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干式制粒機(jī)的工作原理
點(diǎn)擊次數(shù)：603 發(fā)布時(shí)間：2010-11-6
美國(guó)Thompson教授對(duì)橫流式谷物干式制粒機(jī)機(jī)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬，分析了熱風(fēng)溫度和風(fēng)量對(duì)單位熱耗、水分差、zui高糧溫和谷物流量的關(guān)系，得 出的性能曲線如圖29-7所示，由圖可知，當(dāng)谷物流量一定時(shí)，熱風(fēng)溫度增加貝.單位熱耗減少風(fēng)量提高則單位熱耗增加，從圖中曲線還可以得出，如果要求干式 制粒機(jī)后糧食的水分差小于5%，糧溫不超過(guò)60℃，則熱風(fēng)溫度應(yīng)在70℃以下.
英國(guó)農(nóng)業(yè)及食品工程研究所Nel[list教授對(duì)橫流式谷干式制粒機(jī)物干式制粒機(jī)機(jī)干法輥壓制粒機(jī)進(jìn)行了大量的研究，得出了類似的曲線，見(jiàn)圖29-8，圖中曲線表示在相同的終水分條件下，谷物初水干法輥壓造粒機(jī)分對(duì)單位熱耗和生產(chǎn)率的影響，由圖可以看出，濕谷的含水率對(duì)橫流干式制粒機(jī)機(jī)性能有較大影響，對(duì)于高水分糧食產(chǎn)熱風(fēng)溫度對(duì)單位熱耗的影響較大爭(zhēng)當(dāng)糧食水分較低時(shí)，增加風(fēng)溫?zé)岷牡淖兓^少.
2.2.3橫流式谷物干式制粒機(jī)機(jī)的改進(jìn)。
?。╝）谷物流換位 為了克服橫流式干式制粒機(jī)機(jī)的干式制粒機(jī)不均勻性，可在橫流干式制粒機(jī)機(jī)網(wǎng)柱中部安裝谷物換流器，使網(wǎng)柱內(nèi)側(cè)的糧食流到外側(cè)，外側(cè)的糧食流到內(nèi)側(cè)，這樣就能減少干后糧食水分不搖擺式顆粒機(jī)均勻性.美國(guó)Thompson的研究表明，采用谷物流多功能制粒包衣機(jī)換位，不僅可以大大減少糧食的水分梯度，而且可降低糧溫，Jones利用模擬方法研究了換流器對(duì)谷物水分差的影響，他發(fā)現(xiàn)：當(dāng)谷層厚度為310mm時(shí)，采用1、2和3個(gè)換流器，可使水分差分別減少53%-48%和63%.采用換流器后熱耗略有增加糧食溫度可降低10℃.
?。╞）差速排糧 為了改善干式制粒機(jī)的均勻性，美國(guó)Blount公司在橫高速混合制粒機(jī)流式干式制粒制粒機(jī)機(jī)機(jī)的糧食出習(xí)處，設(shè)置了兩個(gè)排糧輪，見(jiàn)圖29南90,兩輪的轉(zhuǎn)速不同，進(jìn)風(fēng)側(cè)的排糧輪轉(zhuǎn)速較快，而排風(fēng)側(cè)的排糧輪轉(zhuǎn)速較慢，這就使高溫側(cè)的糧食受熱時(shí)間縮短，因而可使糧食的水分保持均勻。Blount公司的試驗(yàn)表明，兩個(gè)排糧輪的轉(zhuǎn)速比為4:1時(shí)，干式制粒機(jī)效果較好。
（c）熱風(fēng)換向 采用熱風(fēng)改變方向的方法，可使干式制粒機(jī)均勻，即沿橫流于燥機(jī)網(wǎng)柱方干式制粒機(jī)向分成兩段或多段，使熱風(fēng)先由內(nèi)向外吹送;再?gòu)耐庀騼?nèi)吹送，糧食在向下流動(dòng)的過(guò)程中受熱比較均勻，干式制粒機(jī)質(zhì)量可以改善。
多級(jí)橫流干式制粒機(jī) 利用多級(jí)或多塔結(jié)構(gòu)，采用不同的風(fēng)溫和風(fēng)向，可以大大改善橫流干式制粒機(jī)機(jī)的干式制粒機(jī)不均勻性。
?。╡）錐形糧柱 為了提高橫流干式制粒機(jī)機(jī)的干式干式制粒機(jī)制粒機(jī)效率，可采用不同厚度的糧柱，即上薄下厚的結(jié)構(gòu)，這樣可使上部較濕的糧食受到較大風(fēng)量的高溫氣流，干式制粒機(jī)效率可干式制粒機(jī)提高。一根據(jù)這個(gè)指導(dǎo)思想，美國(guó)干式制粒機(jī)行業(yè)設(shè)計(jì)制造錐形糧柱橫流干式制粒機(jī)干式制粒機(jī)機(jī)。
2.3順流式谷物干式制粒機(jī)機(jī) 圖29 - IO表示一個(gè)單級(jí)順流式干式制粒機(jī)機(jī);熱風(fēng)和谷物同向
運(yùn)動(dòng)，干式制粒機(jī)機(jī)內(nèi)沒(méi)有篩網(wǎng)，谷物依靠重力向下流動(dòng)，谷床厚度一般為016-0.9m，一個(gè)單級(jí)的順流干式制粒機(jī)機(jī)一般干式制粒機(jī)均有一個(gè)熱風(fēng)機(jī)和一個(gè)冷風(fēng)機(jī)廢氣直接排人大氣，干式制粒機(jī)段的風(fēng)量一般為30-45，冷卻段干式制粒機(jī)的風(fēng)量為15—23，由于谷床較厚氣流阻力大，靜壓一般為1.8-3.8kPa
2.3.1順流式谷物干式制粒機(jī)機(jī)的特點(diǎn)
a.熱風(fēng)與谷物同向流動(dòng);
b.可以使用很高的熱風(fēng)溫度，如200-285℃而不使糧溫過(guò)高，因此干式干式制粒機(jī)制粒機(jī)速度快.單位熱耗低，效率較高
c.高溫介質(zhì)首先與zui濕、zui冷的谷物接觸;
d.熱風(fēng)和糧食平行流動(dòng)，干式制粒機(jī)質(zhì)量較好;
e.干式制粒機(jī)均勻，無(wú)水分梯度;
g.適合于干式制粒機(jī)高水分糧食
2.3.2順流式干式制粒機(jī)機(jī)的性能 在順流式干式制粒機(jī)機(jī)中，熱風(fēng)和高干式制粒機(jī)溫的流向相同，高溫?zé)犸L(fēng)首先與zui濕、冷的糧食相遇因而它的：燥特性不同于橫流式干式干式制粒機(jī)制粒機(jī)機(jī)，美國(guó)的試驗(yàn)證明順流式干式制粒機(jī)機(jī)比干式制粒機(jī)傳統(tǒng)橫流式干式制粒機(jī)機(jī)節(jié)能30c70，試驗(yàn)證明干式制粒機(jī)，順流干式制粒機(jī)時(shí)，用150℃的熱風(fēng)，通冬含水率為25%的玉米中，經(jīng)過(guò)7.5cm以后，風(fēng)溫就降到81℃包英國(guó)Bruce的研究表明，21.8%含水率的小麥，通以1770C的熱空氣，經(jīng)過(guò)6cm行程以后，熱空氣的溫度就降低到70qC,此外，在順流干式制粒機(jī)干 式制粒機(jī)時(shí)，zui高糧溫點(diǎn)，既不在熱風(fēng)入口，也不在熱風(fēng)出口處，而是在熱風(fēng)人口下方的某一位置，其值與許多因素有關(guān)，如熱風(fēng)溫度、谷物水分、谷物流速和風(fēng)量 等：一般情況下約在熱風(fēng)人口下方10-20cm處。糧食溫度沿床深的變化見(jiàn)圖29-11口由圖可知，在順流式干式制粒機(jī)機(jī)中t風(fēng)溫和zui高糧溫有較大差別， 干式制粒機(jī)玉米時(shí)差值可達(dá)40.80℃.干式制粒機(jī)
2.3,3順流式干式制粒機(jī)機(jī)的結(jié)構(gòu)大多數(shù)商業(yè)化順流式干式制粒機(jī)機(jī)設(shè)有二級(jí)或三級(jí)順流干式制粒機(jī)段和一個(gè)逆流冷卻段，在兩個(gè)干式制粒機(jī)段之間設(shè)有緩蘇段口圖29 - 12為一個(gè)三級(jí)順流式干式制粒機(jī)機(jī)的示意圖多級(jí)順流干式制粒機(jī)機(jī)比單干式制粒機(jī)級(jí)順流有許多優(yōu)點(diǎn)）生產(chǎn)率高;干式制粒機(jī)b） 由于設(shè)有緩蘇段，故谷物品質(zhì)有所改善）如果二級(jí)以后的排氣能夠循環(huán)利用，則單位能耗可以降低。順流式干式制粒機(jī)機(jī)緩蘇段總長(zhǎng)度可達(dá)4~ 5.5m，谷物在機(jī)內(nèi)的滯留時(shí)間為0.75~1，在這段時(shí)間可以使谷物內(nèi)部的水分和溫度均勻化以利下一步的于燥.表29-6給出了一個(gè)三級(jí)順式流干式制粒 機(jī)機(jī)烘干玉米的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，玉米的初始水分為25%，各級(jí)采用的風(fēng)溫不同，變化范圍為l77-288℃
2.4逆流式谷物干式制粒機(jī)機(jī)
在逆流式谷物于燥機(jī)中，熱風(fēng)和谷物的流動(dòng)方向相反，zui熱的空氣首先與zui于的糧干式制粒機(jī)食接觸，糧食的溫度接近熱風(fēng)溫度，故使用的熱風(fēng)溫度不可太高.低溫潮濕的谷物則與溫度較低的濕空氣接觸，容易產(chǎn)生飽和現(xiàn)象o：在烘干高水分糧食時(shí)谷層溫度有一個(gè)*值，由于谷物和熱風(fēng)平行流動(dòng).因此，所有谷物在流動(dòng)過(guò)程中受到相同的干式制粒機(jī)處理。
2.4.1逆流式谷物干式制粒機(jī)機(jī)特點(diǎn)。
a.熱效率較高;
b.糧食溫度較高，接近熱空氣溫度;
c.排氣的潛熱可以充分利用，離開(kāi)干式制粒機(jī)機(jī)時(shí)接近飽和狀態(tài);
d.糧食水分和溫度比較均勻：
2.4.2.逆流式谷物干式制粒機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu) 逆流式干式制粒機(jī)機(jī)一般由一個(gè)圓倉(cāng)和多孔底板組成，濕谷由倉(cāng)頂喂入，底板上設(shè)有掃倉(cāng)螺旋，螺旋除自轉(zhuǎn)外還繞谷倉(cāng)中心公轉(zhuǎn)，將糧食自倉(cāng)底輸送到中心卸出高溫?zé)犸L(fēng)利用風(fēng)機(jī)從倉(cāng)底穿過(guò)孔板進(jìn)入糧層，干式制粒機(jī)進(jìn)行于燥作業(yè)（圖29 - 13）
2.5混流式谷物干式制粒機(jī)機(jī)
2.5.1 混流式谷物干式制粒機(jī)機(jī)特點(diǎn)
a.由于干式制粒機(jī)塔內(nèi)交替布置著一排排的進(jìn)干式制粒機(jī)氣和排氣角狀盒，谷粒按照S形曲線向下流動(dòng)，交替受到高溫和低溫氣流的作用，因而可以采用比橫流式干式制粒機(jī)機(jī)高一些的熱風(fēng)溫度。隨著風(fēng)溫的提高，蒸發(fā)一定量的水分所需的熱風(fēng)量也相應(yīng)減少。使用的風(fēng)機(jī)也可以小～些。
b.町以烘于小粒種子，如油菜籽、芝麻等。
c.由于谷層厚度比橫流式小，氣流阻力降低，風(fēng)機(jī)的功率較小，-單位電耗的生產(chǎn)率較高。
d.干式制粒機(jī)機(jī)可以采用積木式結(jié)構(gòu)，按二，四，六排角狀盒作為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段，進(jìn)行生產(chǎn)，每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段具有一定的生產(chǎn)率，因而使干式制粒機(jī)機(jī)便于系列化生產(chǎn)。
e.在混流式干式制粒機(jī)機(jī)中，谷物不是連續(xù)的暴露在高溫氣流中，而是受到高低溫氣流的交替作用，故糧食烘后品質(zhì)好，裂紋率和熱損傷相對(duì)少一些。
f.從熱風(fēng)和糧食的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來(lái)看，混流干式制粒機(jī)過(guò)程相當(dāng)于順流逆流交替作用。
2,5,2混流式谷物干式制粒機(jī)機(jī)結(jié)構(gòu) 混流式干式制粒機(jī)機(jī)由于內(nèi)部角狀盒的形狀、尺寸弋排列方法、進(jìn)氣道與排氣道的布置等不同，可分為若干類型。這里重點(diǎn)介紹兩種類型：*種類型為整體式，國(guó) 內(nèi)糧食系統(tǒng)使用較多的是五角形氣道、平行排列、隔層進(jìn)出氣這一類型如圖29 -14，其塔身為整體式，多為磚、水泥結(jié)。結(jié)構(gòu)，保溫性能較好。五角狀氣道以一定排列方式，固定在塔的兩壁上，時(shí)端封閉，另一端開(kāi)口，開(kāi)口在進(jìn)氣一側(cè)的是 進(jìn)氣角狀管，開(kāi)口在排氣一側(cè)是排廢氣角狀管6，谷物從干式制粒機(jī)塔的頂部溜管進(jìn)入，多余的谷物從回糧管1，流出。進(jìn)入烘干塔的谷物，先經(jīng)過(guò)貯糧段2，然后 到烘干段3被熱空氣（或煙道氣）烘干再經(jīng)過(guò)隔離段4到冷卻段5;第二種類型為組合式，它采用全金屬結(jié)構(gòu)（圖29 - 15），此類型的混流式。干式制粒機(jī)機(jī)的特點(diǎn)是：（1）組合式結(jié)構(gòu)便于系列化生產(chǎn)，各系列組合段的長(zhǎng)和高相等，只是寬度不同?？筛鶕?jù)用戶不同的要求組合而 成;（2）每個(gè)組合段為矩形，橫向開(kāi)底的風(fēng)管分層排列，每層風(fēng)管由幾條管道組成，進(jìn)氣層與排氣層相互交替。在同一層所有管道向糧塔送人熱空氣，而該層管道 的上下相鄰的兩層管道，都是排氣的管道。為了有助于氣流的均勻分布，各管道截面是由大變小的圓錐形，在進(jìn)氣一端的橫截面積zui大，而后逐漸縮小，到zui遠(yuǎn)的另 一端zui小;（3）側(cè)壁采用剛度大的鋼板，設(shè)有百葉窗;（4）側(cè)壁上裝有易裝卸的門(mén)?；炝鞲墒街屏C(jī)機(jī)工作時(shí)，濕谷物靠自重從上而下流動(dòng).由于熱風(fēng)的進(jìn)入與 濕空氣排出的管道交替排列，層層交錯(cuò)，一個(gè)進(jìn)氣管由四個(gè)排氣管等距離地包圍著（圖29 -16）反過(guò)來(lái)也是如此。濕谷粒靠自重由上而下流動(dòng)時(shí)，先接觸到進(jìn)氣管，再接觸排氣管，接觸的溫度由高到低，每個(gè)谷粒得到相同的處理，干式制粒機(jī)均勻。由 于谷物接觸高溫氣流的時(shí)間很短，多次遇到低溫氣流，因而可用較高熱風(fēng)溫度，而排出廢氣的溫度低，濕度高，降低了單位熱耗.
2.5.3， 角狀盒的形式與排歹 混流式干式制粒機(jī)機(jī)內(nèi)部排列有多層角狀盒，其形狀、大小1數(shù)目和排列方式對(duì)于燥機(jī)的性能、‘糧食品質(zhì)和干式制粒機(jī)均勻性有重要影響。通用的角狀盒的截面形 狀是、五角形的，也有三角形的、菱形的，，角狀盒斜面上帶通氣孔的，角狀盒垂直面做成百葉窗式的。從截面形式來(lái)講，分等截面的和變截面的。
目前混流式干式制粒機(jī)機(jī)中應(yīng)用zui廣泛的是五角形角狀盒，這種角狀盒結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，安裝方便。俄羅斯、丹麥、瑞典和法國(guó)的干式制粒機(jī)機(jī)多采用五角形角狀盒。
混流式干式制粒機(jī)機(jī)角狀盒通常用0.8-1.5mm的薄鋼板制成，對(duì)于不同的糧食，可采用不同尺寸的角狀盒，一般來(lái)說(shuō)，角狀盒的截面尺寸和排列如圖29 - 17所示6一個(gè)角狀盒的截面尺寸有寬口，斜邊高c，垂直邊高6，頂角等，通常取o= lOOmm，6=60-75mm，c=60-75mm，角狀盒的水平間距A=200·250mm，垂直間距B=170一250mm，美國(guó)和丹麥的干式制粒 機(jī)機(jī)也有采用A達(dá)400mm，角狀盒的截面尺寸也較大.布置角狀盒要注意糧食流動(dòng)順利和受熱均勻，圖29 -18是常用的谷物干式制粒機(jī)機(jī)的角狀盒排列尺寸圖。
2,6圓筒內(nèi)循環(huán)式谷物干式制粒機(jī)機(jī)
隨著農(nóng)村經(jīng)濟(jì)形勢(shì)的發(fā)展以 及谷物收獲作業(yè)的機(jī)械化/農(nóng)村對(duì)中小型移動(dòng)式谷物烘干機(jī)的要求日益迫切。自70年代我國(guó)雖然引進(jìn)了一些移動(dòng)式烘干機(jī)，但都不適應(yīng)我國(guó)國(guó)情;70年代初從原 蘇聯(lián)引進(jìn)的“庫(kù)茲巴斯”移動(dòng)式谷物烘干機(jī)，因無(wú)循環(huán)功能，機(jī)器笨重，干式制粒機(jī)不均勻，故多數(shù)未綻用。三臺(tái)廠生產(chǎn)的仿日本金子烘干機(jī)制成的SHZ - 3,2移動(dòng)式烘干機(jī)，生產(chǎn)率僅300—400kg/h，循環(huán)時(shí)間長(zhǎng)，不能滿足生產(chǎn)需要.引進(jìn)的美國(guó)Vertec型移動(dòng)式谷物烘干機(jī)，機(jī)器過(guò)于龐大，價(jià)格昂 貴，不適合我國(guó)公路運(yùn)輸條件，而且只能使用燃油。
zui近引進(jìn)的圓筒內(nèi)循環(huán)移動(dòng)式烘干機(jī)GT - 380，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單重量輕，生產(chǎn)率能滿足要求，見(jiàn)圖29-19，它有以下幾個(gè)特點(diǎn)：
a.生產(chǎn)率高，干式制粒機(jī)速度快 一個(gè)直徑2.4m，高度僅Sm，重量1.5t的干式制粒機(jī)機(jī)每小時(shí)可烘玉米2t（降水5%），一天（20h）可烘40t糧食。
b.使用方便 烘干機(jī)可以移動(dòng)，用30kW拖拉機(jī)不僅可以牽引還可以傳動(dòng)。
c.谷物循環(huán)速度快每10-15min完成一次循環(huán)，比混流式干式制粒機(jī)機(jī)的谷物流速高7倍，比普通橫流式快3倍。因此可以使用高的風(fēng)溫，而不致使糧溫過(guò)高，且干式制粒機(jī)均勻，混合好。
d.干式制粒機(jī)機(jī)設(shè)計(jì)為內(nèi)外圓筒型，機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小，熱空氣分布均勻，糧食受熱一致，而且制造容易。
e.干式制粒機(jī)緩蘇同時(shí)進(jìn)行高溫干式制粒機(jī)后的谷物用立式螺旋送到上錐體上方，進(jìn)行短時(shí)間的緩蘇，便于谷粒內(nèi)部水分向外擴(kuò)散，符合糧食干式制粒機(jī)的規(guī)律，有利于保證糧食品質(zhì)。
f.本機(jī)利用較短的干式制粒機(jī)段和谷物高速循環(huán)流動(dòng)，代替高塔慢速流動(dòng)，機(jī)身高度大大減小。另外由于采用谷物內(nèi)循環(huán)省掉了龐大的提升機(jī).因此在相同的生產(chǎn)率和降水幅度條件下機(jī)器的重量輕，體型小，節(jié)約鋼材。