CN108332513A - 一种颗粒物料分层干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种颗粒物料分层干燥方法，属于农产品干燥加工技术领域。使用分层干燥方法对颗粒物料进行三层分层加工，先将待加工物料从干燥设备顶口送入第一加工仓铺平，从物料下方给风，顶口出风，进行快速干燥加工；快速干燥加工阶段完毕后，利用重力将颗粒物料自由送入第一加工仓正下方的第二加工仓，从物料上方给风，下方回风，进行恒速干燥加工；恒速干燥加工阶段完毕后，利用重力将颗粒物料送入第三加工仓，从物料下方给风，上方回风，进行降速干燥加工；降速干燥加工一定时间后从取样口取样检验加工程度，未达标继续加工，达标后即可出料。所述快速干燥、恒速干燥与降速干燥阶段的热风风源相同，风量和风向根据物料干燥工艺特性调配，具有可有效去除颗粒物料中水分、产品干燥均匀、加工质量和热工效率高、适用面较广等优点。

Description

一种颗粒物料分层干燥方法

技术领域

本发明提供一种颗粒物料干燥方法，尤其是一种颗粒物料分层干燥方法，属于农产品干燥加工技术领域。

背景技术

热风干燥加工技术广泛应用于农产品加工领域，目前普遍使用的热风干燥设备大致分为平流干燥与穿流干燥两种方法。小型热风干燥设备多采用平流干燥法，需要采用若干烤盘和烤架摊放物料，并且物料的摊放厚度一般需要控制在20至50mm以内。该类干燥方法由于被干燥物料与热风的有效接触面积较小，物料受热不均匀，湿热交换不充分，在干燥效率及加工精度上受到较大限制，由此带来设备结构复杂、热工效率低、加工成本高等问题。相较于平流干燥法，热风穿流干燥法由于是热风直接穿透物料层，被干燥物料与热风的有效接触面积较大，湿热交换更为充分，并且可采用深层干燥方式，大幅度提升了设备的加工效率和集约化程度。然而，穿流干燥法也存在诸多问题，例如干燥气流在穿过不同厚度位置的物料时温度和含湿量会有较大差异，导致产品干燥程度的互不相同，难以保证被干燥物料脱水量的均匀性。另一方面，由于被干燥物料在干燥加工过程不同阶段的失水特性有所不同，而目前的热风穿流式连续干燥设备大多采用恒定的风温和风量实施干燥，没有实现物料干燥特性与热工条件的相对匹配，也是造成热工效率降低的重要原因。综上所述，如何才能整体解决热风干燥过程中物料受热充分、湿热交换均匀的问题，并且同时实现物料干燥特性与热工条件的相对吻合，有效保障加工精度、提升干燥效率和降低加工成本，是当前热风干燥加工技术中面临的难题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对采用热风干燥设备实施颗粒物料干燥加工时热工效率低、物料干燥程度不均匀的问题，提出一种颗粒物料分层干燥方法，实现颗粒物料烘烤加工时的均匀干燥，大幅提高颗粒物料的干燥加工质量和热工效率。

为解决上述技术问题，本发明提供一种颗粒物料分层干燥方法，使用分层干燥方法对颗粒物料进行三层分层连续干燥加工。具体实现方法是：首先将待加工颗粒物料从立式分层干燥设备顶口送入第一加工仓铺平，从物料铺放层下方给风，上方出风，进行快速干燥加工。快速干燥加工主要针对去除颗粒物料中的游离水分，在高风量的加工条件下可以较有效的达到这一目的；快速干燥加工阶段完毕后，利用重力将颗粒物料自由送入第一加工仓下方的第二加工仓，从物料铺放层上方给风，下方回风，进行恒速干燥加工。恒速干燥加工主要针对颗粒物料内部的固定水分进行干燥，以较低风速穿流通过物料层的热风去除颗粒物料绝大部分的固定水分，防止颗粒物料内外干燥进度不一导致外部干燥过度而内部仍有残留水分。恒速干燥阶段采用与快速干燥阶段相反的给风方向，可以使得堆放顺序未改变的颗粒物料能在两个加工阶段中达到较为均衡的干燥效果。恒速干燥加工与快速干燥加工采用相同风源，但恒速干燥加工阶段的风量小于快速干燥阶段的风量，可以为恒速加工阶段创造与该阶段的物料干燥特性较为匹配的热工条件，从而提高设备的热工效率；恒速干燥加工阶段完毕后，利用重力将颗粒物料送入第二加工仓下方的第三加工仓，从物料铺放层下方给风，上方回风，进行降速干燥加工，降速干燥加工回风口与恒速加工阶段回风口相同。降速干燥阶段采用与恒速干燥阶段相反的给风方向，可以使得堆放顺序未改变的颗粒物料能在两个加工阶段中达到较为均衡的干燥效果。降速干燥加工与快速和恒速干燥加工采用相同风源，但降速干燥加工阶段的风量小于快速和恒速干燥阶段的风量，可以为降速加工阶段创造与该阶段的物料干燥特性较为匹配的热工条件，从而提高设备的热工效率。降速干燥加工更具针对性，通过柔和的风力提供干燥热工条件，在保证颗粒物料加工品质的前提下更透彻地去除其中心深层水分而实现颗粒物料较完全、均匀的干燥；降速干燥加工一定时间后从取样口取样检验物料的干燥程度，未达标继续加工，达标后即可出料。

所述分层干燥方法为分层流水式连续加工，每个加工阶段结束时，即遵循第三层加工仓出料→第二层加工仓物料下放至第三层加工仓→第一层物料下放至第二层加工仓→第一层加工仓进料的顺序依次转换至下一阶段，每个阶段加工周期时间相同。

所述分层干燥方法中，每次进料颗粒物料堆积厚度300-500mm，每个阶段加工时间均为2-4h，风温40-55℃；快速干燥加工穿流风速为0.1-0.3m/s，恒速干燥加工时风速为快速干燥加工的60-90%，降速干燥加工时风速为快速干燥加工的10-40%。各项工艺参数根据实际需要进行选择和配合使用。

所述分层干燥加工时使用唯一风源，运用风阀控制各层风量，便于供风供热与热能循环的调配使用。降速干燥加工阶段的回风口与恒速加工阶段的回风口相同，方便热能循环利用，提升设备热工效率。

所述分层干燥方法中，若风温略低于或高于标准范围，可适当延长或缩短加工时间，一般应酌情延长或缩短加工时间10-30min，具体时间根据实际情况确定。

所述分层干燥方法中，降速干燥加工阶段可采用双层物料堆放方式进行，以达到同比延长该阶段的物料堆放量与加工时间，所堆放的物料数量和所使用的加工时间为该阶段采用单层堆放物料时的两倍。双层物料堆放方式延长了该阶段的加工时间，可以使颗粒物料在降速干燥过程中得到长时间的透彻干燥，更有利于对剩余顽固水分的清除。

本发明采用与颗粒物料干燥特性相匹配的三阶段分层加工方法，通过干燥热风的风向与风量的合理调配，为不同阶段加工过程设置了不同方向和不同风速的穿流热风的技术措施，可以较好解决干燥过程中先受风的物料先消耗热能并增加穿流热风含湿量，从而影响后受风的物料的干燥热工条件，导致处于物料层不同深度位置物料干燥不均匀的问题，同时可以良好实现快速干燥加工阶段主要针对去除颗粒物料中的游离水分、恒速干燥加工阶段主要针对去除颗粒物料内的固定水分、降速干燥加工阶段主要针对颗粒物料内部深层残余水分的彻底干燥的热工工艺目的。而利用重力将颗粒物料自由送入下一加工仓的方式则保证了颗粒物料叠放顺序的一致性及堆放的相对平整性，更有利于物料的透彻干燥，整个分层干燥处理工艺充分吻合颗粒物料的干燥工艺特性，从而在显著提升热工效率前提下，实现对颗粒物料所含水分的均匀、彻底地去除。

本发明克服了传统烘干设备采用恒温恒流的热风穿流干燥工艺所带来的颗粒物料干燥不均匀、颗粒物料内部干燥不完整和热工效率低下的问题，采用多层次具有针对性的热工干燥条件对颗粒物料进行系统性的分级加工，可以在提高干燥加工精度的同时有效防止对物料外观品相的损坏，保证了出产颗粒物料的质量，而这种分层流水式的加工循环大大提高了颗粒物料干燥加工生产的热效率与出产量，热风循环的结合使得这种方法的加工更为经济、节能、环保。与现有技术相比，本发明具有可有效去除颗粒物料中水分、产品干燥均匀、加工质量和效率高、能耗低、适用面较广等优点，广泛适于咖啡豆、澳洲坚果、核桃、花生、三七、砂仁以及类似的颗粒状农产品的干燥加工。

附图说明

图1是本发明工艺流程示意图。

图2是本发明实施例分层干燥加工装置示意图。

图中：1-箱体，2-隔板，3-操作杆，4-操作柄，5-连动杆，6-转动轴，7-上进风口，8-回风口，9-下进风口，10-出料口，11-挡风板，12-风机，13-风阀，14-风管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详尽描述，实施例中未注明的技术或产品，均为现有技术或可以通过购买获得的常规产品。

实施例1：如图1所示，本颗粒物料分层干燥方法是：使用分层干燥方法对咖啡豆进行三层分层加工，首先将待加工咖啡豆从立式分层干燥设备顶口送入第一加工仓铺平，从咖啡豆下方给风，顶口出风，进行快速干燥加工；快速干燥加工阶段完毕后，利用重力将咖啡豆自由送入第一加工仓正下方的第二加工仓，从咖啡豆上方给风，下方回风，进行恒速干燥加工，快速干燥加工与恒速干燥加工风源相同；恒速干燥加工阶段完毕后，利用重力将咖啡豆送入第二加工仓下方的第三加工仓，从咖啡豆下方给风，上方回风，进行降速干燥加工，降速干燥加工回风口与第二阶段回风口相同；降速干燥加工一定时间后从取样口取样检验加工程度，未达标继续加工，达标后即可出料；所述分层干燥方法为分层流水式加工，每个加工阶段结束时即同步转换至下一阶段，同时重新进料重复上一阶段，每个阶段加工时间相同。每次进料咖啡豆堆积厚度300mm，每个阶段加工时间均为2h，风温40℃；快速干燥加工穿流风速为0.1m/s，恒速干燥加工时风速为快速干燥加工的60%，降速干燥加工时风速为快速干燥加工的10%。若风温略低于或高于标准范围，酌情延长或缩短加工时间10min。降速干燥加工阶段采用双层咖啡豆堆放方式进行，并按单层堆放咖啡豆时的两倍同比延长加工时间与增加咖啡豆堆放量。分层干燥加工时使用唯一风源，运用风阀控制各层风量。

本咖啡豆分层干燥方法采用如图2所示分层干燥加工装置实施，该咖啡豆干燥装置包括箱体1、风机12、风阀13、风管14，箱体1顶部开放，下部为漏斗形，底部接出料口10；箱体1内部设置百叶形隔板2，隔板2共三层，分别位于箱体1上部、中部及底部，隔板2上有通气孔，每片隔板2单侧有转动轴6，转动轴6与箱体1外侧的连动杆5相连，连动杆5与操作杆3相连，操作杆3顶端有操作柄4，连动杆5转动至隔板2水平相靠时锁止，反向转动至隔板2垂直于水平面时锁止；上部隔板2下方箱壁上安装上进风口7，中部隔板2下方箱壁上安装回风口8，出料口10上安装下进风口9，出料口10底口安装挡风板11；风机12单管出风与上进风口7、下进风口9分管相连，下进风口9前有风阀13，回风口8与风机12输热端单管相连，其间有风阀13。每层隔板2载物面距风口500mm，每块隔板2形状随箱体截面形状制造、宽8cm，隔板2上通气孔径5mm、开孔率15%，操作柄使用机械液压控制。上进风口7、回风口8、下进风口9的口径为箱体1中部截面积的1/40，箱体1底部的截面积为箱体1中部截面积的1/5。

采用本咖啡豆分层干燥方法与传统干燥方法获得产品质量对比结果如下表：

对比指标	含水率均匀性	产品外观	热工效率	操作要求
					本发明方法	11%-12%	色泽均匀	48%	无需人工翻料，操作简便
传统方法	10%-13%	色泽不均匀	35%-45%	需人工翻料，操作复杂

上表数据显示，采用本发明方法获得的咖啡豆烘干产品水分含量均匀性、产品外观、热工效率指标和操作简便性均远优于传统方法。

实施例2：如图1所示，本颗粒物料分层干燥方法是：使用分层干燥方法对三七进行三层分层加工，首先将待加工三七从立式分层干燥设备顶口送入第一加工仓铺平，从三七下方给风，顶口出风，进行快速干燥加工；快速干燥加工阶段完毕后，利用重力将三七自由送入第一加工仓正下方的第二加工仓，从三七上方给风，下方回风，进行恒速干燥加工，快速干燥加工与恒速干燥加工风源相同；恒速干燥加工阶段完毕后，利用重力将三七送入第二加工仓下方的第三加工仓，从三七下方给风，上方回风，进行降速干燥加工，降速干燥加工回风口与第二阶段回风口相同；降速干燥加工一定时间后从取样口取样检验加工程度，未达标继续加工，达标后即可出料；所述分层干燥方法为分层流水式加工，每个加工阶段结束时即同步转换至下一阶段，同时重新进料重复上一阶段，每个阶段加工时间相同。每次进料三七堆积厚度400mm，每个阶段加工时间均为4h，风温45℃；快速干燥加工穿流风速为0.15m/s，恒速干燥加工时风速为快速干燥加工的80%，降速干燥加工时风速为快速干燥加工的20%。若风温略低于或高于标准范围，酌情延长或缩短加工时间15min。分层干燥加工时使用唯一风源，运用风阀控制各层风量。

本三七分层干燥方法采用如图2所示与实施例1结构相同的分层干燥加工装置实施，分层干燥加工装置的每层隔板2载物面距风口550mm，每块隔板2形状随箱体截面形状制造、宽6cm，隔板2上通气孔径4mm、开孔率20%，操作柄使用机械液压控制。上进风口7、回风口8、下进风口9的口径为箱体1中部截面积的1/35，箱体1底部的截面积为箱体1中部截面积的1/5。

采用本三七分层干燥方法与传统干燥方法所得产品质量对比结果如下表：

对比指标	含水率均匀性	产品外观	热工效率	操作要求
					本发明方法	11%-12%	色泽均匀	50%	无需人工翻料，操作简便
传统方法	10%-13%	色泽不均匀	35%-45%	需人工翻料，操作复杂

上表数据显示，采用本发明方法获得的三七烘干产品水分含量、产品干燥均匀性、生产效率指标均远优于传统方法。

实施例3：如图1所示，本颗粒物料分层干燥方法是：使用分层干燥方法对砂仁进行三层分层加工，首先将待加工砂仁从立式分层干燥设备顶口送入第一加工仓铺平，从砂仁下方给风，顶口出风，进行快速干燥加工；快速干燥加工阶段完毕后，利用重力将砂仁自由送入第一加工仓正下方的第二加工仓，从砂仁上方给风，下方回风，进行恒速干燥加工，快速干燥加工与恒速干燥加工风源相同；恒速干燥加工阶段完毕后，利用重力将砂仁送入第二加工仓下方的第三加工仓，从砂仁下方给风，上方回风，进行降速干燥加工，降速干燥加工回风口与第二阶段回风口相同；降速干燥加工一定时间后从取样口取样检验加工程度，未达标继续加工，达标后即可出料；所述分层干燥方法为分层流水式加工，每个加工阶段结束时即同步转换至下一阶段，同时重新进料重复上一阶段，每个阶段加工时间相同。每次进料砂仁堆积厚度500mm，每个阶段加工时间均为3.5h，风温55℃；快速干燥加工穿流风速为0.3m/s，恒速干燥加工时风速为快速干燥加工的90%，降速干燥加工时风速为快速干燥加工的40%。若风温略低于或高于标准范围，酌情延长或缩短加工时间30min。降速干燥加工阶段采用双层砂仁堆放方式进行，并按单层堆放砂仁时的两倍同比延长加工时间与砂仁堆放量。分层干燥加工时使用唯一风源，运用风阀控制各层风量。本砂仁分层干燥方法采用如图2所示与实施例1结构相同的分层干燥加工装置实施，分层干燥加工装置的每层隔板2载物面距风口600mm，每块隔板2形状随箱体截面形状制造、宽10cm，隔板2上通气孔径6mm、开孔率18%，操作柄使用机械液压控制。上进风口7、回风口8、下进风口9的口径为箱体1中部截面积的1/30，箱体1底部的截面积为箱体1中部截面积的1/4。

采用本砂仁分层干燥方法与传统干燥方法所得产品质量对比结果如下表：

对比指标	含水率均匀性	产品外观	热工效率	操作要求
					本发明方法	11%-12%	色泽均匀	52%	无需人工翻料，操作简便
传统方法	10%-13%	色泽不均匀	35%-45%	需人工翻料，操作复杂

上表数据显示，采用本发明方法获得的砂仁烘干产品水分含量、产品干燥均匀性、生产效率指标均远优于传统方法。

上面结合附图对本发明的技术内容作了说明，但本发明的保护范围并不限于所述内容，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下对本发明的技术内容做出各种变化，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种颗粒物料分层干燥方法，其特征在于：使用分层干燥方法对颗粒物料进行三层分层加工，首先将待加工物料从立式分层干燥设备顶口送入第一加工仓铺平，从物料下方给风，顶口出风，进行快速干燥加工；快速干燥加工阶段完毕后，利用重力将颗粒物料自由送入第一加工仓下方的第二加工仓，从物料上方给风，下方回风，进行恒速干燥加工，快速干燥加工与恒速干燥加工风源相同；恒速干燥加工阶段完毕后，利用重力将颗粒物料送入第二加工仓下方的第三加工仓，从物料下方给风，上方回风，进行降速干燥加工，降速干燥加工回风口与第二阶段回风口相同；降速干燥加工一定时间后从取样口取样检验加工程度，未达标继续加工，达标后即可出料；所述分层干燥方法为分层流水式加工，每个加工阶段结束时即同步转换至下一阶段，同时重新进料重复上一阶段，每个阶段加工时间相同。

2.根据权利要求1所述的颗粒物料分层干燥方法，其特征在于：所述分层干燥方法中，每次进料的物料堆积厚度300-500mm，每个阶段加工时间均为2-4h，风温40-55℃；快速干燥加工时物料穿流风速为0.1-0.3m/s，恒速干燥加工时物料穿流风速为快速干燥加工的60-90%，降速干燥加工时物料穿流风速为快速干燥加工的10-40%。

3.根据权利要求1所述的颗粒物料分层干燥方法，其特征在于：所述分层干燥加工时使用唯一风源，运用风阀控制各层物料穿流风量。

4.根据权利要求1或2所述的颗粒物料分层干燥方法，其特征在于：所述分层干燥方法中，若风温略低于或高于标准范围，可适当延长或缩短加工时间。

5.根据权利要求4所述的颗粒物料分层干燥方法，其特征在于：所述分层干燥方法中，若风温略低于或高于标准范围时，一般应酌情延长或缩短加工时间10-30min。

6.根据权利要求1或2所述的颗粒物料分层干燥方法，其特征在于：所述分层干燥方法中，降速干燥加工阶段可采用双层物料堆放方式进行，并同比延长该阶段总加工时间与颗粒物料堆放量。

7.根据权利要求6所述的颗粒物料分层干燥方法，其特征在于：所述降速干燥加工阶段采用双层物料堆放方式时，降速干燥阶段的总加工时间和所堆放的颗粒物料数量为该阶段采用单层堆放颗粒物料时的两倍。