[发明专利]超声波联合热风作用下的稻谷干燥设备

说明书

技术领域

本发明是将收获后的粮食含水量降低到可以储藏的安全湿份的设备，属于干燥设备领域，也可归于粮食机械领域。

背景技术

稻谷是南方的主食之一。它是一种热敏性农作物，干燥速率过快或参数选择不当容易产生爆腰。爆腰是衡量稻谷干燥后品质的主要指标之一。其次，稻谷是由僵硬的外壳和米粒组成，在干燥时其外壳起着阻碍籽粒内部水分向外表面转移的作用，因此，稻谷作为一种复合体是较难干燥的。缓苏是指粮食干燥过程中从干燥段进入保温段，使颗粒内部温度与粮食颗粒内的湿度交换使其均匀的过程。缓苏过程可使稻谷颗粒内部进行湿热交换使其湿度均化，可有效降低稻谷内部水分梯度，从而降低干燥应力抑制稻谷的爆腰率。缓苏还可以为下一个干燥阶段提供良好的去湿条件，避免高温介质使粮食脱皮或焦糊。因此为了保证稻谷干燥后的品质，减小爆腰率，必须进行充分的缓苏。但是缓苏过程时间过长，就会造成能源浪费，增加能耗。

热风干燥是一种传统干燥技术，也是目前应用最广泛的粮食干燥方法之一。干燥过程中应用较多的是顺流干燥、顺混流干燥和流化床干燥等干燥方式。热风干燥设备简单、操作简便、自动化程度高。但是，热风干燥也存在一些问题。为提高热风干燥粮食的效率，需要提高干燥处理温度，这样对于干燥稻谷这种热敏性作物非常不利，导致爆腰率增加，产品品质降低(部分粮粒热损伤，其色香味和营养成分遭到破坏)。流化床干燥设备中为使稻谷向前运动进行连续干燥，需要增大风速。这样干燥后的稻谷既不利于后续加工，又增加了能耗。

超声波具有多种物理效应和化学效应，不必升温就可以将水从固体中除去，它还具有加快干燥速度和降低固体中残留水分的作用，低能耗。试验证明，超声波能改变物料表面和内部结构，增大细胞壁间隙，进而强化传热传质，对降速干燥阶段作用效果明显，缩短物料的干燥时间。

本发明主要是将热风干燥技术与超声波干燥技术相结合，为稻谷干燥提供一种新型干燥设备。该设备能够提高干燥过程中的传热和传质效率，缩短干燥时间，降低能耗，提高产品质量。

发明内容

本发明主要克服传统单一热风干燥稻谷技术的能耗高、传热传质效率低、干燥后稻谷品质不高经济效益低等问题。在保证干燥能力的前提下，降低能耗，提高成品质量，得到更高的经济效益。

本发明干燥设备工艺流程为干燥—超声波缓苏—干燥—超声波缓苏—冷却的流程。该流程能够合理利用能源，降低能耗；充分进行缓苏，保证稻谷干燥后的品质。

本发明是采用超声波联合热风干燥稻谷的方法。对稻谷进行分层分段干燥。第一层干燥采用较低温度热风进行干燥，稻谷干燥后进入超声波作用下的缓苏阶段。第二层干燥采用较高温度热风进行干燥，干燥后再次在超声波作用下进行缓苏。同时利用高效气体换热器将第一层进行湿热交换之后的热风对第二层作为干燥介质的空气进行预热，将第二层进行湿热交换之后的热风对第一层作为干燥介质的空气进行预热，充分利用热能。最后利用经过处理后的回收的干燥段热风对稻谷进行冷却，该过程既是对稻谷进行降温冷却处理，同时又是缓苏过程的延续。该工艺方法能够提高干燥过程的传热和传质效率，节约能耗，显著提高产品质量。采用本发明干燥的稻谷成色好、爆腰率小，便于后续加工。

本发明区别于传统的热风流化干燥设备，气体分布孔板的在干燥室内的安装位置倾斜一定角度。这样可以充分利用稻谷自身重力作用向前运动，进行连续干燥操作。避免了单纯依靠提高风速使稻谷向前运动而达到连续干燥的目的，降低能耗。超声波辐射装置位于两侧，钢丝网罩对辐射装置起到保护作用。超声波对稻谷每段干燥后在其区域的停留过程中进行作用，加速稻谷内部湿热交换速度从使其湿度均化。将进行湿热交换之后的热风首先对加热介质进行预热，二次利用，使热能充分被利用，提高能量利用率。然后通过回收装置将回收的干燥段热风进行干燥处理后继续对稻谷进行冷却作用。最后通过拨粮轮装置将稻谷输送出去。

附图说明

图1为本发明的稻谷干燥设备的结构示意图。

图中标号说明:1—提升机，2—进料通道，3—干燥室，4、15—电加热器，5、16—高效气体换热器，6、17—鼓风机，7、12—气体回收管道，8、18—钢丝网罩，9、19—超声波输出装置，10—引风机，11—气体干燥装置，13—排粮轮，14—排气口，20、21、22—气体分布孔板

具体实施方式

本发明的干燥设备通过提升机1将稻谷经过进料通道2输送到干燥室3中。稻谷被输送到气体分布孔板20上，由鼓风机6和电加热器4提供的较低温度热风进行流化干燥。在干燥室3左侧下落过程中(如图)，稻谷在超声波发生装置19发射的超声波作用下进行缓苏。钢丝罩18起到保护作用。第二层干燥重复干燥—超声波缓苏过程，不过鼓风机17和电加热器15提供的热风温度高于第一层干燥热风温度。同时将第一层进行湿热交换之后的热风通过高效气体换热器16对第二层作为干燥介质的空气进行预热，将第二层进行湿热交换之后的热风通过高效气体换热器5对第一层作为干燥介质的空气进行预热。最后稻谷在孔板22处进行冷却，冷却风为进行湿热交换和预热空气之后的干燥热风介质，其通过引风机10分别经气体回收管道7、12在干燥装置11处理后对在孔板22上的稻谷进行作用，然后通过排气口14排出干燥室3。冷却完成后，稻谷经排粮轮13输送到干燥室外。干燥过程为一定厚度的物料置于气体分布孔板上，依次经过干燥—超声波缓苏—干燥—超声波缓苏—冷却的流程。变温干燥，同时进行缓苏，粮食达到干燥要求后由拨粮轮13输送出去。