微波輔助玉米干燥裝置設(shè)計范文

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微波輔助玉米干燥裝置設(shè)計摘要：利用天然氣燃燒產(chǎn)生的氣體作為熱介質(zhì)，在恒速干燥最后階段，加入微波輔助加熱，利用微波加熱的特點(diǎn)，加快內(nèi)部水分向外部擴(kuò)散的速率，這樣可以大大縮短降速干燥階段時間。

關(guān)鍵詞：燃?xì)庵睙幔晃⒉ㄝo助；干燥裝置

0引言

我國是世界上最大的發(fā)展中國家，國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，人民生活水平不斷提高，與此同時，干燥技術(shù)的應(yīng)用在市場需求的刺激下也出現(xiàn)了迅猛增長的勢頭。我國的干燥技術(shù)應(yīng)用經(jīng)歷了引進(jìn)、消化吸收及自制等階段，是世界上擁有干燥設(shè)備制造廠數(shù)量最多的國家，但我國大部分的農(nóng)產(chǎn)品仍沒有條件獲得先進(jìn)干燥技術(shù)的處理。據(jù)有關(guān)統(tǒng)計，由于得不到及時的干燥處理，我國平常年景損失的糧食達(dá)50億Kg。至于干燥技術(shù)對糧食產(chǎn)品外形和口味的影響尚無力顧及，今后與進(jìn)口糧食產(chǎn)品全面競爭的局面遲早要出現(xiàn)，屆時，這方面的缺陷將削弱我國產(chǎn)品的競爭力。

干燥能源通常使用煤、電、油、氣等，而且隨著世界煤炭、石油等能源的枯竭，使用成本愈來愈高，太陽能、微波能、遠(yuǎn)紅外、生物質(zhì)能等新能源的開發(fā)及應(yīng)用愈發(fā)受到重視。本文介紹的是利用天然氣燃燒產(chǎn)生的氣體作為熱介質(zhì)，利用微波進(jìn)行輔助加熱的一種組合干燥機(jī)，具有綠色、無污染，溫度易控制，熱利用率高的特點(diǎn)，另外微波還具有殺菌的作用。

就北方的玉米干燥而言，降速干燥階段時間占整個干燥時間的2/3，蒸發(fā)掉的水分卻不足全部水分的1/3，本發(fā)明設(shè)想在傳統(tǒng)干燥的恒速干燥最后階段，在進(jìn)入降速干燥之前，加入微波輔助加熱，加快內(nèi)部水分向外部擴(kuò)散的速率，這樣可以大大縮短降速干燥階段時間，也使整個干燥時間縮短，從而達(dá)到高效節(jié)能的目的。

1總體結(jié)構(gòu)

烘干機(jī)由四部分組成：帶式干燥機(jī)及配風(fēng)系統(tǒng)、天然氣燃燒系統(tǒng)、微波輔助加熱系統(tǒng)、控制系統(tǒng)。

帶式干燥機(jī)由機(jī)箱、帶傳動系統(tǒng)組成，帶速可無級調(diào)節(jié)。配風(fēng)系統(tǒng)包括進(jìn)、出風(fēng)管、循環(huán)風(fēng)機(jī)、排潮風(fēng)機(jī)及控風(fēng)門。

微波輔助加熱系統(tǒng)包括微波加熱腔、微波源、微波源外罩及進(jìn)、出料微波抑制器。

控制系統(tǒng)控制傳送帶開/停及變頻調(diào)速；循環(huán)風(fēng)機(jī)、排潮風(fēng)機(jī)開/停；微波源分組開啟/關(guān)閉及狀態(tài)顯示；料溫顯示及報警；風(fēng)溫顯示及報警。

2烘干機(jī)主要參數(shù)的確定

通過干燥過程的物料衡算和熱量衡算，確定主要參數(shù)，包括計算水分蒸發(fā)量、空氣耗量、天然氣用量及微波能耗。

在干燥過程中，新鮮空氣（其狀態(tài)為環(huán)境溫度t0，濕度H0，熱焓I0，干空氣量L）進(jìn)入空氣加熱器，加熱后（其狀態(tài)為t1，H1＝H0，I1，L）進(jìn)入干燥器，在加熱器中物料被干燥，由含水率m1降至m2，物料溫度由tm1升至tm2后排出干燥器；而干燥空氣溫度下降、濕度增加后排出干燥器（其狀態(tài)為t2，H2，I2，L）。

（1）原料玉米的質(zhì)量流量G1（kg/h）：根據(jù)要求G1=1000kg/h。

（2）產(chǎn)品玉米的質(zhì)量流量G2：G2=G1*（1－m1）/（1－m2）

式中：G2為產(chǎn)品玉米的質(zhì)量流量，kg/h；G1為原料玉米的質(zhì)量流量，kg/h；m1為原料玉米的濕基水分，28%；m2為產(chǎn)品玉米的濕基水分，14%。帶入數(shù)值，計算得到：G2=837kg/h。

（3）玉米中去除水分的質(zhì)量流量mw：每小時去除的水分質(zhì)量流量mw，由如下公式計算：mw＝G1*（m1－m2）/（1－m2）

式中：mw為每小時去除的水分質(zhì)量流量，kg/h；帶入各值，計算得到：mw=163kg/h

（4）干燥介質(zhì)進(jìn)入干燥室時的濕含量H1：因H1＝H0，當(dāng)溫度為t0＝－20℃，相對濕度為35%，查表得H1＝0.001

（5）干燥介質(zhì)離開干燥室時的濕含量H2：溫度為t2＝35℃，相對濕度為80%，查表得H2＝0.029

（6）干燥介質(zhì)濕比容υ（m3/Kg）：

υ＝（0.773+1.244*H1）（273+t1）/273＝1.002（m3/Kg）式中：t1＝70℃

（7）干燥介質(zhì)流量L（Kg/h）：L＝mw/（H2－H1）＝5821.4（Kg/h）（8）干燥介質(zhì)體積流量V（m3/h）：V＝L*υ＝5833（m3/h）

（9）干燥介質(zhì)離開干燥室時的焓值I2：I2＝1.01t2+H2（2501+1.86t2）＝35.35+0.029*2566.1＝109.8（KJ/Kg）

（10）干燥介質(zhì)進(jìn)入加熱室時的焓值I0：I0＝1.01t0+H1（2501+1.86t0）＝－20.2+0.01*（2501－37.2）＝4.44（KJ/Kg）式中：t0＝－20℃

（11）加熱器加入的熱量QH（KJ/h）：系統(tǒng)輸入熱量：1）濕物料G1帶入的熱量：因?yàn)镚1＝G2+mw，所以濕物料G1帶入的熱量為G2Cmtm1+mwCtm12）空氣帶入的熱量LI03）加熱器加入的熱量QH

系統(tǒng)輸出熱量：1）產(chǎn)品G2帶走的熱量：G2Cmtm22）廢氣帶走的熱量：LI23）干燥器散熱損失QL取QL＝10％QH

綜合以上：G2Cmtm1+mwCwtm1+LI0+QH＝G2Cmtm2+LI2+10％QH

得：90％QH＝G2Cm（tm2－tm1）+L（I2－I0）－mwCwtm1

式中：Cw為水的比熱容，4.187KJ/（Kg·℃）；tm1為原料玉米的溫度，－20℃；tm2為產(chǎn)品玉米的溫度，60℃；Cm為產(chǎn)品玉米的比熱，2.01KJ/（Kg·℃）

最后QH＝846202（KJ/h）＝202150Kcal/h

（12）天然氣燃燒熱為8000Kcal/m3，則天然氣用量為25.3m3/h。

（13）微波功率P（Kw）：假設(shè)降速干燥開始時，玉米中應(yīng)去除的水分還剩1/3（54Kg），此時的質(zhì)量流量（包含水分在內(nèi)）為Mj，含水率wj＝

（54+1000×14％）/Mj＝21％，設(shè)經(jīng)微波加熱后，含水率為20％，糧食溫度由T1（60℃）變?yōu)門2（70℃），加熱效率η1（80％），微波轉(zhuǎn)換效率η2（70％），在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓力下，水的氣化熱539Kcal/Kg，產(chǎn)品干燥時，所需要的熱量為Q，可得：

Mj＝1000×（1－28％）+54+1000×14％＝914Kg/h＝15.23Kg/min

Q＝Mj×〔W1（T2－T1）×1+C（1－W1）（T2－T1）+539（W1－W2）〕＝171.8（Kcal/min）

則微波功率P＝0.07Q/η1η2＝21（Kw）

3總結(jié)

玉米是我國主要的糧食資源，研制烘干玉米的關(guān)鍵技術(shù)和裝備，已成為節(jié)能減排、建設(shè)玉米綠色供應(yīng)鏈的關(guān)鍵，且眾多生產(chǎn)領(lǐng)域還沒有采用先進(jìn)的干燥技術(shù)和裝備，更有巨大的市場還有待于開發(fā)。

使用可燃?xì)猓饕煞轂榧淄椋紵啥趸己退瑢儆谇鍧嵞茉矗捎梦⒉ǜ稍铮俣瓤臁⒓訜峋鶆颍瑫r具有殺菌、減少污染的作用，結(jié)合熱風(fēng)干燥，能達(dá)到節(jié)能的目的，目前在糧食烘干領(lǐng)域還未見應(yīng)用，但經(jīng)廣大科技人員的研究與推廣，我國的糧食干燥技術(shù)及裝備必將取得更多成果。新晨：

參考文獻(xiàn)：

[1]金國淼等.干燥設(shè)備[M]，化學(xué)工業(yè)出版社，2002.

[2]郝立群，白巖，董梅.玉米干燥中的能耗[J].糧食加工，2005,(2).

[3]于才淵,王寶和,王喜忠編著.干燥裝置設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[4]徐幫學(xué)主編.最新干燥技術(shù)工藝與干燥設(shè)備造型及標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范實(shí)施手冊[M].安徽文化音像出版社，2003.