关于冷风平板烘干机的研究

摘 要：本文通过阐述油菜籽的烘干、冷却机理，介绍一种新型冷风平板机的工作原理、技术参数、结构、特点、工艺计算及使用中的一些问题。

关键词：油菜籽 烘干 冷却 冷风平板机

冷风平板机将物料的烘干和冷却同机完成。主要用于油菜籽烘干，使其水份降至10%以下，冷却温度高于当地自然温度50C，达到安全储存的目的。

一、课题的提出

1、油菜籽收购季节性强，价格相对便宜。各中小油厂总是抽出大量资金抢购油菜籽储存，以备长年生产需要。

2、油菜籽收获季节，靠自然凉晒或烘坑的油菜籽水分往往超标。一般都在13%~14%以上，冒雨抢收或水浸过的油菜籽水分在20%~35%。

3、油菜籽的胚成熟较早，后熟期很短，其籽粒皮薄肉嫩、易损。受潮后几小时内就可发芽。在阴雨天气，常见其籽粒在植株上发芽的现象。

4、油菜籽的水分愈高，发芽、发热、霉变速度愈快。水分超过13%的油菜籽堆放储存时，几乎不出现先兆，一夜间温升100C以上导致全部霉变。

5、油菜籽发热、出芽、莓变后，出油率降低，油品质量变劣，酸价增高，炼耗增大。

6、油菜籽经传统烘干机处理后，水分达到10%安全储存线以下，但其出机温度一般都在700C以上。必须摊凉降温才可储存。因此，受天气、场地、人力因素影响很大。综上所述，油菜籽的安全储存是市场普遍关注的问题。针对这一市场情况，我们研制出烘干-冷却同机完成的冷风平板烘干机。

二、烘干――冷却机理

1、烘干就是通过油料加热的方式去除其水分的过程。油菜籽粒的主要成份是蛋白质、淀粉、脂肪，其中蛋白质是亲水性强的胶体物质。所以蛋白质含量多的籽粒，亲水性就强。油菜籽的蛋白质含量较高，在20%~23%之间。亲水性强，对烘干温度要求也高。如果料温低，则降水幅度很小，就是受烘干油菜籽出机温度在650C时，其降水幅度也不大。现场测试受烘油菜籽的温度达到750C左右时，才能达到比较满意的降水效果，而且含油量下降不超过2‰。温度过高，则会使油菜籽的油脂溢出润附在油菜籽表面，不利于脱水和降温，甚至于导致油菜籽的碳化，造成直接经济损失。

2、一般来说，粮食作物如稻谷、小麦烘干后必须经过2―4小时的缓苏，然后再进行通风冷却，才能达到理想的脱水效果。而实践表明，油菜籽烘干后不需缓苏。可立即通风冷却，将油菜籽表面及油菜籽内部扩散至表面的积热迅速吹散，使油菜籽凉透，才能保证质量。如果通风冷却不透，余热将会促使油菜籽回潮增加水分。烘干后的油菜籽如果进行缓苏，其聚集的热量将会使油菜籽胚芽部分的油脂溢出，润附在油菜籽的表面。这样就不利于脱水，同时也不利于油菜籽内部积热的散发。由于烘干后油菜籽的自身温度较高，所以水分由内部向外扩散的速率较快，而且油菜籽的皮很薄，烘干快速冷却实践证明是可行的。

三、冷风平板烘干机（结构示意图）

1、主要技术参数

2、工作原理：油菜籽经提升（输送）设备落入冷风平板烘干机顶层烘干床面，在上、下刮管翻滚推动下，依次匀速落入下层烘干床面。油菜籽通过烘干床面的直接加热和上层角、槽钢的间接热辐射，水分逸出聚集在油菜籽上部，由吸湿装置及时排出机外。油菜籽经过七层烘干处理后落入相对封闭的冷风床面，在多级气室冷风的作用下迅速吹散并带走油菜籽表面及油菜籽内部扩散至表面的热量，从而实现快速充分冷却和再次脱水的目的。

3、主要结构：本机主要由机架、进料斗、摆线减速机、链轮箱、矿山链、链条张紧装置、刮管及刷料板、烘干床、冷风床、吸风排湿装置、冷风装置、下料斗、支柱等组成。

①、烘干床：烘干床由床板和角、槽钢型材组成管道式容器，使用间接蒸汽（≤0.5Mpa）。共设计七层。

②、冷风床：由床板、筛板、遮风盖板、形成四个独立封闭气室，并设计有进风和清理口。

③、吸湿排风装置：由多个吸湿罩、总管、排风机、支架组成。

④、冷风装置：由冷风机、进风总管组成。

四、主要特点

1、烘干-冷却同机完成。

2、烘干床采用型材，单元容积小，安全性好。

3、采用矿山链条，故障少。

4、配备吸湿排风装置，及时排出机内湿汽。

5、采用隔热门，防止机内热量散失。

五、工艺计算

1、烘干床热量衡算

烘干物料油菜籽

产量200t/d

烘干前水份 18%出机水份 ≤9%

油菜籽容重 560-620Kg/m3 取480Kg/m3

油菜籽比热 0.5

设计温度1500C

油菜籽入机温度 200C

烘后油菜籽温度 750C

冷却后油菜籽温度≤T+ 50C （T-环境温度）

2、冷却工艺计算

①产量计算：

物料停留时间：20分钟，烘干床=L×W=8.8×2=17.6

加热床层数：7层，料层厚度：50mm，容重：菜籽散料γ取0.46t/m3

产量――G 停留时间――T床板加热面积――L×W

容重――γ加热床层数――Q 料层厚度――H

G=24/T×L×W×γ×H×Q

=24÷1/3×8.5×2×0.46×0.05×7

=204t/d

②热量衡算：处理量：200 t/d，原料：油菜籽

干固形物：44% 88 t/d

油份：38% 76 t/d

水份：18% 36 t/d

需脱去水分：9%18 t/d

热 损 失：10%

入机温度：200C出机温度：750C温差：Δt=75-20=550C

（1）把干固形物88t/d由200C加热至750C所需热量

Q1=G1C1Δt=88000×0.42×55/24=84699.99∽84700Kcal/h

（2）把油份76t/d由200C加热至750C所需热量

Q2=G2C2Δt=76000×0.5×55/24=87083.33∽87083Kcal/h

（3）把水分36t/d由200C加热至750C所需热量

Q3=G3C3Δt=36000×1×55/24=82499.76∽82500Kcal/h

（4）需使水分（%9，18t/d）汽化脱去所需的热量

Q4=G4i=18000×539/24=404250Kcal/h

（5）热损失10%

Q5= （Q1＋Q2＋Q3＋Q4）×10%

=（84700＋87083＋82500＋404250）×10%

=658533×10%

=65853Kcal/h

（6）所需总热量Q总

Q总= Q1＋Q2＋Q3＋Q4＋Q5

=84700＋87083＋82500＋404250＋65853

=658533＋65853

=724386Kcal/h

③冷风床风量计算

菜籽烘后总热量：Q=724386 Kcal/h

冷风升温所需吸入热量Q=d1CΔT

其中:

d1所需的冷风量kg/d

C =1.01kcal/kg0C

ΔT=冷风进口温差 75-20=550C

Q=d1CΔT=1.01×55×d1=55.55 kcal/d•d1

d1= Q/CΔT=724386÷1.01×55.55=12911m3/h

结论:选用风机C-47NO.6c-5.5，13600 m3/h可以满足设计需要。

六、CHGP140-A冷风平板烘干机根据现场使用效果测试，烘干段降水6-8%，降温段降水1-2%,达到设计要求。为了使用户正确使用各种型号的冷风平板烘干机，请注意以下问题：

1、油菜籽含杂量过大，可预先进行筛选处理。

2、料温控制在≤800C。

3、含水量过大，若一次脱水达不到储存要求，可进行二次处理。

4、根据现场位置增设进、出料提升（输送）设备。

5、受油菜籽水分、介质温度、大气温度的影响，应定时检测油菜籽的出机温度，及时调整蒸汽压力、刮管线速度、进料量、排湿速率，以便达到工艺要求。

参考文献：

《植物油厂化工过程及设备》 中国财政经济出版社 1979.10

《油脂工厂设计手册》 湖北科学出版社 1990.4

作者简介：

满玉翠（1970-）,女，助理工程师，主要从事油脂设备的辅助设计工作。

孟庆亮（1950-）,男，高级工程师，主要从事油脂设备的研究开发制造工作。

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文