熱風糧食烘干設備的現(xiàn)狀及發(fā)展創(chuàng)新

間歇式谷物烘干機的烘干示意圖

 

烘干時間過短未必就是；水稻等糧食作物干燥過程是一個非常復雜的量變過程，這是由谷物自身物理生理特性所決定的。專業(yè)技術人員所繪出的谷物水分蒸發(fā)過程所耗費時間的曲線幾乎與拋物線吻合。通俗地說，當谷物自身水分高達20%—30%之間時，平均每小時可下降1—2個百分點甚至更多的水分；當谷物自身水分下降至15%—20%之間時，平均每小時下降水分可能會在0.3%—1%之間；當谷物自身的水分在15%以下時，每個小時水分的蒸發(fā)量可能會更低。

  表一、糧食烘干機的干燥玉米過程中玉米水分變化梯度
 

洛陽“遠弘干燥”認為對烘干設備未來行業(yè)的突破重點是：發(fā)展大型、精密、高速烘干機裝備和烘干機控制系統(tǒng)及功能部件，改變大型、高精度烘干機大部分依賴進口的現(xiàn)狀。相關企業(yè)應該通過技術改造，朝著這些方向不斷發(fā)展。洛陽“遠弘干燥”對于烘干機企業(yè)內部來說，烘干機的發(fā)展以技術改進為主，但是在技術改進也要有所為有所不為，技改中千萬不能再搞大而全和重復建設。技術改造后要能提高烘干機企業(yè)快速反應市場的能力。按專業(yè)化協(xié)作的原則選擇重點，加強優(yōu)勢部分，形成自己特色，使優(yōu)勢部分更優(yōu)勢，以擴大產品市場占有率。

 

針對這種情況，洛陽遠弘干燥采用了順逆式循環(huán)流玉米烘干技術，解決了熱風使用率低、玉米烘干后品質差的問題；洛陽市遠弘真空干燥設備研發(fā)中心研制的順逆式循環(huán)流的低溫糧食烘干塔能夠達到品質、節(jié)能、環(huán)保的三控目標，為糧食的低成本高質量干燥提供一種全新的解決方案，具有很強的市場競爭力。

 

 

在信息交互、知識分享的互聯(lián)網高速發(fā)展的今天，“遠弘干燥”進行了干燥技術與設備的整合平臺，組建了干燥研發(fā)資源合作體。

 

“遠弘干燥”借鑒鄭州、山東、遼寧、吉林等地數(shù)十個熱風玉米烘干塔的生產廠家不同干燥工藝流程。“遠弘干燥”針對糧食低溫烘干塔的研發(fā)已經進行了多年，申報了90余項專利。

 

烘干什么物料，要首先研究透烘干物料的結構、性質；

 

下面對玉米做進一步的結構分析：
 

玉米收割后的含水量為18—35%，玉米商品糧的規(guī)定含水量要求為 12—14.5%；

 

玉米由種皮、胚乳、胚組成。玉米種皮是角質層構成，水分氣體不易從玉米種皮散出，玉米的水分只能夠從玉米胚的位置散出。

 

高溫熱風高壓烘干，玉米粒周圍是高壓狀態(tài)，玉米內的水分來不及由玉米胚位置散出，就在玉米粒內部膨脹，造成玉米種皮的裂紋、玉米粒的破碎，所以烘干就會需要很長時間。

 

順逆式循環(huán)流低溫玉米烘干塔（專利號：2014204146756）以適應性和逐步改進現(xiàn)今烘干塔的設計方法為基礎，創(chuàng)新的真空導熱散熱裝置實施熱風由塔內換熱器換熱，熱能轉換熱風零損耗。“遠弘干燥”設計過程中針對低溫烘干塔的生產能力、穩(wěn)定性、可靠性、適應性、烘干經濟性、連續(xù)性等諸多因素的影響，給出直觀清晰的綜合評判值，為設計、配套來選擇合適的方案。其主要工藝參數(shù)包括空氣壓力、汽化溫度、加熱溫度、干燥速率、干燥強度、降水幅度、冷凝散熱余熱利用、不均勻度、在線水分測控及能耗等。為了保證這些性能，一方面在低溫玉米烘干塔及配套設備上進行優(yōu)化設計，另一方面優(yōu)化玉米干燥工藝參數(shù)，兩者兼顧不可輕視任何一面。根據(jù)玉米的導熱系數(shù)、熱穩(wěn)定性及破碎敏感性特點，設計時應增大干燥倉有效容積，保證玉米在干燥倉內能夠加熱、散熱、導熱，連續(xù)進出料及均勻排糧要求。

 

    圖1中：1、換熱散熱裝置；2、順逆式循環(huán)流換氣裝置；3、冷凝散熱裝置；5、循環(huán)流換氣排氣裝置 ；6、真空導熱散熱裝置；8、風機； 9、排料裝置；10、進料裝置；11、預熱段；12、干燥段；13、冷卻段；15、支架。
 

    如圖 1-1所示：順逆式循環(huán)流低溫玉米烘干塔由預熱段、干燥段、冷卻段、支架組成；干燥段的數(shù)量是2—8個。
 

    如圖 1-2所示： 順逆式循環(huán)流低溫玉米烘干塔由換熱散熱裝置、卸料閥門、循環(huán)流換氣排氣裝置、順逆流的循環(huán)換氣裝置、冷凝散熱裝置、排氣管、排水管、導熱管、管道、進料口、出料口、卸料閥們、支架組成。
 

    順逆式循環(huán)流低溫玉米烘干塔（專利號：2014204146756）是由支架依次由下向上的固定支撐安裝冷卻段、干燥段、預熱段固連接為一個整體；冷卻段的下端依次安裝有卸料閥門和出料口，其上端固定連接著干燥段；冷卻段內部安裝有循環(huán)流換氣排氣裝置，冷卻段內部上端的氣倉中安裝有換熱散熱裝置。冷卻段倉外的空氣通過循環(huán)流換氣排氣裝置的進氣口進入冷卻段內；倉外的空氣受到玉米自身的熱能傳導加熱而變熱為熱風，玉米自身的溫度相對應的也得到降溫、冷卻。冷卻段氣倉內的熱風通過換熱散熱裝置進一步的加熱，熱風由塔內換熱器換熱，熱能零損耗；熱風受到干燥段內的風機抽動，熱風被抽到上面干燥倉的氣倉內的順逆流的循環(huán)換氣裝置。
 

    所述的干燥段里面安裝有換熱散熱裝置、冷凝散熱裝置、順逆流的循環(huán)換氣裝置；干燥倉的換熱散熱裝置的導熱進氣口延伸出在冷卻倉內，連接到冷卻倉內的熱散熱裝置的出氣口：倉中熱風中的濕氣通過冷凝散熱裝置的冷凝為水和氣體，濕氣冷凝后而散發(fā)出熱能可以再次供烘干使用。
 

    1、干燥段內部的上端氣倉中安裝有換熱散熱裝置，換熱散熱裝置在烘干塔的塔內加熱、導熱、散熱，用于給玉米、熱風進一步的加熱。
 

    2、順逆流的循環(huán)換氣裝置安裝在干燥段內部中央，風機固定安裝在管道內。
 

    3、風機用于將熱風循環(huán)抽排使用；風機的安裝數(shù)量是1—3臺。
 

    4、干燥倉氣段的熱風由進氣口進入管道，熱風通過風機的抽排，由抽氣口排到順逆流的循環(huán)換氣裝置的橫管內；熱風可以順著橫管通向立管里；熱風受到風機的風力力壓，熱風經橫管、立管、側板的氣口排到玉米的顆粒中間；橫管立管內，玉米間的熱風向上是順流熱風的排到上面的氣倉里，向下是逆流熱風的排到下面的氣倉里。
 

    5、干燥段的冷凝散熱裝置安裝在干燥倉倉內，氣倉倉內的熱風通過排氣管，由進氣口進入冷凝散熱裝置內冷凝、散熱；熱風中的濕氣的可凝性氣體散熱冷凝為液體水，冷凝釋放出來的熱能可以多次使用。
 

    6、所述的換熱散熱裝置直接給玉米、空氣加熱、導熱、散熱；換熱散熱裝置的導熱出口延伸出在干燥段倉體的外面，通過導熱管連接到加熱裝置。
 

    所述的預熱段上端依次安裝著卸料閥門、進料口，下端固定連接著干燥倉；預熱倉里面安裝有風機、循環(huán)流換氣排氣裝置、換熱散熱裝置、冷凝散熱裝置。
 

    1、循環(huán)流換氣排氣裝置安裝在預熱段內部中央，風機是固定安裝在預熱段的倉體側面，或者是是固定安裝在預熱段的倉體上面，風機上面需要安裝遮雨設施；風機用于增大排氣功率，將干燥段氣倉內的熱風，通過循環(huán)流換氣排氣裝置的進氣口抽到預熱段內后，再將熱風、濕氣排出預熱倉；風機的安裝數(shù)量是1—3臺。
 

    2、所述的冷凝散熱裝置安裝在預熱段內，氣倉倉內的熱風濕氣通過排氣管，由進氣口進入冷凝散熱裝置內冷凝、散熱。熱風濕氣中可凝性氣體散熱冷凝為液體水，冷凝釋放出來的熱能可以多次使用。
 

    3、所述的換熱散熱裝置直接給物料、空氣加熱、導熱、散熱；換熱散熱裝置的導熱出口、導熱進口連接到導熱管。

 

圖2

 

圖2中：1、導熱出口；2、導熱管；3、導熱工質；4、導熱進口。

 

如圖2所示的是換熱散熱裝置的真空導熱散熱裝置的結構剖視圖。真空導熱散熱裝置（專利號：201320620005.5）；多個真空導熱散熱裝置可以由導熱管的串聯(lián)起來工作。真空導熱散熱裝置的導熱進口連接著加熱裝置，導熱管內的導熱工質的熱能通過真空導熱散熱裝置直接給物料、熱風導熱、散熱，創(chuàng)新的施熱風由塔內換熱器換熱，熱能轉換熱風零損耗；散過熱的導熱工質通過導熱出口流向加熱裝置重新加熱，周而復始的加熱、散熱、加熱、散熱。

圖3
 

 
 

如圖4-1所示的是順逆流的循環(huán)換氣裝置（專利號：2014203417106）的結構剖視圖；如圖4-2所示的是順逆流的循環(huán)換氣裝置（專利號：2014204022471），橫管、立管的合理配置增加了烘干物料的透氣性，抽氣排濕迅速。風機不停的循環(huán)抽排、換氣，風機將氣倉的熱風排到干燥倉中間的橫管、立管內；干燥倉內的熱風在風機的抽排下形成順逆流熱風，烘干物料在順逆流熱風的加熱烘干下，對流熱風加熱排濕速度快，烘干時間短，熱風中的熱能可以得到重復多次利用。

 

 

1、熱能經導熱管傳輸?shù)降蜏赜衩缀娓伤母稍锒?、預熱段的倉內，通過換熱散熱裝置在烘干塔的塔內給玉米、熱風直接加熱、導熱、散熱，給玉米、氣體加熱，使干燥段、預熱段內部的玉米、氣體溫度達到所需的溫度。

 

2、將需要烘干的玉米輸送到進料口后，經卸料閥門的運轉進入預熱段；玉米在預熱段內經過排氣、預熱、加熱、換氣后進入干燥段。

 

3、干燥熱風由塔內換熱器換熱，熱能轉換零損耗；玉米在干燥倉內經過換氣、導熱、加熱、干燥后進入冷卻段；玉米在冷卻段內經過抽氣、換熱、冷卻后經卸料閥門排出冷卻段，這樣就完成玉米循環(huán)流熱風干燥的工作。

 

4、干燥段內加熱烘干所產生的熱風濕氣通過冷凝散熱裝置的冷凝為液體水，冷凝釋放出來的熱能可以多次使用。

 

5、冷卻段的玉米的熱能通過氣體的冷卻，氣體也得到加溫成為熱風，冷卻段內的玉米的溫度也得到冷卻、降溫。

 

 

處理量（玉米）：100—1000t/d；

 

降水幅度：5%～20%；

 

干燥不均勻度：≤1%；

 

單位熱耗：<4800kJ/kg·H2O；

 

出塔玉米裂紋增加率：≤3%；

 

出塔玉米破碎增加率：≤1%；

 

玉米的色澤、氣味正常，無焦糊粒、爆花粒。

 

 

1、性能比較

 

表1順逆式循環(huán)流低溫玉米烘干塔與熱風烘干塔的產品性能對比表

2、經濟分析

 

現(xiàn)在市場上的糧食烘干塔不同的規(guī)格，熱風玉米烘干塔烘干糧食的單位熱耗7500-5800kJ/kg.H2O；?日加工量30—1000噸，包含其附屬配套設施如：地基處理、鍋爐、庫房、糧食輸運等設施，其售價在30—300萬元，熱風烘干糧食運營成本每噸所需電費、煤炭、工費等費用在40—80元。

 

順逆式循環(huán)流低溫玉米烘干塔烘干糧食的單位熱耗4800—3200kJ/kg·H2O；日加工量30—1000噸，包含其附屬配套設施如：地基處理、鍋爐、庫房、糧食輸運等設施，烘干塔的內部換熱，改熱風鍋爐為普通鍋爐，鍋爐投資減少一半；還可以去掉熱風風機，熱風筒的建設投資；其售價可以定位在28—280萬元，售價低但是生產利潤高。烘干糧食運營每噸所需電費、煤炭、人工等費用在28—48元。

 

按照一天干燥加工300噸玉米計算：

 

1、直接利益：每噸節(jié)約運營成本15—25元，每天就是5000元；一個月10萬元；一個烘干季四個月可以節(jié)省40萬元。

 

2、間接利益：低溫干燥的玉米好的品質，多種營養(yǎng)被保全，所以不是只做飼料，還可以做淀粉、食品等加工使用；每噸可以多賣20—60元，每天就是1萬多元；一個月30多萬元；一個烘干季四個月可以多收入120萬元！

 

 

目前，我國烘干機市場尚處于非規(guī)范化發(fā)育階段。首先是市場發(fā)育不均衡。東北市場起步最早，以大型連續(xù)式高溫烘干塔為主；浙江市場跟進較快，經過五六年時間發(fā)育幾近成熟；湖北、湖南、江西、安徽、四川、重慶等地快速崛起；其余地區(qū)則剛剛進入萌芽期。其次是補貼左右市場供求。用戶購買動力幾乎全部源于補貼政策拉動，多數(shù)地區(qū)補貼資金占據(jù)實際購機款的大頭。若無補貼支持，幾乎很少有用戶問津。再次是品牌良莠不齊。由于我國地域廣闊，作物品種繁多，烘干機需求差異性較大，尤其近年來，烘干機品牌呈現(xiàn)爆發(fā)式增長態(tài)勢，低劣品牌混入市場。最后是用戶價格敏感性強。政府對烘干機的補貼力度過大，多數(shù)地區(qū)補貼后，用戶幾乎很少出錢，從而導致價格敏感度增強。用戶過多考慮價格因素，而對產品質量、售后服務等關注度不夠。

 

政府應建立、完善農機金融支持機制，鼓勵各省市金融部門盡快出臺、完善農機貸款業(yè)務支持辦法，鼓勵經營主體購買先進、適用的糧食烘干機械等。要支持各地相關部門通過演示、宣傳、培訓、服務等各種方式，推廣機械烘干技術。鼓勵農民專業(yè)合作社、糧食種植專業(yè)戶、農機合作社、農機大戶率先購買使用糧食烘干設備，并給予政策、資金支持，刺激市場需求，推動糧食烘干機市場發(fā)展。此外，還應鼓勵大型農機生產企業(yè)進入烘干設備市場，參與市場良性競爭，通過競爭，淘汰落后產能，完成烘干設備產業(yè)升級。

 

我國精密干燥設備產業(yè)要想與國際先進水平接軌，就一定要從根本問題著手，要不斷努力升級生產設備，加強技術創(chuàng)新，只有如此才能在國際舞臺上占據(jù)一席之地。

 

2014年12月5日中國農業(yè)機械工業(yè)協(xié)會糧食烘干設備分會成立暨首屆會員代表大會在成都召開，糧食烘干設備作為農業(yè)生產全程機械化的關鍵環(huán)節(jié)，對于保障糧食戰(zhàn)略具有重要意義。

 

2015年1月4日，國務院辦公廳貫徹落實《深入實施知識產權戰(zhàn)略行動計劃（2014-2020年）》中，激勵提高農業(yè)裝備研發(fā)水平，加強農業(yè)機械專利布局，在糧食低溫烘干的關鍵技術領域形成一批專利組合，構建支撐產業(yè)發(fā)展和提升企業(yè)競爭力的專利儲備，支撐糧食烘干設備的產業(yè)轉型升級。

 

《“十三五”高端裝備制造業(yè)產業(yè)發(fā)展規(guī)劃》的《2015年產業(yè)振興和技術改造專項重點方向匯總表》項目名稱：“現(xiàn)代農業(yè)裝備保障（3個方向）”：第16條第6節(jié)、糧食烘干機械：循環(huán)式烘干生產效率20t/批及以上，干燥不均勻度不高于0.4%，連續(xù)式烘干生產效率15t/h及以上，干燥不均勻度不高于0.4%。第18條第1節(jié)：骨干企業(yè)重點產品開發(fā)平臺、行業(yè)重大產品研發(fā)平臺。研發(fā)實際及制作新式的糧食烘干塔，可以去發(fā)改委做對口基金可以申請。

 

2015年3月13日《中共中央國務院關于深化體制機制改革加快實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略的若干意見》加快實施創(chuàng)新驅動發(fā)展戰(zhàn)略。

 

2015年3月25日，李克強總理主持召開國務院常務會議，部署加快推進實施“中國制造2025”，實現(xiàn)制造業(yè)升級。“中國制造2025”重點發(fā)展的十大領域之一的農業(yè)機械裝備，促進農業(yè)生產性服務業(yè)與制造業(yè)融合發(fā)展，提升農業(yè)機械準備制造業(yè)層次和核心競爭力。增強科技進步對經濟發(fā)展的貢獻度，營造大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的政策環(huán)境和制度環(huán)境。

 

現(xiàn)在中國糧食烘干設備的制造產品同質化很嚴重，犧牲品質拼價格，沒有時代趨勢感，不更新?lián)Q代只能被淘汰?，F(xiàn)代企業(yè)有創(chuàng)新，以高新技術，自有品牌贏得市場！在當前土地流轉宏觀經濟調控形勢下，低溫糧食烘干塔的創(chuàng)新專利是下一個經濟增長爆發(fā)點，可作為一種調整農業(yè)裝備的產業(yè)結構的項目。

 

 

程長青籍貫：河南省焦作市

 

民族：漢族出生：1970年11月3日

 

連續(xù)性低溫干燥專家，長期從事糧食連續(xù)性低溫干燥設備設計及研發(fā)。

 

“遠弘干燥“申報、擁有80多項連續(xù)性低溫干燥設備方面的發(fā)明專利。?