要问题是：

干燥不均匀，进风侧的物料过干，排气侧则干燥不足，产生了水分差。

其次是单位能耗较高，热能没有得到充分利用。

3）横流式干燥机的性能

衡量干燥机性能的主要指标有单位热耗、干燥的均匀性（水分差）、干燥速率、最高粮温等。

影响横流干燥机性能的因素很多，主要有热风温度、风量、物料初水分和流量等。

横流式干燥机由于进风侧和排气侧空气的温湿度不同，所以粮层内会出现温湿度梯度，如图9-6所示。

选择最佳干燥参数时要综合考虑各方面指标，有些参数对性能的影响是互相矛盾的，例如，对干燥后粮食的水分差而言，要求低风温和高风量；

而对单位热耗来说，则正好相反，希望采用高风温和低风量，在选择热风温度和风量时应该进行分析，综合考虑。

美国Thompson教授对横流式干燥机进行了计算机模拟，分析了热风温度和风量对单位热耗、水分差、最高粮温和物料流量的关系，得出的性能曲线如图9-7所示，由图可知，当物料流量一定时，热风温度增加，则单位热耗减少，风量提高则单位热耗增加，从图中曲线还可以得出，如果要求干燥后粮食的水分差小于5％，粮温不超过60℃，则热风温度应在70℃以下。

英国农业及食品工程研究所Nellist教授对横流式干燥机进行了大量的研究，得出了类似的曲线，见图9-8，图中曲线表示在相同的终水分条件下，物料初水分对单位热耗和生产率的影响。

由图可以看出，湿物料的含水率对横流式干燥机性能有较大影响，对于高水分粮食，热风温度对单位热耗的影响较大，当粮食水分较低时，增加风温，则热耗的变化较少。

4）改善横流式干燥机性能的措施

①谷物流换位

为了克服横流式干燥机的干燥不均匀性，可在横流干燥机网柱中部安装粮层换流器，使网柱内侧的粮食流到外侧，外侧的粮食流到内侧，这样就能减少干燥后粮食水分的不均匀性。

美国Thompson的研究表明，采用物料流换位，不仅可以大大减少粮食的水分梯度，而且可降低粮温。

Jones利用模拟方法研究了换流器对物料水分差的影响，他发现：

当谷层厚度为310mm时，采用1、2和3个换流器，可使水分差分别减少53％、48％和63％。

采用换流器后热耗略有增加，粮食温度可降低10℃。

②差速排粮

为了改善干燥的均匀性，美国Blount公司在横流式干燥机的粮食出口处，设置了两个排粮轮，见图9-9。

两轮的转速不同，进风侧的排粮轮转速较快，而排风侧的排粮轮转速较慢，这就使高温侧的粮食受热时间缩短，因而可使粮食的水分保持均匀。

Blount公司的试验表明，两个排粮轮的转速比为4：

1时，干燥效果较好。

③热风换向

采用热风改变方向的方法，可使干燥均匀，即沿横流干燥机网柱方向分成两段或多段，使热风先由内向外吹送，再从外向内吹送，粮食在向下流动的过程中受热比较均匀，干燥质量可以改善。

④多级横流干燥

利用多级或多塔结构，采用不同的风温和风向，可以大大改善横流干燥机的干燥不均匀性。

⑤锥形粮柱

为了提高横流干燥机的干燥效率，可采用不同厚度的粮柱，即上薄下厚的结构，这样可使上部较湿的粮食受到较大风量的高温气流，干燥效率可提高。

根据这个指导思想，美国干燥行业设计制造了锥形粮柱横流干燥机。

9.3.3顺流式干燥机

1）顺流式干燥机的原理

图9-10为单级顺流式干燥机，热风和物料同时向下运动，干燥机内没有筛网，物料依靠重力向下流动，粮层厚度一般为0.6～0.9m，一个单级的顺流干燥机一般均有一个热风机和一个冷风机，废气直接排入大气，干燥段的风量一般为30～45m3／（min·

m2），冷却段的风量为15～23m3／（min·

m2），由于粮层较厚，气流阻力大，静压一般为1.8～3.8kPa。

2）顺流式干燥机的特点

①热风与物料同向流动；

②可以使用很高的热风温度，如200～285℃而不会使粮温过高，因此干燥速度快，单位热耗低，效率较高；

③高温介质首先与最湿、最冷的物料接触；

④热风和粮食平行流动，干燥质量较好；

⑤干燥均匀，无水分梯度；

⑥粮层较厚，粮食对气流的阻力大，所用风机功率较大；

⑦适合于干燥高水分粮食。

3）顺流式干燥机的性能

在顺流式干燥机中，热风和物料的流向相同，高温热风首先与最湿冷的粮食相遇，因而它的干燥特性不同于横流式干燥机。

美国的试验证明，顺流式干燥机比传统横流式干燥机节能30％；

顺流干燥时，用150℃的热风，通入含水率为25％的玉米中，经过7.5cm行程以后，风温就降到81℃。

英国Bruce的研究表明，21.8％含水率的小麦，通以177℃的热空气，经过6cm行程以后，热空气的温度就降低到70℃。

此外，在顺流干燥时，最高粮温点，既不在热风入口处，也不在热风出口处，而是在热风入口下方的某一位置，其值与许多因素有关，如热风温度、物料水分、物料流速和风量等。

一般情况下，约在热风入口下方10～20cm处。

粮食温度沿床深的变化见图9-11。

由图可知，在顺流式干燥机中，风温和最高粮温有较大差别，干燥玉米时差值可达40～80℃。

4）顺流式干燥机的结构

大多数商业化的顺流式干燥机设有二级或三级顺流干燥段和一个逆流冷却段，在两个干燥段之间设有缓苏段。

图9-12为二级顺流式干燥机的示意图。

多级顺流干燥机比单级顺流有许多优点：

①生产率高；

②由于设有缓苏段，故粮食品质有所改善；

③如果二级以后的排气能够循环利用，则单位能耗可以降低。

顺流式干燥机缓苏段总长度可达4～5.5m，粮食在机内的滞留时间为0.75～1.5h。

在这段时间可以使粮食内部的水分和温度均匀化以利下一步的干燥。

9.3.4逆流式干燥机

1）逆流式干燥机的结构

逆流式干燥机一般由一个圆仓和多孔底板组成，湿粮由仓顶喂入，底板上设有扫仓螺旋，螺旋除自转外还绕干燥仓中心公转，将粮食自仓底输送到中心卸出。

高温热风利用风机从仓底穿过孔板进入粮层，进行干燥作业，如图9-13所示。

在逆流式干燥机中，热风和物料的流动方向相反，最热的空气首先与最干的粮食接触，粮食的温度接近热风温度，故使用的热风温度不可太高。

低温潮湿的物料则与温度较低的湿空气接触，容易产生饱和现象。

在烘干高水分粮食时粮层温度有一个最佳值。

由于物料和热风平行流动。

因此，所有物料在流动过程中受到相同的干燥处理。

2）逆流式干燥机特点

①热效率较高；

②粮食温度较高，接近热空气温度；

③排气的潜热可以充分利用，离开干燥机时接近饱和状态；

④粮食水分和温度比较均匀。

9.3.5混流式干燥机

1）混流式干燥机的结构

混流式干燥机根据内部角状盒的形状、尺寸、排列方法、进气道与排气道的布置等不同，可分为若干类型。

这里重点介绍两种类型：

第一种类型为整体式，使用较多的是五角形气道、平行排列、隔层进出气这一类型，如图9-14，其塔身为整体式，多为砖、水泥结构，保温性能较好。

五角状气道以一定排列方式，固定在塔的两壁上，一端封闭，另一端开口，开口在进气一侧的是进气角状管，开口在排气一侧的是排废气角状管。

物料从干燥塔的顶部溜管进入，多余的物料从回粮管1流出。

进入烘干塔的物料，先经过贮粮段2，然后到烘干段3被热空气（或烟道气）烘干，再经过隔离段4到冷却段5；

第二种类型为组合式，它采用全金属结构（图9-15）。

此类型的混流式干燥机的特点是：

①组合式结构便于系列化生产，各系列组合段的长和高相等，只是宽度不同。

可根据用户不同的要求组合而成；

②每个组合为矩形，横向开底的风管分层排列，每层风管由几条管道组成，进气层与排气层相互交替。

在同一层所有管道向粮塔送入热空气，而该层管道的上下相邻的两层管道，都是排气的管道。

为了有助于气流的均匀分布，各管道截面是由大变小的圆锥形，在进气一端的横截面最大，而后逐渐缩小，到最远的另一端最小；

③侧壁采用刚度大的钢板，设有百叶窗；

④侧壁上装有易装卸的门。

一种典型的顺逆流相结合的高效低耗粮食干燥机如图9-16所示。

该机为金属体积木式结构，主要由热风炉、干燥塔、提升机、风管路和风机组成，并配有烟道气余热回收装置。

其工艺流程为潮粮→移动式输送机→储粮斗→振动筛→提升机→干燥塔塔顶潮粮箱→预热段→干燥段排潮段→缓苏段→再加热排潮段→冷却室→排粮机构→输送机→进仓（或进存粮斗→装包）。

高水分粮由输送机输送进储粮斗，经振动筛清除大、小杂质，净粮经提升机提升进入干燥塔，潮粮在塔内先经预热和3次热风加热，排潮降水，然后经一段时间的缓苏，将潮粮粒内部的水分转移到其表面，再经二次热风加热，排潮脱水。

烘后粮食经冷风冷却，使其粮温接近环境气温，再通过排粮机构排出塔外，由输送机输送入仓或经存粮斗装包。

另外，干燥塔还配有空塔报警、高温控制、低温报警保护装置。

干燥塔由预热段、干燥段、缓苏段、冷却室和平面排粮机组成，2个规格，4个型号。

整机配动力功率分别为:

72kW、60kW、53kW、38kW；

外型尺寸分别为:

2.5×

18m、2.1×

2.1×

16.7m、2.1×

15.7m、2.1×

13.7m；

塔容积分别是61m3、38.4m3、34.4m3、28m3；

降水8%～10%，日烘粮分别为:

300t、250t、200t、150t。

本机特点是：

烘粮采用大风量，干燥介质温度低，多点供风，顺逆流相结合干燥和首烘后经缓苏再吹热风干燥、排湿的工艺，降水速度快；

塔底采用平面排粮机构，塔内粮食沿塔体纵向自动均匀落下，无死角，降水均匀，无焦煳粒，烘后冷却效果较好，粮温较低；

烘后粮食品质好；

单位热耗（平均4.9MJ/kgH2O）较低；

装机容量低；

烘干成本低。

混流式干燥机工作时，湿粮靠自重从上而下流动。

由于热风的进入与湿空气排出的管道交替排列，层层交错，一个进气管由四个排气管等距离地包围着（图9-17），反过来也是如此。

湿粮靠自重由上而下流动时，先接触到进气管，再接触排气管，接触的温度由高到低。

每个粮粒得到相同的处理，干燥均匀。

由于物料接触高温气流的时间很短，多次遇到低温气流，因而可用较高热风温度，而排出废气的温度低，湿度大，降低了单位热耗。

混流式干燥机内部排列有多层角状盒，其形状、大小、数目和排列方式对干燥机的性能、粮食的品质和干燥均匀性都有重要影响。

通用的角状盒的截面形状是五角形的，也有三角形的、菱形的。

角状盒斜面上带有通气孔，垂直面做成百叶窗式的。

从截面形式来讲，分等截面的