摘要:介绍了一种薄层干燥实验设备的研制,这种设备可以测定介质温度、风速、谷物层厚度三个参数对粮食干燥速率及干燥品质的影响,获得最佳干燥参数,确定各参数之间的合理配比,为设计节能高效、干燥后粮食品质不变、性能优良的谷物干燥机提供准确的实验数据。
随着我国农业机械现代化的发展,粮食收获后干燥加工技术也在不断进步,但针对目前较为粗放的加工模式,特别是东北地区干燥时间通常为每年的11月至下一年度的3月,由于在这期间环境温度低,粮食水分高,水分均匀度差等特点,粮食干燥普遍存在干燥能耗高、干燥后品质低、水分难以控制等问题,如何选择合理的干燥参数(如介质温度、风速、谷物层厚度等)事关紧要。
该薄层干燥实验设备主要用于各类谷物薄层干燥试验,通过模拟相应的环境,经空气加热对谷物进行干燥,改变加热温度和风机转速,可以得到恒温条件下不同风速对谷物干燥速率的影响程度,或者在恒定风速条件下不同风温对谷物干燥速率的影响程度,还可以通过更换容料室来改变谷物层的厚度,经试验得出干燥中谷物层厚度最佳数据,确定各参数之间的合理配比,为设计节能高效、干燥后粮食品质不变、性能优良的谷物干燥机提供准确的实验数据,适用于各高等学校实验室和科研单位、干燥机生产企业模拟实验等。
1 基本参数
该薄层干燥实验设备主要技术参数如下:热风温度范围为15~150℃;模拟环境湿度范围为35%~85% RH;温控精度为±0. 5℃;湿度精度为±0.3%;风速范围为0~20 m/s;风速测量精度为±2% FS;称重范围为0℃20 kg;称重精度等级为0. 1;总功率为65. 85 kW。
2 结构原理
该薄层干燥实验设备如图所示。
(1)恒温恒湿机:安装在整个实验设备的进风初始位置,能对空气进行加热和加湿,并保证温度和湿度恒定,在一定条件和范围内模拟实验所需要的环境气候条件。
(2)手动调风门:此调风门设在恒温恒湿机1和风机3吸风口中间,通过手动调节风门的开度来控制实验用的系统风量。
(3)风机:通过管道安装在手动调风门2和加热器5之间,主要为干燥实验中所用的空气,并通过控制风机转速的变频器调节实验所需的空气流量。
(4)加热器支架:安装在加热器5下方,用于固定支撑加热器5和风机3,由角钢焊合而成。
(5)加热器:通过管道安装在风机3出口和热风管道8之间,外壳及框架为不锈钢钢板焊合而成,内装翅片式电热管,用于加热试验所需要的空气,并通过将电热管分组分别受电控系统控制,得到试验所要求的精准风温。
(6)温湿度传感器(a):安装在加热器5出风一侧的热风管道8上,主要采集检测由加热器5加热后的空气温度和湿度。
(7)阀门(a):此阀门为金属硬密封手动阀门,联接在热风管道8上共4件,通过不同的阀门开关可以得到两种不同热风流向,从而使试验谷物能够换向干燥。
(8)热风管道:用于连接加热器5、四个阀门7,10,15,16、干燥室20,管道直径200 mm,由双层不锈钢板焊合成弯头、三通、直管等单件,两层不锈钢板间填充硅酸铝板隔热材料,减少热量散失。
(9)管道固定支架:安装在热风管道8下方,用四个钢管立柱分别支撑四件金属气密阀门7,10,15,16,立柱通过膨胀螺栓固定于地面,各立柱之间通过角钢连接,使上面管道成为一体。
(10)阀门(b):功能同阀门(a) 7。
(11)风速传感器(a):安装在热风管道8上,用于检测干燥室20从右向左的风速。
(12)温湿度传感器(b):安装在热风管道8上,用于检测干燥室20从左向右风向时的空气温湿度。
(13)温湿度传感器(c):安装在热风管道8上,用于检测干燥室20从右向左风向时的空气温湿度。
(14)风速传感器(b):安装在热风管道8上,用于检测干燥室20从左向右的风速。
(15)阀门(c):功能同阀门(a)。
(16)阀门(d):功能同阀门(a) 。
(17)工作台:安装在干燥室20下方,用钢板焊合而成,上面用于固定干燥室20和称重传感器18,台内能放置备用的容料室19。