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5GSH-16型水稻保质干燥烘干机的研制
发布时间：2013-10-11 08:38 来源：未知
摘要：水稻干燥后的品质问题是水稻干燥的关键问题，水稻干燥不仅要求生产率高，还要保证干燥后的品质好。本论文从水稻保质干燥原理出发，设计并简述了5GSH-16型水稻保质干燥烘干机的工艺流程、结构特点及主要设计参数。该机型采用五级顺流连续式加热及缓苏和一级逆流冷却的干燥工艺，间接加热，热风温度在50～160℃之间自动控制，通过生产实践证明该机型具有热效率高，节能显著，烘干品质好，单位质量成本低，自动化程度高等优点。
0、引言
水稻是我国主要粮食作物，近年来东北垦区水稻种植面积迅速扩大，东北寒区水稻收获在十月初，气温在0℃左右，收获季节紧，因此大部分水稻采用水稻联合收获机联合收获，收获后的水稻含水率高，水稻收获后的干燥问题便成了十分迫切的问题。而干燥后的品质问题是水稻干燥的关键。水稻干燥不仅要求生产率高，还要求干燥后品质好，即爆腰率低，口感好。美国的资料表明，高等级大米(碎米率低于10%)与低等级大米的差价约为100美元／吨，我国稻谷年产量约为118亿吨，但因大米的品质不高，达不到国际市场对品质的要求，影响了稻米的出口和创汇。因此研究开发性能优良、工作安全可靠、制造成本及干燥成本低廉且能保证干燥品质的稻谷干燥设备，对保证我国水稻的加工及稻米在国际市场上的竞争力具有重要意义，富通新能源销售木屑颗粒机、木屑烘干机等生物质颗粒燃料成型、木屑烘干机械设备。
1、5GSH-16型水稻保质干燥烘干机的设计方案
1.1设计要求
稻谷的干燥不同于其它粮食作物，稻谷籽粒由坚硬的外壳和米粒组成，干燥时外壳起着阻碍籽粒内部水分向表面转移的作用，所以稻谷的干燥较其它作物更困难，同时稻谷干燥时容易出现爆腰，影响稻米的品质，因此设计水稻干燥烘干机时应考虑满足生产率及干燥品质要求，同时还应考虑满足热效率高、环保、节能、干燥成本低等要求。
1.2干燥工艺流程
根据对水稻的谷物特性及国内外有关资料的分析，干燥水稻时为保证干燥品质，介质温度不能过高，同时要控制粮食本身的温度。采用不同的干燥工艺，其粮温和风温的差值是不同的。在黑龙江八一农垦大学工程学院干燥实验室进行了逆流、混流、顺流等几种干燥工艺的试验研究，研究了干燥工艺对粮食温度的影响进而对品质的影响，研究结果表明：与其它几种干燥工艺相比，顺流干燥时粮温和风温相差最大，风温高达120℃时粮温仍可保持在42℃以下。对水稻品质破坏的影响最小，因此采用顺流干燥工艺有利予满足生产率并保证烘后品质。
采用具有缓苏功能的干燥工艺，即加热一缓苏一加热一缓苏一五级顺流式干燥工艺，在缓苏过程中，使内部水分向表面扩散，降低籽粒内部的水分梯度，使内外水分趋于平衡，可消除籽粒本身的热应力，减小爆腰率。
同时有研究表明稻谷干燥时降水过快或冷却过快均易产生爆腰，为了保证稻谷的干燥品质，干燥速度不可过快，日本的研究认为干燥稻谷时降水率应控制在0.8%-1%以下，因此应选择多级干燥工艺。既可保证干燥后品质，又可达到一次降至安全水分，实现连续干燥作业�；谝陨涎芯考胺治觯�5GSH-16型水稻保质干燥烘干机采用五级顺流缓苏干燥工艺。其具体工艺流程如下：
水稻→预储→I级加热→缓苏→II级加热→Ⅱ缓苏→In级加热→III缓苏→Ⅳ级加热→Ⅳ缓苏→V级加热→V级缓苏→逆流冷却→排粮。
2、主要结构及技术性能参数
2.1结构
SGSH-16型干燥烘干机主体采用双层金属单塔式结构，中间使用岩棉进行保温。结构主要包括上盖、五层缓苏段、五层进气段、排气段、冷却段及底座、排粮等几部分。目前，烘干机采用的换热器形式较多，但多数存在以下缺点：热效率低、使用寿命短。本机的换热器为WRFL-120型卧式热风炉，炉采用卧式套筒结构，其炉体采用两体结构，该结构避免了炉火对换热器的烧损，延长了使用寿命，热效率高，可达70%以上，保证了烘干机的性能要求。以加热的新鲜空气为热介质，对稻谷的污染小，同时由于采用了保温结构减少了热量损失，适于北方使用。排粮结构采用滑板外槽轮式结构，用水平输送带输送排粮，降低了水稻的破碎率。干燥烘干机结构示意图如图所示。
2.2主要技术参数
通过试验台试验，确定了SGSH．16型水稻保质干燥烘干机的主要参数及性能指标如下：
主机结构尺寸：2080×3080×18290mm
配套提升机生产率：60t/h
配套热源：WRFL-120型卧式热风炉
整机容积：100m3
装机粮重：70t
3、主要工艺参数及设计依据
SGSH-16型水稻保质干燥烘干机工艺参数设计主要从以下几个方面考虑：爆腰率、介质温度、粮食温度、生产率，能耗及干燥烘干机主要结构尺寸。
在保证生产率的条件下减少爆腰率是保质干燥的设计依据。为了保证烘后品质，减少爆腰率，必须采用较低的介质温度，结合顺流干燥工艺特点及该机一机多用的要求，该机介质温度可选择50～160℃。烘干水稻时温度选择90℃以下，通过试验此时粮食温度可控制在40℃以下，该温度可以满足稻谷干燥后的品质要求。
4、经济效益分析
通过节能、节电、节人工等计算，该机单位烘干成本降低20%左右，按日生产300吨计算，每个烘干周期可烘干水稻6万吨。其产值约为180万，节约成本36万，经济效益60万，当年既可收回成本并赢利。
由于烘干品质好，爆腰率明显低于国家标准，相对地提高了粮食等级。由于本机烘干后的水稻糙米的裂纹及龟裂的比率很小，因此在烘后将水稻加工成大米的过程中，碎米率低，提高了水稻的出米率，经试验出米率提高5%以上。水稻按7500kg/kh2计算，每公顷可多出米150千克，按市场价可增收150元，垦区1000多亩水稻每年增收3亿元以上。经济效益相当可观。
5、结论与创新
测试结果和对实际干燥作业考核表明，5GSH-16型谷物烘干机完全满足设计要求，并得出如下结论与创新：
1)该机烘干水稻，其烘干品质好，干燥不均匀度、爆腰率等指标明显低于国家标准。
2)该机以燃煤间接加热，热风炉为卧式套筒结构且采用炉体与换热器分体结构，使用寿命延长，其热效率可达70%以上。
3)该机主体采用单塔式结构，并采用五级顺流高温加热及缓苏，逆流冷却及排粮干燥工艺，较好地解决了水稻干燥中存在的热风温度低、均匀性差、结构庞大、生产率低等问题。
4)该机排粮结构采用滑板式外槽轮结构，用水平输送带输送排粮，降低了水稻的破碎率，对提高水稻干燥的品质具有重要意义。同时该机具有良好的通用性，通过温度调节可用于烘干玉米、小麦等。
