高水分玉米真空低温干燥工艺生产性试验研究

发布时间:2021-12-10 00:50 阅读次数:
本文摘要:东北是我国的玉米主产区,产量占到全国的30%~40%。不受大自然条件的影响,玉米进账水分常达22%~30%;成熟度及含水率都不均匀分布,根据玉米热敏性物料潮湿的热特性及市场拒绝,考虑到它的热稳定性及碎裂敏感性的特点,使用真空低温干燥技术生产性试验方法,对潮湿工艺及方式展开了分析研究,设计了300t/d低水分玉米真空低温倒数潮湿工业自动化生产线,并对生产性试验关键技术展开了分析和研究。

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东北是我国的玉米主产区,产量占到全国的30%~40%。不受大自然条件的影响,玉米进账水分常达22%~30%;成熟度及含水率都不均匀分布,根据玉米热敏性物料潮湿的热特性及市场拒绝,考虑到它的热稳定性及碎裂敏感性的特点,使用真空低温干燥技术生产性试验方法,对潮湿工艺及方式展开了分析研究,设计了300t/d低水分玉米真空低温倒数潮湿工业自动化生产线,并对生产性试验关键技术展开了分析和研究。

依据试验结果,分析玉米含水率、潮湿介质温度、真空度、玉米温度、潮湿时间、汽化冷却温度等参数之间的联系与相互作用。生产试验指出:玉米含水率在24%时,保持干燥塔内真空度-0.096MPa,使用95~100℃的高温水冷却,汽化冷却温度40~43℃,一次降水幅度超过10%~15%。确保了玉米品质的色、香、味、形及营养成份,具备潮湿品质好、降水速度快、产量低、能耗较低、操作者便利、经济性价比高等优点。关键词低水分玉米真空低温干燥生产性试验节约能源高效绿色环保Keywords:CornwithHigh-MoistureContent,Low-TemperatureVacuumDrying,ProductionTest,Energy-Saving,EnvironmentalProtection0章节东北低水分玉米真空低温干燥新技术研究与研发是“十五”国家科技攻关项目——“粮油产品储藏及品质检测关键技术研究”项目的专题之一,是根据谷物水分汽化冷却温度的强弱随环境压力大小而变化的原理,利用干燥塔及真空泵等构成具备一定真空的空间,在真空低温状态下倒数对低水分玉米展开水解潮湿。

按照“高质量、低营养、高效益、低损耗、低污染、低成本”的绿色环保潮湿理念,通过生产性试验研究涉及的潮湿工艺技术及装备。到目前为止,国内外对于低水分玉米的真空低温干燥技术和工艺所展开的生产性试验研究不多。本文针对低水分玉米降水幅度大、潮湿周期短的特点,展开真空低温干燥工艺生产性试验,并对实际试验结构展开了分析和辩论,为完备低水分玉米的潮湿技术和研究研发高性价比的潮湿装置获取简单参照依据。

1试验目的、原理和内容1.1试验目的试验和检验真空低温干燥装置系统的适应性、稳定性、连续性、可靠性,使之超过节约能源高效、绿色环保,并确保潮湿产品质量的目的。解决问题实际生产性试验中遇上的一系列问题,为建设工业自动化示范性生产线成套装备的设计与研究获取参照依据。1.2真空潮湿原理由此可知,水在汽化过程中,汽化温度跟蒙受的流体成对数关系,就是说,水的汽化温度随其所忍受的流体的减少而增高,随其降低而减少,在真空条件下构建低温汽化;在压力ps恒定的情况下,对系统冷却,为维持公式均衡,必需有更加多的液体汽化,使潮湿速度减缓;如果保持T恒定,减少ps,某种程度不会有更加多的液体转化成为蒸汽,这也是减缓真空潮湿速度的方法之一。1.3测量内容真空潮湿室内的真空度和汽化冷却温度;进机玉米的含水率和温度;出机玉米的含水率和温度;供热温度;玉米破碎率、裂纹亲率电子货币;水分不均匀度等。

2试验用粮和方法2.1试验用粮2005年大自然进账的高水分玉米,倒数处理量15t/h,产地吉林。平均值含水率为24%~30%,含水率不均匀度大于3%,杂质高于0.9%,无霉变。2.2试验方法在玉米真空低温干燥装置入粮口和排粮段的全断面随机提取原粮或潮湿过程中的试样,每60min所取一次,每次所取5kg,共100次,然后混合均匀分布。

利用采样法、除去法、压升法、温度对比法等辨别潮湿否超过拒绝。试样含水率、水分不均匀度、裂纹亲率、破碎率等测量按GB6970方法展开。2.3试验设备和地点使用国家粮食储备局郑州科学研究设计院生产的5ZHCY15型玉米真空低温干燥装置及清扫滤、斗式提升机、皮带输送机、抽真空系统、供热系统、冷却系统、电气温控系统等设备。

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电脑水分测定仪0%~40%、YSG-3型真空压力表、XMT-102型数显温度传感器、半导体点温度计0~100℃、SL-401型声级计、FSF型粉碎机、TQ3288(分度值0.1mg)分析天平、温度计0~100℃等仪器作为试验检测设备,该真空潮湿装置为连续式机型。在重力起到下,物料行踪过程中大大下坠不利于被潮湿物料内部湿分的迁入及水分子的运动,从而使物料超过潮湿的目的。物料从顶部转入至底部排泄为一个潮湿周期,一次降水符合生产拒绝。试验地点东北吉林省,时间2005年11月至2006年3月。

3结果与分析3.1试验结果该真空低温干燥自动化倒数生产线已在吉林省德惠国家粮食储备库投入使用,应用于效果较好。十几天的生产数据指出,该机组的实际生产能力平均360t/d,合计潮湿玉米6000t以上。

经黑龙江省农业部潮湿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,装机功率大于200kW,工作真空度-0.096MPa,汽化冷却温度大于45℃,裂纹增加率高于5%,碎裂增加率高于1%,潮湿不均匀度高于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,单位热耗高于5000kJ/kgH2O;而当地75台玉米热风烘干机的平均值单位热耗为7380kJ/kgH2O,在完全相同初始条件下近高于当地热风干燥机热耗指标,节约能源30%左右,噪声高于85dB(A),环保性能低。出机玉米品质优良,需要确保玉米品质的色、香、味、形及营养成份。在整个生产周期内,物料出入干燥机简洁,无堵料现象再次发生,各测试温度、真空度和压力皆无出现异常波动现象,解释真空低温干燥系统气密性较好,抽真空系统、冷却系统、物料运送系统及电气温控系统等皆工作长时间。

真空低温干燥装置系统的连续性、适应性和稳定性获得了更进一步的试验检验。3.2潮湿介质温度与玉米水分该经验公式限于于各种谷物,谷物水分在3.2%~35%(滑基)之间;潮湿时间在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,两种临界温度有有所不同的系数a,但系数b和c完全相同。

其中玉米的初始水分和潮湿时间是要求玉米热敏感性的主要因素。为了取得玉米安全性潮湿温度和提升潮湿速度,采行真空低温干燥方式。

由于真空干燥塔内物料温度的可控性、一致性不不受冷却介质温度影响,只不受真空度要求。以t=95~100℃的热水作为载有冷体循环冷却,合理设计的冷却系统及真空干燥室可使潮湿温度超过40~43℃。这正是玉米适合的潮湿温度范围。热水的热含量低,温度平稳,工艺过程不易掌控,潮湿质量有确保。

高温热水锅炉耗资较低,安全可靠,操作者更容易。热水循环冷却,既节约用水又全部重复使用热水余热,并可简化软水处置设备。高温水循环冷却使用高温热水锅炉,热水循环系统在表压P=0.3MPa的压力下运营,并掌控水温t≤115℃。该法的关键在于系统的保压措施,必需保证热水的饱和状态温度比实际温度大30℃左右,以免循环热水泵再次发生汽蚀。

3.3真空度、潮湿速度与含水率的关系真空度低,不利于水分在较低的温度下汽化,但真空度过低有利于冷的传导,影响对物料的冷却效果。潮湿速度是体现玉米中水分迁入速度的主要指标,在确保潮湿质量的前提下,不应尽可能提升潮湿速度。潮湿初始阶段,物料含水率低,换热过程较为理想,真空度越高,水分冷却就越慢;随着对流的弱化,以及热阻的减小,玉米含水率越来越少,如果保持真空泵抽速恒定,真空度更加大,对流更加很弱,潮湿效率越来越低。使用脉动的真空度,合理调配真空度和对流传冷至*欠佳结合点,效率更高。

真空度低时,首先将物料微毛细孔中的水分取出,此时,微毛细孔从罄渐渐逆大头,即微毛细孔显得不畅通,深部的水分容易排泄,而再行随着真空度的减少微毛细孔再行渐渐显得罄、畅通。在提升真空度时,内层的水分又不易排泄。重复展开,水分能较慢排泄。

比抽真空仍然放下去,不重复效果要好得多,而真空度减少的过程,又是一个掺气过程,掺进来的气体使潮湿室内空气激增,提升了对流效果,使得物料本身加剧速度减缓,所以说道真空脉动法潮湿较好的顾及利用了较慢提升温度和减少压力这两个不利于潮湿的条件。接下来随着物料深层温度的大大提升,物料水分气化减缓,内部压力减小,而外部真空度渐渐提升,压力渐渐减少,内外压差渐渐减小,深层水分更进一步蔓延、阻塞,随时间的缩短使物料中水分愈来愈少,超过较完全潮湿的目的。3.4真空度与冷却温度的关系水在汽化过程中其温度与蒸汽压是成正比的,饱和状态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慢排泄使其潮湿,一般来说所使用的方法一是提升真空度,二是提升温度。提升真空度目的主要是减少物料周围环境的压力,这样不利于物料其微毛细孔中的水分变为水蒸气蔓延迁入排泄。

提升温度的目的,主要是提升物料的水蒸气分力,在含水量完全相同的情况下,温度越高,蔓延效果就越好,从而提升了物料的潮湿速度。提升真空度减少物料周围空间压力的目的,也是为了减少水分的饱和状态蒸汽分力,真空度愈多低,水分的饱和状态蒸汽分压愈多较低,水分愈易冷却,物料潮湿的愈快。

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可见,提升温度和提升真空度都是为了减缓物料的潮湿,提升潮湿效率。根据物料的特性,维生素C多达40℃就分解成,转变了原先性能;蛋白质在高温下变性,转变了物料的营养成分,冷却温度不应高于淀粉的糊化温度43℃,综合考虑到冷却温度及真空度的影响。真空潮湿物料的温度梯度小,物料内和表面之间压力梯度大,水分迅速横过表面,可消除常压潮湿情况下更容易产生的溶质流落及表面硬化现象,同时能提升潮湿速率,延长潮湿时间,减少设备运转费用。

4结论通过生产性试验证明:(1)该潮湿工艺及生产线设计合理,符合低水分玉米工业自动化300t/d生产设计拒绝。(2)真空潮湿品质显著高于传统热风浸泡品质,较好地确保了玉米原先品质。

(3)同当地75台玉米热风烘干机比起,煤耗显著高于同气温工作的常压热风潮湿,节约能源30%左右。(4)潮湿温度较低、潮湿速度快,显著慢于常规热风潮湿,表明出有强劲的生命力。本文真空低温干燥技术,为类似于性能产品的潮湿以及研制500t/d以上大型真空低温干燥生产线获取了经验,具备一机多用途及独有的环保节约能源功效与创新性。

在同类谷物产品干燥设备中居*地位。真空低温干燥装置的研制成功,受到国家粮食、饲料、食品、化工、环保等涉及行业的高度重视,具备较小的市场研发价值。


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