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所屬分類(lèi):食品工程行業(yè)
案例概述:近年來(lái)農業(yè)經(jīng)濟作物的種類(lèi)越來(lái)越多,農副產(chǎn)品的用途愈來(lái)愈廣泛,“三廢”物資經(jīng)科學(xué)處理后變?yōu)榭稍偕?,產(chǎn)品的加工都缺少不了干燥過(guò)程,干燥技術(shù)的創(chuàng )新和改進(jìn),成為了農業(yè)經(jīng)濟作物及農副產(chǎn)品加工發(fā)展的瓶頸。
技術(shù)及設備介紹 近年來(lái)農業(yè)經(jīng)濟作物的種類(lèi)越來(lái)越多,農副產(chǎn)品的用途愈來(lái)愈廣泛,“三廢”物資經(jīng)科學(xué)處理后變?yōu)榭稍偕?,產(chǎn)品的加工都缺少不了干燥過(guò)程,干燥技術(shù)的創(chuàng )新和改進(jìn),成為了農業(yè)經(jīng)濟作物及農副產(chǎn)品加工發(fā)展的瓶頸。 近10年來(lái),常州市統一干燥設備有限公司本著(zhù)為農業(yè)服務(wù),讓農民增收的宗旨,不斷創(chuàng )新開(kāi)發(fā)了具有國際先進(jìn)技術(shù)的高溫快速干燥設備---多環(huán)滾筒干燥機。先后開(kāi)發(fā)了用于農產(chǎn)品深加工的干燥成套設備,成功的解決了農業(yè)經(jīng)濟作物的有:銀杏葉的干燥、苜蓿草的干燥、萬(wàn)壽菊的干燥、大麥苗的干燥、菊芋粕的干燥、桑葉的干燥、姜葉的干燥使農民收益提高了3~5倍,農業(yè)畝產(chǎn)值提高5~10倍;及農業(yè)三廢:西蘭花莖葉的干燥、玉米酒精糟的干燥、木薯酒精糟的干燥、地瓜酒精糟的干燥、檸檬酸渣的干燥,牛糞的干燥、木屑的干燥等。 一、農副產(chǎn)品烘干要求: 1、要求產(chǎn)量大; 2、初含水高,通常都在80%以上,即使經(jīng)過(guò)前期處理,其水分也在70%以上,且為內含水; 3、烘干過(guò)程中,物料自身溫度不能超過(guò)80℃,否則蛋白質(zhì)及其它有機元素將被破壞; 4、烘干成本不能高,因其附加值較低。 二、為克服上述烘干難點(diǎn),采用高溫、快速、順流烘干新工藝: 1、理論依據是:在對流干燥過(guò)程中,濕物料在干燥介質(zhì)中,當介質(zhì)溫度超過(guò)環(huán)境的濕球溫度時(shí),濕物料的水分就開(kāi)始蒸發(fā)。由于水分蒸發(fā)是吸熱過(guò)程,故高溫介質(zhì)帶來(lái)的熱量,均被濕物料水分蒸發(fā)所吸收,故在等速干燥階段,濕物料自身溫度始終不會(huì )超過(guò)環(huán)境的濕球溫度,通常濕球溫度都不會(huì )超過(guò)80℃.由于采用順流干燥,故隨著(zhù)濕物料水分的蒸發(fā),高溫介質(zhì)濕度也逐漸降低,關(guān)鍵是掌握好干燥機的出口,使其控制在等速干燥的終點(diǎn),即物料水分達到<14%以下,即與干燥介質(zhì)脫離,因為進(jìn)入降速干燥過(guò)程,由于高溫介質(zhì)給予物料的熱量將高于水分蒸發(fā)所需的熱量,物料溫度會(huì )上升。為此,必須采用快速干燥,即根據物料的比重及粒度,合理控制介質(zhì)速度。 2、其優(yōu)點(diǎn)是: ⑴產(chǎn)量高,容積小,從而消耗動(dòng)力少 干燥機進(jìn)口風(fēng)溫可達800℃,出口風(fēng)溫控制在90℃~125℃,干燥強度達100kg(H2O)/m3.h,是傳統單滾筒的2~3倍,物料在機內停留時(shí)間僅1.5~2分鐘,^大小時(shí)蒸發(fā)水分達5000公斤/時(shí),日產(chǎn)量為80~100噸/日(干品)。機器主機裝機容量?jì)H是常規單滾筒的八分之一。其原理是:溫差大,傳熱快。 從傳熱學(xué)理論可知:高溫介質(zhì)向濕物料傳熱,二者溫差越大,傳給濕物料的熱量越多,濕物料的水分蒸發(fā)愈快。 ⑵干燥介質(zhì)溫度高,干燥速度快 物料在烘干機內停留時(shí)間僅1.5分鐘。 ⑶干燥的熱效率高 本機組以煤為燃料,其綜合熱效率達76%,烘干酒精糟(初含水為70%,終含水12%),噸干品耗煤僅250公斤(煤發(fā)熱量為6000千卡/公斤) ⑷干燥物品品質(zhì)好 在高溫干燥的條件下,必須采用順流,即物料的走行方向與干燥介質(zhì)的走行方向一致。其原理是:入口高溫熱風(fēng)與高含水物料接觸,高溫帶給濕物料的熱量均被水份蒸發(fā)所吸收,自身溫度始終保持在相應的濕球溫度,水分則不斷降低,相應的熱風(fēng)溫度也相應降低。只要控制好干燥機的出口風(fēng)溫,即可得到滿(mǎn)足設定的終含水率要求,而物料溫度在干燥過(guò)程中始終低于60℃左右,保證物料有用物質(zhì)在烘干的過(guò)程中不變質(zhì)。 三、多環(huán)滾筒干燥機結構特點(diǎn): 與前述高溫、快速、順流烘干工藝相結合,采用多環(huán)滾筒式干燥機。它是投入市場(chǎng)的新型干燥機。在干燥行業(yè)也在逐漸代替傳統的單筒干燥機。 三個(gè)直徑不等的滾筒套裝,組成一個(gè)多環(huán)滾筒,內、中環(huán)滾筒內外表面,外環(huán)滾筒內表均裝有抄板。三層滾筒以同一轉數回轉,物料走向是:濕物料從內筒進(jìn)入,從末端返回進(jìn)入中層滾筒走到首端,再轉入外層滾筒,^后由外筒末端排出。 四、較單層滾筒干燥機的優(yōu)點(diǎn): 1、改善烘干性能:它能滿(mǎn)足高溫、快速、順流烘干新工藝的要求。因為內、中、外三個(gè)筒體直徑不同,故熱風(fēng)通過(guò)的斷面積不等,故濕物料在三層筒體內的運行速度不等。故可根據干燥過(guò)程水分蒸發(fā)的速度合理布置,三筒體的通過(guò)斷面,如內筒由于物料水分含量高,且干燥介質(zhì)濕度高,干燥強度大,故設計成斷面小些,使其烘干時(shí)間短,中筒、外筒由于物料含水逐漸減少,介質(zhì)溫度也相應增大,使其濕物料通過(guò)速度降低,延長(cháng)烘干時(shí)間,以其達到理想烘干效果。 2、 長(cháng)度縮小了三分之二,廠(chǎng)房面積相應縮小。 3、 機器鋼材消耗大大降低,由于其機重降低,裝機容量大大減少,相應電耗降低。 4、 保溫效果好,熱能利用率高。 1、工藝流程是:濕物料推入上料刮板運輸機,在刮板運輸機出料口前均料機將物料層攤平,等厚度的料流進(jìn)入上料螺旋輸送機,再將料排入熱風(fēng)爐出風(fēng)口處,被燃煤熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫熱氣流吸入三環(huán)滾筒干燥機內進(jìn)行烘干。烘干后的物料吸入排料系統,混入的石塊等雜物沉積到沉積裝置(定期排出),干物料在收集器(A)進(jìn)行料風(fēng)分離,干物料經(jīng)閉風(fēng)出料器排入冷卻系統,冷卻后的干料經(jīng)旋風(fēng)出料器(B)排出。進(jìn)入包裝機,裝袋外運。從收集器排出的熱風(fēng)一部分排入大氣,大部返回混風(fēng)室再進(jìn)行加熱。所有機組均由主控制中心控制,由自行研制的自動(dòng)控制系統對系統進(jìn)行自動(dòng)控制。 供熱系統可采用電、油、氣、煤,由用戶(hù)自選。 2、干燥特性分析 干燥機的干燥特性分析 干燥分為四段 AB段:預熱段,物料經(jīng)刮板輸送機進(jìn)入干燥機,由于高溫熱風(fēng)的作用使物料升溫,達到熱風(fēng)的濕球溫度,這時(shí)物料水分幾乎沒(méi)有變化,熱空氣溫度稍有降低,其放出的熱量主要用于物料的預熱。 BC段:等速干燥段,干燥速率為恒值,在此段物料表面始終存在一層自由水,熱風(fēng)傳給物料的熱量全部用于水份汽化。因而物料表面的溫度始終保持為空氣的濕球溫度不變,熱風(fēng)溫度及物料的水分迅速降低。 CD段:干燥進(jìn)入降速段。物料內部水份擴散速率小于表面水份汽化速率,物料表面沒(méi)有足夠的水份,故干燥速率降低??諝鈧鹘o物料的熱量大于水份汽化消耗熱量,故物料表面溫度不斷提高,空氣溫度進(jìn)一步降低。如果物料溫度達到絕干程度,物料溫度將與熱風(fēng)溫度一致。 DE段:為冷卻段,物料含水率已降到要求值,從干燥機排出,進(jìn)入冷卻系統,通冷風(fēng),使干燥物料溫度迅速略高于室溫,直接裝袋外運。 3、自動(dòng)控制: 由于采用高溫快速烘干新工藝,物料在烘干系統中,流動(dòng)時(shí)間只有幾分鐘,為保證烘干質(zhì)量,當濕物料含水率變化時(shí),相應烘干參數必須產(chǎn)生與其相適應的變化。這種變化必須由自動(dòng)控制系統完成。在此烘干系統中,我公司設計制造一種獨特的控制方法,首先設定物料烘干完成后的含水率,在烘干過(guò)程中,不論物料初含水及熱風(fēng)溫度怎樣變化,自動(dòng)控制系統都會(huì )自動(dòng)調整相應參數,保證干物料的設定含水率。 五、烘干成本低 采用下列節能措施: ⑴高溫快速烘干新工藝 ⑵尾氣循環(huán)利用:即排出的尾氣(100℃左右),大部返回到混風(fēng)室,再次加熱,作為新的烘干介質(zhì)。 ⑶采用高效燃煤熱風(fēng)爐上述措施使綜合熱效率達76%以上 ⑷機器裝機容量?jì)H是常規滾筒干燥機的八分之一 ⑸實(shí)現整機自動(dòng)化,節省操作人員,從而大大節省電能。 六、安全生產(chǎn) 由于采用高溫烘干工藝,且烘干物料皆為有機物,燃點(diǎn)較低,故在烘干過(guò)程中,如不加以特殊防范,產(chǎn)生燃燒、爆炸的可能。為此本系統采用: 1、尾氣回收,熱風(fēng)再循環(huán)的技術(shù),實(shí)際上干燥介質(zhì)類(lèi)似過(guò)熱水蒸氣,從而防止了燃燒的可能性。 2、為防萬(wàn)一,機組內裝有一套防燃,防爆裝置,即可烘干機偶發(fā)機內燃燒現象,也可在不停機情況下,加以消除。 七、可一機多用 可烘干各種片狀,纖維狀,粒狀物料。 如:糟渣、草炭土、苜蓿草、萬(wàn)壽菊、銀杏葉、大麥苗、菊芋粕、甜菜渣、玉米胚、蔬菜莖葉、秸桿、中草藥、木屑等多種物料。 八、結論: 由于采用高溫快速順流烘干新工藝,新型多環(huán)滾筒干燥機,高效節能燃燒熱風(fēng)爐。獨創(chuàng )的自動(dòng)控制,系統及一系列的安全防爆裝置,成功的解決了農業(yè)經(jīng)濟作物及農副產(chǎn)品烘干的諸多難點(diǎn)。經(jīng)多年的生產(chǎn)實(shí)踐考驗,其各項主要性能指標均達到國際^,并具有中國特色:以燃煤為干燥熱源,以其低烘干成本滿(mǎn)足低附加值產(chǎn)品的干燥,而市場(chǎng)售價(jià)大大低于進(jìn)口設備,故市場(chǎng)占有率居國內^,逐漸走向國際市場(chǎng)。
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