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热泵烘干稻谷解决方案

时间:2019-04-07

粮食干燥本质上是复杂的传热传质过程,是耗能较大的工艺过程,降低能耗是粮食干燥技术关键之一。常规的粮食干燥包括人工晾晒和机械干燥,机械干燥包括高温快速干燥和低温缓速干燥,整仓通风干燥属于低温缓速干燥,低温缓速干燥接近晾晒,能够很大程度地保持粮食品质。


我国粮食高温烘干热量来源主要是煤,低温烘干机大多采用油或汽为燃料,也有用电的。采用热泵技术对物料进行干燥是一种节能效果明显而又切实可行的方法,国外资料表明:热泵干燥技术干燥谷物较常规气流干燥法平均节能30%,最多可节能50%。近几年,热泵在我国其他行业的应用发展很快,在粮食行业的规模应用刚开始。


水稻是主要的农作物之一,在我国除青海省外其他各省市自治区都有种植。新收获的稻谷含水量往往偏高,尤其在我国南方如广东等地区,高达30%以上。高水分稻谷极不易贮存,而且品质劣变较快。据统计,广东省每年因不能及时干燥而造成的稻谷损失高达20%,因此,稻谷干燥是收获后的必要处理环节。稻谷安全贮存的重要条件是使其含水量由收获时的24%~30%,经过干燥处理,降低到12%~14%,以适于长期贮存,否则谷堆容易发热而霉坏变质。但是稻谷是热敏性高的物料,在干燥过程中容易出现爆腰、食味下降等品质劣化现象,所以利用快速而经济的干燥方法降低稻谷的水分,并保持良好的食用品质,一直是粮食干燥研究领域的重要研究课题。


稻谷干燥处理分为天然干燥和人工干燥两种。天然干燥是将稻谷摊于晒场上在阳光下翻晒2~4天,使其含水量降到14%以下,然后入仓贮存。我国常用人工稻谷干燥设备有以煤和电为能源的塔式烘干机、转筒烘干机和流化床烘干机等,它们都是利用热空气烘干稻谷的。南方高湿稻谷采用以上设备进行干燥时,若温度控制不当,则容易爆腰,导致稻米品质下降。而且利用这些设备干燥的能耗高,一般稻谷干燥的热耗为4~5兆焦/千克水,还可能存在燃料废气污染稻谷、设备操作不便等缺点。


热泵干燥能很大程度地保持粮食品质,且明显降低能耗。热泵干燥技术的平均干燥能耗为9.095度/100千克干谷,干燥费用和能耗约为燃油低温稻谷干燥技术的60%和45%。在干燥中前期,两种技术的干燥速率相当;在中后期(稻谷含水率低于26%),该热泵干燥技术的干燥速率较燃油低温稻谷干燥技术高20%,干燥周期缩短约12%。在爆腰率和发芽率测试中,两者爆腰率均在1%~2%,热泵的发芽率大于97%。上述结果表明,热泵干燥技术是适用稻谷干燥的高效节能干燥技术。