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低温循环式粮食干燥机降水能力生产性试验

时间:2018-01-11 13:15来源:《粮食与饲料工业》 , 2016 , 12 作者:张来林1,高杏生2,褚 点击:
以低温循环式粮食干燥机的实际数据为基础,对干燥机干燥时间、单位时间脱水量、水分检测值等进行了探究。结果表明,低温循环式粮食干燥机的干燥时间与粮食水分成正相关关系;单位时间脱水量为不定值,并呈逐渐降低的趋势;且第1次烘干后,实际水分值与设定值
张来林1,高杏生2,褚金林2,冯继明2,赵林辉2,孙华保2,李小龙2
(1.河南工业大学粮油食品学院,郑州 450001;
2.浙江嘉兴市粮食收储有限公司,嘉兴 314001)
 
摘 要:以低温循环式粮食干燥机的实际数据为基础,对干燥机干燥时间、单位时间脱水量、水分检测值等进行了探究。结果表明,低温循环式粮食干燥机的干燥时间与粮食水分成正相关关系;单位时间脱水量为不定值,并呈逐渐降低的趋势;且第1次烘干后,实际水分值与设定值之差在1.3%以内。
关键词:粮食;低温循环式干燥机;单位时间脱水量;干燥时间 
粮食干燥是指利用粮食籽粒的湿热传递原理,通过自然的或人工的方式,去除粮食中的部分水分,使其达到安全储藏范围的一种储粮手段[1]。通常自然干燥以自然通风或晾晒方式为主,降低粮食的水分;而人工干燥则是通过强制对流方式,使干热气体与粮食充分接触,在加热的同时,带走粮食水分。
浙北地区晚粳稻谷收获正处于日照不足、阴雨天气较多的深秋季节,湿稻谷含水量较高。随着现代化农业的大规模推进,原粮从农田收割到入仓的时间大为缩短,为解决湿稻谷降水与自然干燥(周期长,降水速度慢)间的矛盾,近年来浙江嘉兴地区投入大量资金用于购买粮食烘干设备,仅市级国有粮食企业烘干机就已超过26台,嘉兴市中心粮库2012年购进了6台低温循环式干燥机,从实践中得出一些体会,望能为其他储粮单位的烘干工作提供参考。
 
1 材料与方法
1.1 试验样品
浙江省嘉兴市库2012年从当地种粮大户处购得原始水分为15.0~30.0%的新稻1800t,共计干燥数量为193批次(完成进粮、干燥、出粮3个步骤为1批次),并对其进行干燥时间统计;其中选取6批次具有代表性的样品进行单位时间脱水量分析,对部分烘干后稻谷进行水分测定。
1.2 试验仪器
NEW PRO-120H型低温循环式干燥机,烘干机容量为12t;FSF型粉碎机;DHG-9123A型电热恒温鼓风干燥箱;BS-210S型分析天平;JFYZ-Ⅱ型粮食分样器。
1.3 试验方法
1.3.1 温度设定
粮食作为一种热敏性物料[2],如果长时间处于高温状态进行干燥,无论其生理品质还是食用品质都会明显下降,故烘干过程中的温度设定尤为重要。依据低温循环式干燥机的操作说明,在进粮满塔及外界气温为0~15℃情况下,设置干燥热风温度为52~55℃。
1.3.2 统计干燥时间
针对193批次干燥样品,记录了全部稻谷的初始水分和干燥时间,并对水分值为(30.0±0.2)%、(29.0±0.2)%、(28.0±0.2)%、(27.0±0.2)%等一系列稻谷的干燥时间作平均值统计。
1.3.3 采集脱水量数据
从193批次样品中,选取6批次样品作“单位时间脱水量”分析,其基本情况见表1。在实际生产中,每1h记录6台烘干机上显示的水分数据。
1.3.4 水分测定
出粮过程中,以分时分段的取样方式确保所采样品涵盖全塔各层,使样品具有均匀性和代表性;用双层样品袋密封样品,防止保存及送往化验室检验过程中的水分流失。采用GB/T 5497-1985中105℃恒重法[3]对干燥机样品的水分测定值进行校对,通过统计分析确定烘干机的误差。
 
2 结果与分析
2.1 干燥时间分析
从图1可以看出,干燥时间与稻谷水分之间存在明显的正相关关系,水分越高,干燥时间越长,并得出干燥时间与水分的关系函数为y=1.32x-17.6(x≥15.0)。在实际应用中,该函数对于指导日后干燥工作有重要意义。
2.2 单位时间脱水量分析
单位时间脱水量是评价干燥机性能优劣的一项重要指标。对于相同的粮食种类、相同型号的干燥机和外部环境,粮食在单位时间的脱水量是有规律可循的。
由图2可见,随着干燥时间的延长,稻谷的水分逐渐减少,同时表现为三段近似的线性关系。在干燥初期(水分>20%),单位时间脱水量高,平均为0.85个百分点/h;在干燥中期(水分15~20%,含20%),平均脱水量为0.6个百分点/h;在干燥后期(水分14.5~15%,含15%),单位时间脱水量最低,为0.25个百分点/h。用数学关系式可以表示为:
         
分析其原因,干燥初期,粮粒中的自由水比例很高,当与快速流动的干热空气接触时,二者迅速进行传热传质,使自由水以水蒸气的形式脱离粮粒;到干燥中期,自由水消失殆尽,此时粮粒中主要是一部分毛细管凝结水和结合水。由于结合水不易流动和蒸发,所以造成了单位时间脱水量的降低。
2.3 水分检测值分析
由表2可知,第1次烘干后,有12份样品水分达到设定值14.5%以下,有8份样品未达到设定值,未达到设定值的样品占全部样品的40%;另外,实际水分值和设定值之差在1.3%以内。其实,存在干燥机检测误差是由低温循环式干燥机本身的结构和设计原理决定的。由于热风的流向和粮食流向相垂直,那么靠近进风口侧的粮食率先接触到热风,吸收了大部分热量用于提高自身温度促进水分蒸发。于是,在排风口侧的空气温度最低,而湿度最高,传热传质的能力就很有限了。所以进风口侧的粮食水分下降幅度大、降水快,排风口侧的粮食水分下降幅度小、降水慢。
针对未达到安全水分的稻谷,采用复烘的方式,可以使其水分进一步降低。如表2中,随机采样经过复烘一次的稻谷,其水分值均在14.5%以下。但是,由于一部分稻谷过度干燥,会导致水分不均匀度增大。
另外,在稻谷干燥过程中,我们未做稻谷烘干的爆腰率检测,但从浙江省粮油质检站对此批入仓粮所出示的满仓鉴定报告中可看出:烘后稻谷等级为国标三等,出糙率为77.7%、水分为13.8%、杂质为1.0%、脂肪酸值为13.6mgKOH/(100g)、整精米率为70.0%,指标符合国标要求,间接说明了烘后粮食品质良好。
 
3 结论
(1)依据稻谷的干燥时间与水分含量的关系图或关系式,可以预测不同水分粮的干燥时间,为粮库烘干作业提供参考。
(2)干燥后,未达到安全水分的稻谷采用复烘的方式可以进一步降低水分。但是,低温循环式干燥机本身结构所引起的水分不均匀度过大,导致入仓稻谷发生湿热扩散,会对储粮安全构成严重威胁。采取机械通风的方法,促进粮堆内水分的均衡分布,可以消除这一潜在风险。
 
参考文献
[1] 赵思孟. 简明粮食干燥教程[M].北京:中国物资出版社,2002.
[2] 王若兰.粮油储藏学[M].北京:中国轻工业出版社,2009.
[3] GB/T5497-1985,粮食、油料检验水分测定法[S]. 

(责任编辑:lsgy100)
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