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串联逆流冷却工艺在谷物干燥中的应用
发布时间：2013-03-19 10:48 来源：未知
0、引言
随着中国加入WTO以后，国外高品质的粮食将会不断冲击国内粮食市场，粮食市场对国内的谷物品质的要求也会不断提高，在谷物干燥中，如何保证谷物的烘后（包括冷却后）品质，将会被谷物加工行业不断强调和重视。
1、问题的提出
目前国内外的谷物干燥机烘干机冷却工艺普遍采用横流、混流、逆流的冷却工艺结构，大产量的干燥机烘干机既使采用双层冷却，也是采用双层并联的横流、混流、逆流的冷却工艺结构。以上的这些冷却工艺结构虽然都能够实现对谷物的冷却，但却有一个共同的缺点，就是一般只在≥．5℃的环境温度下工作，当环境温度低于5℃时，被冷却谷物的裂纹率就会急剧上升，为降低谷物烘后的裂纹率，在寒地冬季作业时，都不得不关闭冷风机，不敢进行冷却通风，只将冷却段当作一个缓苏段使用。这样不仅浪费了干燥机烘干机的结构空间，而且，从干燥机烘干机排出的谷物因温度过高而又不能直接进仓长期存放，从而增加了生产工序，增大了粮食成本。因此，都不适宜在寒地冬季作业。所以，研制一种适合于在寒地冬季谷物干燥的冷却结构，就成为了亟待解决的问题。
2、串联逆流冷却工艺的结构及原理
根据我公司的设计人员多年的生产实践和研究结果表明，上述的冷却结构之所以作业时裂纹率很高，主要是由于冷风温度与谷物温度的温差过大造成的。要想使冷却结构适合于在寒地冬季使用，就应想办法使冷空气被升温，降低冷空气与谷物温度的温差．就此，我公司的设计人员经过反复研究探讨，研制出了串联逆流冷却工艺结构。见图1。
该冷却工艺结构的基本原理就是将两个逆流冷却段串联起来进行冷却通风，即冷风在下层逆流冷却段冷却后再逆流到上层逆流冷却段继续冷却，利用谷物降温所放出的热量来提高冷风温度，降低了冷空气与谷物温度的温差。
玲却过程如下：环境中的冷空气通过进气口5进入最下层进气角盒，穿过下层冷却段的谷物层进入第三层排气角盒，从排气角盒进入保温冷风道中，在这一过程中，最冷的冷风与被上层冷却段降温了的谷物接触，经过了逆流冷却，进入保温风道1中的冷风也已被下层冷却段的谷物升温；保温风道1中的冷风继续被送到第二层角盒后，穿过上层冷却段的谷物层，进入最上层角盒，通过排气口7排出，在这一过程中，被下层冷却段的谷物升温了的冷风与更热的谷物接触，又经过了一个逆流冷却，被两个冷却段内谷物升温了的冷风与最热的谷物接触，从而，始终保证了冷却空气与热谷物的温差最小。使谷物经受一个缓和的冷却过程，最大程度地降低了谷物干燥烘后的裂纹率。
该工艺结构在二层逆流冷却段内还分别设有缓苏段，对平衡谷物子粒内外的温差，保证谷物烘后品质，也起到了重要作用。因此，串联逆流冷却工艺是一项非常适合于寒地冬季谷物干燥时推广应用的工艺结构。该项冷却工艺结构已经申报了国家实用新型专利。
3、利用热风机进行串联逆流冷却的设计
串联逆流冷却工艺结构由于是两层冷却段串联，所以也必然造成冷却段通风阻力成倍增加。以冷却段谷物冷却高度530mm，穿过谷物层的冷风表观风速为0.364m/s为例计算，一层的谷物层阻力（以玉米为例）为393Pa，两层串联后的阻力则变为786Pa，再加上保温风道及角盒的进出口的风阻，总风阻将达到940.8Pa，如选用4-72系列的通风机，则必须选用No.8 C的风机，因此，虽然保证了谷物的烘后品质，却也增大了设备的总造价和生产成本，使经济性能比增加。
如何更好地解决这一问题呢？通过学习和借鉴其它干燥机烘干机的先进经验，我公司的技术人员首先采取了对干燥机烘干机的冷却段实行负压冷却，再将负压冷却出口风道直接接到干燥机烘干机的热风机进风口与热风炉换热器之间的风道上，利用干燥机烘干机的热风机为从热风炉换热器负压吸风所提供的882～980 Pa的压头，刚好与以上串联逆流冷却段计算的风阻比较接近。因此，就可以直接用干燥机烘干机的热风机的负压端工作来对冷却段进行串联逆流冷却通风，取代了冷风机又实现了余热回收，巧妙地解决了这个问题。结构示意图见图2。
该结构在负压冷却风道上设有风量控制阀门，当需要对干燥机烘干机的烘后谷物进行出机冷却时，将风量控制阀门打开，并通过控制风量阀门开度的大小，来改变冷却系统内阻力，以改变串联逆流冷却段的风量，直到合适为止（通过负压冷却风道和保温冷却风道上的观察窗观察，在谷物子粒不被吹出的情况下，达到要求的出机粮温为宜）。操作简单，控制方便，非常实用可靠。
4、结论
该冷却结构将串联逆流冷却工艺与余热回收系统进行了巧妙地结合，既实现了串联逆流冷却，保证了谷物冷却后的品质，又实现了余热回收，提高了热效率。不仅使结构简单紧凑，而且，又省去了一台风机，大大降低了设备成本和生产成本，具有极火的实用性，为串联逆流冷却工艺在谷物干燥上的推广应用提供了完善的保证。
这一利用干燥机烘干机的热风机实现串联逆流冷却和余热回收的冷却结构的推广与应用，对解决我国寒地冬季谷物干燥后的冷却品质必将起到积极的作用，必将给推广和应用者带来更为可观的经济效益和社会效益。
