CN110558377A - 一种太阳能粮食干燥装置及干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种太阳能粮食干燥装置，包括提升机、干燥塔、冷风机、太阳能热风机、换热器和热风炉；提升机固定在干燥塔一侧，提升机上端出料口与干燥塔顶端的进料口连通；冷风机设置在干燥塔一侧，其出风口与冷却仓连通；热风炉与换热器一端连接，换热器另一端与太阳能热风机连接，太阳能热风机出风口通过管路分别与第一加热仓、第二加热仓、干燥仓连通；本发装置可提高干燥的效率并保证干燥的质量可以采用多级加热和缓苏。

Description

一种太阳能粮食干燥装置及干燥方法

技术领域

本发明涉及一种太阳能粮食干燥装置及干燥方法，属于粮食加工领域。

背景技术

粮食干燥历来是农业生产中的重要问题，但是在农村粮食干燥是粮食产后处理过程中的一个薄弱环节。一直以来，国家对农业工程十分重视，粮食干燥是农业生产中的重要环节，粮食在收获时会含有很多水分。如果粮食中的水分不能及时降低，粮食很快就会发热变质，会造成很大的没有必要的损失。特别是采用密封包装的粮食。但是也不能干燥过快，干燥过快或者其他因素不合适会导致粮食表面破了，这将直接影响粮食的口感和价值，因此干燥塔的意义巨大。干燥塔主要有两种应用：第一种：在粮食收获期时，由于天气原因无法及时晒干，会造成粮食的发芽发霉变质，此时应用粮食干燥塔对粮食进行干燥正是迫在眉睫，干燥塔可以使粮食的水分在短时间内下降到相对安全的水平，等天气转变是再自然晒干。第二种，自然晒干具有一点的局限性，太阳照射的最高温度也不足以让粮食中的水分下降到长期保持的程度，但是干燥塔的各种参数可以改变，这就可以满足让粮食长期保存而不损坏的需求了，因为充分干燥过的粮食中水分很低，这样其新陈代谢作用就会变慢很多，对延迟粮食的寿命和存活率有了很大的帮助，并且能够有效减少微生物的生长，这样更使粮食在存储期间更加稳定了。到目前为止，对于普通粮食干燥塔的研究较少，因此专门针对粮食干燥的机器较少，但随着中国粮食产业化的提高，加上中国是一个农业大国，人们对粮食干燥塔的需求更加明显了，加上现在人们环保意识的加强，太阳能粮食干燥塔的设计及发明就应运而生了。

太阳光中含有大量的能量，人们通过各种方法将能量提取收集起来转化成其他需要的能量，一般用于发电较多。太阳能是一种新型无污染的新型能源，地球上大多数生物都要依靠太阳提供的光和热生存，在从前人们是直接将粮食放在阳光下暴晒去除水分，这样不久去除的水分有限，而且耗费大量的时间和精力。但在现代化石燃料急剧减少的情况下，并且环境不断被破坏，人们才意识到无污染的太阳能是我们更好的选择。现在大多数是将太阳能转变成电能或者热能，而将太阳能运用在粮食干燥上更是极少，但是少不代表不够好，相反的，太阳能粮食干燥塔具有很广大的前景。

发明内容

本发明提供一种太阳能粮食干燥装置，可提高干燥的效率并保证干燥的质量可以采用多级加热和缓苏。

一种太阳能粮食干燥装置，包括提升机、干燥塔、冷风机、太阳能热风机、换热器和热风炉；

所述的提升机固定在干燥塔一侧，提升机上端出料口与干燥塔顶端的进料口连通；

所述的干燥塔自上而下分别设置为贮粮仓、第一加热仓、第一缓苏仓、第二加热仓、第二缓苏仓、干燥仓、冷却仓、出料斗；

所述的冷风机设置在干燥塔一侧，其出风口与冷却仓连通；

所述的热风炉与换热器一端连接，所述的换热器另一端与太阳能热风机连接，所述的太阳能热风机出风口通过管路分别与第一加热仓、第二加热仓、干燥仓连通；

所述的第一加热仓、第二加热仓、干燥仓内分布角状管，交错排列；其中，进风角状管数量为18个，出风角状管数量为16个。

干燥机的外壳使用钢板，表面采用坚固的喷塑工艺，其标准尺寸公称厚度为3mm、宽度为1.70m、长度为6m，框架采用热轧槽钢及热轧等边角钢焊接制成，外壳与槽钢及角钢之间，工作室内壁与槽钢之间的连接都为焊接。

热风炉选择WRFL-120型热风炉,该炉的主要参数为，额定供热量120×10⁴kcal/h,热效率为大于68％，耗煤量为185kg/h。

一种太阳能粮食干燥装置的干燥方法，如下：

⑴将粮食通过提升机提升到干燥塔上部,进入塔内；

⑵粮食往下缓慢移动,热风受角状管的影响从上运动到下；

⑶粮食经过不同的加热和暖苏到三级，这一部分粮食为热循环粮，粮温约为35℃，流出后由提升机接收参与循环干燥；第二部分是逆流冷却，经过此部分冷却的粮食由机下流出，冷却时间较长，达到出粮温度不高于环境温度5℃之差；

⑷本发明用两台太阳能太阳能热风机供热，一台太阳能热风机向第一加热仓供热风；另一台太阳能太阳能热风机向第二、第三加热室供给热风，两台风机控制不同的热风温度。

进一步，太阳能热风机供热量见公式2-12

H_h＝Q·r·C·(t₁-t₀) (2-12)

式中：

t₁：热风温度，第一太阳能热风机热风温度为120℃、第二太阳能热风机热风温度为80℃

t₀：环境温度，28℃

C：比热

r：容重。

附图说明

图1为本发明装置的主视图。

图2为本发明装置的侧视图。

具体实施方式

一种太阳能粮食干燥装置，包括提升机1、干燥塔2、冷风机3、太阳能热风机4、换热器5和热风炉6；提升机1固定在干燥塔2一侧，提升机1上端出料口与干燥塔2顶端的进料口连通；干燥塔自上而下分别设置为贮粮仓21、第一加热仓22、第一缓苏仓23、第二加热仓24、第二缓苏仓25、干燥仓26、冷却仓27、出料斗28；冷风机3设置在干燥塔227一侧，其出风口与冷却仓连通；热风炉6与换热器5一端连接，换热器5另一端与太阳能热风机4连接，太阳能热风机4出风口通过管路7分别与第一加热仓22、第二加热仓24、干燥仓26连通；第一加热仓22、第二加热仓24、干燥仓26内分布角状管8，交错排列；其中，进风角状管数量为18个，出风角状管数量为16个。

一种太阳能粮食干燥装置的干燥方法，如下：

⑴将粮食通过提升机提升到干燥塔上部,进入塔内；

⑵粮食往下缓慢移动,热风受角状管的影响从上运动到下；

⑶粮食经过不同的加热和暖苏到三级，这一部分粮食为热循环粮，粮温约为35℃，流出后由提升机接收参与循环干燥；第二部分是逆流冷却，经过此部分冷却的粮食由机下流出，冷却时间较长，达到出粮温度不高于环境温度5℃之差；

⑷本发明用两台太阳能太阳能热风机供热，一台太阳能热风机向第一加热仓供热风；另一台太阳能太阳能热风机向第二、第三加热室供给热风，两台风机控制不同的热风温度。

干燥塔的外面一层用钢板和保温的玻璃纤维隔开，这样既能保温又可以保护人的安全，并且各部分要通过焊接连接，这样才会稳定安全。

本发明干燥塔分三级干燥，每个干燥室进风角状管数量为18个，出气角状管与进气角状管交错布置，出气角状管数量为16个，其中冷却室进气角状管数量为18个，采用逆流冷却的形式，与第三干燥室共用出气角状管。需要干燥的粮食由提升机经进粮口运送到干燥塔内部，并经过一级加热和缓苏、二级加热和缓苏、三级加热和缓苏，最后再由三级缓苏段的出风口排出，经螺旋输送器运出。

干燥塔的外壳使用钢板，表面采用坚固的喷塑工艺，其标准尺寸公称厚度为3mm、宽度为1.70m、长度为6m(GB/T 708---7988)，框架采用热轧槽钢及热轧等边角钢焊接制成，外壳与槽钢及角钢之间，工作室内壁与槽钢之间的连接都为焊接。

干燥塔小时去水量

小时去水量见公式2-1

代入湿粮生产率G₁＝15000kg/h、原始水分M₁＝19％、烘干后水分14％，则得

干燥塔小时干燥能力

已知降水幅度为ΔM＝5％，湿粮生产率G₁＝15000kg/h，则其小时干燥能力g_t：

干燥塔加热室容积的确定

顺流式干燥塔中干燥强度较大取为50kg/h*m³

上式中：W_h：小时去水量(kg/h)

A：干燥强度50kg/h*m³.

λ：有效容积系数取0.6

算得：

第一加热段容积与第二加热段容积相等，是第三加热段容积5.8m³的两倍干燥仓采用方仓，断面伟2×4m²。加热室内部的进气与排气管路的结构尺寸与谷层厚度则加热室高度为：

式中：V:加热室容积

B：加热室宽度2m

得H_j＝1.45m取1.5m。

干燥塔缓苏室容积的确定

通过加热室与缓苏室的时间和尺寸一致。

粮食在加热室中干燥，热风经由加热室内部分布的角状管，均匀地排进热风，使粮食干燥均匀，粮食能够最大程度的进行干燥，提高粮食干燥效率和质量。干燥室设计为1700x2000，粮层厚度为300。

干燥机干燥室内部设计18个角状管，交错排列。角状管的可以使加热室获得均匀的气流，对粮食干燥时干燥均匀，受热面积增大。角状管的材料通常为0.8～1.5mm的钢板制成，设计时选用1mm的钢板。已经风机流量为50000m³/h，角状管端面面积为0.05m²，且还要根据进风与出风时在通气角状管的断面风速V_d应小于5-6m/s，取V_d＝5m/s计算。

式中：全风量Q＝50000m³/h

角状管端面面积f₀＝0.05m²

N＝55

因为分3级干燥，则每个干燥室进风角状管数量为18个，出气角状管与进气角状管交错布置，所以出气角状管数量为16个，其中冷却室进气角状管数量也为18个，采用逆流冷却的形式，与第三干燥室共用出气角状管。

粮食在热风的作用下进行干燥，加热段有2个进风口与1个出风口为了使内部的空气得以流动。将太阳能热风机的通风口与加热段的进风口相连接。

本发明使用的太阳能电池板使用的是3000w的市电互补发电系统，型号为GHGN-3000WK-1,热风机优先使用蓄电池的电量，直接由系统发电，当蓄电池电量不住时自动切换到国家电网用电。根据风压和风量的大小来看，只要一台风机即可，但需要很高的转速，但由于安全和结构强度上的限制，一台风机难以实现，因此本设计根据该干燥机所需热风量选择两台风机并联作业，则每台的风量为25000m³/h及要求压力为617(Pa)，选用两台NO.10C型风机，其转速n＝710r/min,流量为20000～28000m³/h压力600～700(Pa)。

离心式通风机中含有叶轮、机壳和机座等。叶轮是其中至关重要的部件，它又是由轮毂后盘、叶片和前盘组成。轮毂书后盘和主轴的连接件，后盘用螺钉固定在轮毂上，前盘是通风机吸气侧的圆盘，叶片的两端分别与后盘和前盘衔接。离心式通风机的机壳呈蜗壳形，由钢板焊接而成。在机壳的表面有一个圆形的进口，必须保证离心式通风机叶轮的旋转方向与机壳的蜗卷方向一致。

尽管上文对本发明的具体实施方式给予了详细描述和说明，但是应该指明的是，我们可以依据本发明的构想对上述实施方式进行各种等效改变和修改，其所产生的功能作用仍未超出说明书所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种太阳能粮食干燥装置，其特征在于，包括提升机、干燥塔、冷风机、太阳能热风机、换热器和热风炉；

所述的提升机固定在干燥塔一侧，提升机上端出料口与干燥塔顶端的进料口连通；

所述的干燥塔自上而下分别设置为贮粮仓、第一加热仓、第一缓苏仓、第二加热仓、第二缓苏仓、干燥仓、冷却仓、出料斗；

所述的冷风机设置在干燥塔一侧，其出风口与冷却仓连通；

所述的热风炉与换热器一端连接，所述的换热器另一端与太阳能热风机连接，所述的太阳能热风机出风口通过管路分别与第一加热仓、第二加热仓、干燥仓连通；

所述的第一加热仓、第二加热仓、干燥仓内分布角状管，交错排列；其中，进风角状管数量为18个，出风角状管数量为16个。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能粮食干燥装置，其特征在于，干燥塔的外表面分别用一层用钢板和保温的玻璃纤维隔开，这样既能保温又可以保护人的安全，且各部分要通过焊接连接；

干燥机的外壳使用钢板，表面采用坚固的喷塑工艺，其标准尺寸公称厚度为3mm、宽度为1.70m、长度为6m，框架采用热轧槽钢及热轧等边角钢焊接制成，外壳与槽钢及角钢之间，工作室内壁与槽钢之间的连接都为焊接。

3.根据权利要求1所述的一种太阳能粮食干燥装置，其特征在于，热风炉选择WRFL-120型热风炉,该炉的主要参数为，额定供热量120×10⁴kcal/h,热效率为大于68％，耗煤量为185kg/h。

4.根据权利要求1所述的一种太阳能粮食干燥装置的干燥方法，其特征在于，如下：

⑴将粮食通过提升机提升到干燥塔上部,进入塔内；

⑵粮食往下缓慢移动,热风受角状管的影响从上运动到下；

⑶粮食经过不同的加热和暖苏到三级，这一部分粮食为热循环粮，粮温约为35℃，流出后由提升机接收参与循环干燥；第二部分是逆流冷却，经过此部分冷却的粮食由机下流出，冷却时间较长，达到出粮温度不高于环境温度5℃之差；

⑷本发明用两台太阳能太阳能热风机供热，一台太阳能热风机向第一加热仓供热风；另一台太阳能太阳能热风机向第二、第三加热室供给热风，两台风机控制不同的热风温度。

5.根据权利要求4所述的一种太阳能粮食干燥装置的干燥方法，其特征在于，太阳能热风机供热量见公式2-12

H_h＝Q·r·C·(t₁-t₀) (2-12)

式中：

t₁：热风温度，第一太阳能热风机热风温度为120℃、第二太阳能热风机热风温度为80℃

t₀：环境温度，28℃

C：比热

r：容重。