一種沼氣紅外輻射滾筒谷物干燥機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種干燥設(shè)備，屬于農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域，尤其是涉及一種沼氣紅外輻射滾筒谷物干燥機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]我國(guó)是世界上最大的糧食生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)家，2011年總產(chǎn)糧食5.7億噸。近年來(lái)，由于農(nóng)業(yè)體制的完善，農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣，我國(guó)的糧食總產(chǎn)逐年穩(wěn)步增長(zhǎng)，但是，我國(guó)地域遼闊，氣象萬(wàn)千，在谷物收獲季節(jié)，往往遇到陰雨天氣，使谷物不能及時(shí)干燥而發(fā)芽霉變，造成巨大損失。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運(yùn)輸?shù)冗^(guò)程中的損失高達(dá)15%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織規(guī)定的5%的標(biāo)準(zhǔn)。在這些損失中，每年因氣候潮濕，濕谷來(lái)不及曬干或未達(dá)到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失的糧食高達(dá)50億千克，嚴(yán)重的年景損失高達(dá)10%甚至還要多，經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)300億元?600億元。東北地區(qū)麥?zhǔn)諘r(shí)期平均每三年就有一年是雨季，特別需要糧食干燥機(jī)械，廣東省常年情況下糧食損失約2億?3億千克，嚴(yán)重時(shí)達(dá)5億千克。
[0003]我國(guó)糧食儲(chǔ)藏受經(jīng)營(yíng)體制限制，并且存在糧庫(kù)集中儲(chǔ)糧和農(nóng)戶產(chǎn)地分散儲(chǔ)糧兩種方式。第一種方式是國(guó)家糧庫(kù)集中收購(gòu)潮糧，基本采用大型干燥機(jī)進(jìn)行集中干燥，然后進(jìn)行存儲(chǔ)；第二種方式農(nóng)戶分散自行進(jìn)行干燥后，向糧庫(kù)繳納安全水分的商品糧并進(jìn)行存儲(chǔ)。在糧食主產(chǎn)省，由于糧庫(kù)干燥設(shè)施完備，糧食損失也較少(3%左右)，而農(nóng)戶產(chǎn)地分散儲(chǔ)糧嚴(yán)重缺乏必要的干燥機(jī)等設(shè)備，造成5%?15%的損失。目前，國(guó)內(nèi)干燥機(jī)械保有量以年均50%左右的增幅快速攀升，但每年機(jī)械烘干谷物僅占全國(guó)谷物總產(chǎn)量的1%左右，而世界發(fā)達(dá)國(guó)家機(jī)械谷物烘干能達(dá)到總產(chǎn)量的95%左右，可見(jiàn)我國(guó)谷物烘干機(jī)械發(fā)展遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能適應(yīng)于谷物生產(chǎn)發(fā)展需要。
[0004]糧食干燥技術(shù)通常有熱風(fēng)干燥、就倉(cāng)干燥、低溫真空干燥、熱泵干燥、太陽(yáng)能干燥、微波干燥、紅外輻射干燥、聯(lián)合干燥法等。
[0005]熱風(fēng)干燥法是目前應(yīng)用最為廣泛的糧食干燥方法，約占我國(guó)糧食干燥作業(yè)的90%。它是采用具有一定溫度的熱空氣經(jīng)過(guò)所要干燥的物料表面以降低物料的水分，從而達(dá)到干燥的目的。傳熱方式以對(duì)流傳熱干燥方式為主，應(yīng)用較多的是順流干燥、順混流干燥和流化床干燥等干燥方式。熱風(fēng)干燥操作簡(jiǎn)單，成本低廉，在較高干燥溫度下效能較高，但因干燥處理溫度高，造成部分糧粒爆腰(爆腰率7%以上)，使色香味和營(yíng)養(yǎng)成分遭到破壞，產(chǎn)品檔次降低，不適宜高品質(zhì)糧食的干燥，而在較低工作溫度環(huán)境下熱風(fēng)干燥熱效率大受影響，能源利用率較低，成本較高。相對(duì)而言，這種干燥技術(shù)存在許多缺點(diǎn)，如干燥速度較慢、消耗的能量高，但操作易控制。
[0006]就倉(cāng)干燥是將自然空氣或加熱空氣作為干燥介質(zhì)，對(duì)倉(cāng)內(nèi)高水分糧食進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)處理。其特點(diǎn)是糧食收獲后即可入倉(cāng)，減少倉(cāng)外晾曬、干燥等環(huán)節(jié)，可最大限度地保持糧食品質(zhì)。該方法一次性處理數(shù)量大，投資較小，干燥成本較低，損失小，適合大批量、規(guī)?；稍锾幚?。缺點(diǎn)是大型糧倉(cāng)深層糧食的通風(fēng)干燥困難、干燥不均勻現(xiàn)象普遍，不適宜干燥同批次水分含量相差較大的谷物等。目前，適合我國(guó)房式倉(cāng)儲(chǔ)糧形式的移動(dòng)式立體就倉(cāng)干燥技術(shù)已經(jīng)在部分地區(qū)投入實(shí)際應(yīng)用，該成套設(shè)備采用組合方式，移動(dòng)安裝方便，可以設(shè)備移動(dòng)代替糧堆移動(dòng)，設(shè)備一次投資，可多次多倉(cāng)使用。
[0007]低溫真空干燥法是根據(jù)糧食水分沸騰蒸發(fā)溫度的高低隨環(huán)境壓力大小而變化的原理，利用蒸汽射流真空技術(shù)形成具有一定真空度的空間，在真空低溫狀態(tài)下連續(xù)對(duì)含水率高的糧食進(jìn)行脫水干燥。作業(yè)時(shí)糧食內(nèi)外溫度梯度小，由逆滲透作用使得糧食中的水分獨(dú)自移動(dòng)，克服了溶質(zhì)散失現(xiàn)象，可保證糧食烘干后原有的色、香、味，營(yíng)養(yǎng)成分、品質(zhì)基本不變，便于儲(chǔ)藏、運(yùn)輸和銷(xiāo)售。該方法具有處理量大、降水幅度高、操作靈活、使用方便等優(yōu)點(diǎn)。其不足之處是設(shè)備一次性投資大，當(dāng)前的塔形連續(xù)式真空干燥設(shè)備在干燥倉(cāng)內(nèi)無(wú)導(dǎo)向裝置，被干燥物料在倉(cāng)內(nèi)無(wú)法橫向交叉流動(dòng)，倉(cāng)體結(jié)構(gòu)保溫性、密封性要求高，干燥后的糧食品質(zhì)穩(wěn)定性難以確保。此外，由于真空干燥的汽化沸點(diǎn)低、干燥溫度低，氧氣含量只有常壓干燥的5%，故可用于糧食種子的干燥。
[0008]熱泵技術(shù)是從低溫?zé)嵩次諢崃浚蛊湓谳^高溫度下放出可利用熱量的技術(shù)，是一種節(jié)能效果明顯而又切實(shí)可行的新型干燥技術(shù)。利用制熱工質(zhì)在蒸發(fā)器中減壓蒸發(fā)，從干燥尾氣中回收利用余熱，而氣態(tài)工質(zhì)再經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后進(jìn)入冷凝器，在較高溫度下冷凝釋放出潛熱預(yù)熱新鮮空氣，使干燥介質(zhì)得到比廢氣溫度還高的溫度，達(dá)到干燥物料的目的。在國(guó)外，熱泵干燥技術(shù)已廣泛應(yīng)用于谷物、果蔬、水產(chǎn)品等物料的加工過(guò)程。我國(guó)熱泵干燥技術(shù)的研宄起步于20世紀(jì)80年代，在糧食規(guī)?；瘧?yīng)用方面還沒(méi)有取得實(shí)際性突破。
[0009]太陽(yáng)能干燥是利用太陽(yáng)輻射的熱能，將濕物料中的水分蒸發(fā)除去的干燥技術(shù)。利用太陽(yáng)能進(jìn)行糧食干燥一般有2種方式，一是以空氣或水為介質(zhì)，在有陽(yáng)光照射的情況下利用太陽(yáng)能熱水器可以將水溫加熱到98°C，再利用熱水介質(zhì)來(lái)干燥物料；二是建立被動(dòng)式太陽(yáng)能暖房，將被干燥物料置于暖房?jī)?nèi)干燥。太陽(yáng)能干燥最大的不足是一次性投資較大，且受天氣狀況的影響大，經(jīng)常需要與其他干燥方法結(jié)合使用。
[0010]微波是指頻率為300MHz?3000GHz的電磁波，波長(zhǎng)在0.1mm?Im之間的電磁波，通常也稱為“超高頻電磁波”。微波干燥方法的原理是依靠高頻電磁波引發(fā)干燥物料內(nèi)水等極性分子的運(yùn)動(dòng)，使得物料內(nèi)的水等極性分子按微波頻率作同步旋轉(zhuǎn)和擺動(dòng)。水等極性分子高速旋轉(zhuǎn)的結(jié)果，使物料內(nèi)部瞬時(shí)產(chǎn)生摩擦熱，導(dǎo)致物料內(nèi)部和表面同時(shí)升溫，使大量的水分子從物料中蒸發(fā)逸出，從而達(dá)到干燥的目的。微波干燥具有穿透能力強(qiáng)、選擇性加熱、熱慣性小、干燥速度快、時(shí)間短等優(yōu)點(diǎn)，符合環(huán)保要求，并易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等。目前微波干燥谷物技術(shù)在國(guó)內(nèi)外尚處在研宄中。
[0011]紅外線輻射干燥法是利用波長(zhǎng)在760nm?1_之間、介于可見(jiàn)光與微波之間的電磁波照射到物料時(shí)，一部分被吸收，一部分被反射，吸收的那一部分能量被轉(zhuǎn)化為分子的熱運(yùn)動(dòng)，使物體溫度升高，達(dá)到加熱干燥的目的。紅外線干燥是近年來(lái)研宄的主題，它不僅有傳遞熱效率高、加熱時(shí)間短、物體受熱均勻、工作環(huán)境潔凈、設(shè)備噪音低、節(jié)約能源、裝置緊湊、便于自控、易被一些物體所吸收等優(yōu)點(diǎn)，而且能夠較有效地避免或減少爆腰現(xiàn)象。因此，就目前谷物干燥技術(shù)來(lái)講，在考慮其干燥成本、干燥時(shí)間和干燥裝置等各方面因素以后，可以肯定紅外干燥技術(shù)是最適合、最具有發(fā)展?jié)摿Φ挠行Х椒ā?br>[0012]聯(lián)合干燥法的研宄是近幾年發(fā)展起來(lái)的。聯(lián)合干燥就是根據(jù)物料的干燥特點(diǎn)，集成兩種或兩種以上的干燥技術(shù)，實(shí)現(xiàn)節(jié)能、保質(zhì)和高效干燥效果。我國(guó)研宄人員進(jìn)行了多種聯(lián)合干燥技術(shù)的探索和研宄，如紅外聯(lián)合干燥、微波聯(lián)合干燥、射頻一流化床干燥聯(lián)合、太陽(yáng)能一熱泵干燥聯(lián)合等。
[0013]綜上所述，目前的烘干設(shè)備普遍笨重高大，大多采取的是熱風(fēng)，用煤做燃料進(jìn)行加熱烘干，且大都為大型裝置。因此造價(jià)較高，極大的浪費(fèi)了國(guó)家燃料資源，假設(shè)每天烘干150噸糧食就要消耗4?5噸煤，用戶每天的燃料費(fèi)用約4?5千元。在現(xiàn)今的新農(nóng)村發(fā)展過(guò)程中，已出現(xiàn)大量新型農(nóng)村合作社模式，承包近百畝至上千畝農(nóng)田的團(tuán)體不斷涌現(xiàn)，亟需適合此類(lèi)規(guī)模的谷物干燥機(jī)，并期望此類(lèi)干燥機(jī)還能干燥其它農(nóng)副產(chǎn)品。
[0014]另一方面，我國(guó)農(nóng)村沼氣發(fā)展進(jìn)入了大發(fā)展、快發(fā)展的新階段。截止到2011年底，全國(guó)戶用沼氣達(dá)到3996萬(wàn)戶，占鄉(xiāng)村總戶數(shù)的23%，受益人口達(dá)1.5億多人。預(yù)計(jì)到2015年，農(nóng)村戶用沼氣用戶達(dá)到5000?5500萬(wàn)