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1、玉米微波干燥装置设计论文摘要：利用天然气燃烧产生的气体作为热介质，在恒速干燥最后阶段，加入微波辅助加热，利用微波加热的特点，加快内部水分向外部扩散的速率，这样可以大大缩短降速干燥阶段时间。 关键词：燃气直热；微波辅助；干燥装置 引言 我国是世界上最大的发展中国家，国民经济快速发展，人民生活水平不断提高，与此同时，干燥技术的应用在市场需求的刺激下也出现了迅猛增长的势头。我国的干燥技术应用经历了引进、消化吸收及自制等阶段，是世界上拥有干燥设备制造厂数量最多的国家，但我国大部分的农产品仍没有条件获得先进干燥技术的处理。据有关统计，由于得不到及时的干燥处理，我国平常年景损失的粮食达50亿Kg。至于干燥
2、技术对粮食产品外形和口味的影响尚无力顾及，今后与进口粮食产品全面竞争的局面迟早要出现，届时，这方面的缺陷将削弱我国产品的竞争力。 干燥能源通常使用煤、电、油、气等，而且随着世界煤炭、石油等能源的枯竭，使用成本愈来愈高，太阳能、微波能、远红外、生物质能等新能源的开发及应用愈发受到重视。本文介绍的是利用天然气燃烧产生的气体作为热介质，利用微波进行辅助加热的一种组合干燥机，具有绿色、无污染，温度易控制，热利用率高的特点，另外微波还具有杀菌的作用。 就北方的玉米干燥而言，降速干燥阶段时间占整个干燥时间的2/3，蒸发掉的水分却不足全部水分的1/3，本发明设想在传统干燥的恒速干燥最后阶段，在进入降速干燥之
3、前，加入微波辅助加热，加快内部水分向外部扩散的速率，这样可以大大缩短降速干燥阶段时间，也使整个干燥时间缩短，从而达到高效节能的目的。 一、总体结构 烘干机由四部分组成：带式干燥机及配风系统、天然气燃烧系统、微波辅助加热系统、控制系统。 带式干燥机由机箱、带传动系统组成，带速可无级调节。配风系统包括进、出风管、循环风机、排潮风机及控风门。 微波辅助加热系统包括微波加热腔、微波源、微波源外罩及进、出料微波抑制器。 控制系统控制传送带开/停及变频调速；循环风机、排潮风机开/停；微波源分组开启/关闭及状态显示；料温显示及报警；风温显示及报警。 二、烘干机主要参数的确定 通过干燥过程的物料衡算和热量衡算
4、，确定主要参数，包括计算水分蒸发量、空气耗量、天然气用量及微波能耗。 在干燥过程中，新鲜空气（其状态为环境温度t0，湿度H0，热焓I0，干空气量L）进入空气加热器，加热后（其状态为t1，H1H0，I1，L）进入干燥器，在加热器中物料被干燥，由含水率m1降至m2，物料温度由tm1升至tm2后排出干燥器；而干燥空气温度下降、湿度增加后排出干燥器（其状态为t2，H2，I2，L）。 （1）原料玉米的质量流量G1（kg/h）：根据要求G1=1000kg/h。 （2）产品玉米的质量流量G2：G2=G1*（1m1）/（1m2） 式中：G2为产品玉米的质量流量，kg/h；G1为原料玉米的质量流量，kg/h；m
5、1为原料玉米的湿基水分，28%；m2为产品玉米的湿基水分，14%。带入数值，计算得到：G2=837kg/h。 （3）玉米中去除水分的质量流量mw：每小时去除的水分质量流量mw，由如下公式计算：mwG1*（m1m2）/（1m2） 式中：mw为每小时去除的水分质量流量，kg/h；带入各值，计算得到：mw=163kg/h （4）干燥介质进入干燥室时的湿含量H1：因H1H0，当温度为t020，相对湿度为35%，查表得H10.001 （5）干燥介质离开干燥室时的湿含量H2：温度为t235，相对湿度为80%，查表得H20.029 （6）干燥介质湿比容（m3/Kg）： （0.773+1.244*H1）（27
6、3+t1）/2731.002（m3/Kg）式中：t170 （7）干燥介质流量L（Kg/h）：Lmw/（H2H1）5821.4（Kg/h）（8）干燥介质体积流量V（m3/h）：VL*5833（m3/h） （9）干燥介质离开干燥室时的焓值I2：I21.01t2+H2（2501+1.86t2）35.35+0.029*2566.1109.8（KJ/Kg） （10）干燥介质进入加热室时的焓值I0：I01.01t0+H1（2501+1.86t0）20.2+0.01*（250137.2）4.44（KJ/Kg）式中：t020 （11）加热器加入的热量QH（KJ/h）：系统输入热量：1）湿物料G1带入的热量：因
7、为G1G2+mw，所以湿物料G1带入的热量为G2Cmtm1+mwCtm12）空气带入的热量LI03）加热器加入的热量QH 系统输出热量：1）产品G2带走的热量：G2Cmtm22）废气带走的热量：LI23）干燥器散热损失QL取QL10QH 综合以上：G2Cmtm1+mwCwtm1+LI0+QHG2Cmtm2+LI2+10QH 得：90QHG2Cm（tm2tm1）+L（I2I0）mwCwtm1 式中：Cw为水的比热容，4.187KJ/（Kg）；tm1为原料玉米的温度，20；tm2为产品玉米的温度，60；Cm为产品玉米的比热，2.01KJ/（Kg） 最后QH846202（KJ/h）202150Kca
8、l/h （12）天然气燃烧热为8000Kcal/m3，则天然气用量为25.3m3/h。 （13）微波功率P（Kw）：假设降速干燥开始时，玉米中应去除的水分还剩1/3（54Kg），此时的质量流量（包含水分在内）为Mj，含水率wj（54+100014）/Mj21，设经微波加热后，含水率为20，粮食温度由T1（60）变为T2（70），加热效率1（80），微波转换效率2（70），在标准大气压力下，水的气化热539Kcal/Kg，产品干燥时，所需要的热量为Q，可得： Mj1000（128）+54+100014914Kg/h15.23Kg/min QMjW1（T2T1）1+C（1W1）（T2T1）+539
9、（W1W2）171.8（Kcal/min） 则微波功率P0.07Q/1221（Kw） 三、总结 玉米是我国主要的粮食资源，研制烘干玉米的关键技术和装备，已成为节能减排、建设玉米绿色供应链的关键，且众多生产领域还没有采用先进的干燥技术和装备，更有巨大的市场还有待于开发。使用可燃气，主要成份为甲烷，燃烧生成二氧化碳和水，属于清洁能源，采用微波干燥，速度快、加热均匀，同时具有杀菌、减少污染的作用，结合热风干燥，能达到节能的目的，目前在粮食烘干领域还未见应用，但经广大科技人员的研究与推广，我国的粮食干燥技术及装备必将取得更多成果。 参考文献： 1金国淼等.干燥设备M，化学工业出版社，2002. 2郝立群，白岩，董梅.玉米干燥中的能耗J.粮食加工，2005,(2). 3于才渊,王宝和,王喜忠编著.干燥装置设计手册M.化学工业出版社，2005. 4徐帮学主编.最新干燥技术工艺与干燥设备造型及标准规范实施手册M.安徽文化音像出版社，2003.4
