试论粮食干燥与储存应用技术对策

1、    试论粮食干燥与储存应用技术对策    张晋熙+王若涵摘 要：目前，我国大部分的粮食等农产品仍没有条件获得先进干燥技术的处理。据有关统计，由于得不到及时的干燥处理，我国平常年景损失的粮食达50亿kg。这方面的缺陷将削弱我国产品的竞争力。本文就利用热介质，在恒速干燥最后阶段，加入微波辅助加热，利用微波加热的特点，加快内部水分向外部扩散的速率，缩短降速干燥阶段时间，对粮食干燥与储存技术进行探讨。关键词：粮食干燥与储存；微波辅助；应用技术随着科学技术的进步和我国近年来粮食市场的发展，国家惠农政策、措施的逐项出台、落实，粮食价格逐步攀高，粮食生产机械化作业

2、得到了迅速发展。由于农村劳动力减少、晒场因素制约及粮食收获方式的转变，农民出售的新粮往往水分偏高，特别是玉米水分多在17%30%之间，就北方的粮食诸如玉米等干燥而言，降速干燥阶段时间占整个干燥时间的2/3，蒸发掉的水分却不足全部水分的1/3，如在传统干燥的恒速干燥最后阶段，在进入降速干燥之前，加入微波辅助加热技术，加快内部水分向外部扩散的速率，这样可以大大缩短降速干燥阶段时间，也使整个干燥时间缩短，从而达到高效节能的目的。1 总体结构烘干机由四部分组成：带式干燥机及配风系统、燃烧系统、微波辅助加热系统、控制系统。带式干燥机由机箱、带传动系统组成，带速可无级调节。配风系统包括进、出风管、循环风机

3、、排潮风机及控风门。微波辅助加热系统包括微波加热腔、微波源、微波源外罩及进、出料微波抑制器。2 烘干机主要参数的确定通过干燥过程的物料衡算和热量衡算，确定主要参数，包括计算水分蒸发量、空气耗量、天然气用量及微波能耗。在干燥过程中，新鲜空气（其状态为环境温度t0，湿度h0，热焓i0，干空气量l）进入空气加热器，加热后（其状态为t1， h1=h0， i1， l）进入干燥器，在加热器中物料被干燥，由含水率m1降至m2，物料温度由tm1升至tm2后排出干燥器；而干燥空气温度下降、湿度增加后排出干燥器（其状态为t2， h2， i2， l）。（1）原料玉米的质量流量g1（kg/h）：根据要求g1=1000

4、kg/h。（2）产品玉米的质量流量g2：g2= g1 *（1-m1）/（1-m2）式中：g2为产品玉米的质量流量，kg/h；g1为原料玉米的质量流量，kg/h；m1为原料玉米的湿基水分，28%；m2为产品玉米的湿基水分，14%。带入数值，计算得到：g2=837kg/h。（3）玉米中去除水分的质量流量mw：每小时去除的水分质量流量mw，由如下公式计算：mw=g1*（m1-m2）/（1-m2）式中：mw为每小时去除的水分质量流量，kg/h；带入各值，计算得到：mw=163kg/h（4）干燥介质进入干燥室时的湿含量h1：因h1=h0，当温度为t0=-20，相对湿度为35%，查表得h1=0.001（5

5、）干燥介质离开干燥室时的湿含量h2：温度为t2=35，相对湿度为80%，查表得h2=0.029（6）干燥介质湿比容（m3/kg）：=（0.773+1.244* h1）（273+t1）/273=1.002（m3/kg）式中：t1=70（7）干燥介质流量l（kg/h）：l=mw /（h2-h1）=5821.4（kg/h）（8）干燥介质体积流量v（m3/h）：v=l*=5833（m3/h）（9）干燥介质离开干燥室时的焓值i2：i2=1.01t2+h2（2501+1.86t2）=35.35+0.029*2566.1=109.8（kj/kg）（10）干燥介质进入加热室时的焓值i0：i0=1.01t0+h

6、1（2501+1.86t0）=-20.2+0.01*（2501-37.2）=4.44（kj/kg）式中：t0=-20（11）加热器加入的热量qh（kj/h）：系统输入热量：1）湿物料g1带入的热量：因为g1=g2+mw，所以湿物料g1带入的热量为g2cmtm1+ mwctm1 2）空气带入的热量li0 3）加热器加入的热量qh系统输出热量：1）产品g2带走的热量：g2cmtm2 2）废气带走的热量：li2 3）干燥器散热损失ql 取ql=10%qh综合以上：g2cmtm1+mwcwtm1+li0+qh=g2cmtm2+li2+10%qh得：90%qh=g2cm（tm2-tm1）+l（i2-i0

7、）-mw cwtm1式中：cw为水的比热容，4.187kj/（kg·）；tm1为原料玉米的温度，-20；tm2为产品玉米的温度，60；cm为产品玉米的比热，2.01 kj/（kg·）最后qh=846202（kj/h）=202150 kcal/ h（12）天然气燃烧热为8000kcal/m3，则天然气用量为25.3m3/h。（13）微波功率p（kw）：假设降速干燥开始时，玉米中应去除的水分还剩1/3（54kg），此时的质量流量（包含水分在内）为mj，含水率wj=（54+1000×14%）/mj=21%，设经微波加热后，含水率为20%，粮食温度由t1（60）变为t2（

8、70），加热效率1（80%），微波转换效率2（70%），在标准大气压力下，水的气化热539kcal/kg，产品干燥时，所需要的热量为q，可得：mj=1000×（1-28%）+54+1000×14%=914kg/h=15.23 kg/minq=mj×w1（t2-t1）×1+c（1-w1）（t2-t1）+539（w1-w2）=171.8（kcal/min）則微波功率p=0.07q/12=21（kw）3 总结玉米是我国主要的粮食资源，研制烘干玉米的关键技术和装备，已成为节能减排、建设玉米绿色供应链的关键，且众多生产领域还没有采用先进的干燥技术和装备，更有巨大的市场还有待于开发。使用可燃气，主要成份为甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，属于清洁能源，采用微波干燥，速度快、加热均匀，同时具有杀菌、减少污染的作用，结合热风干燥，能达到节能的目的，目前在粮食烘干