穀物乾燥設備是降低穀物子粒含水量的機械和設備。其作用在於為穀物內的水分汽化創造條件，包括用人工方法降低穀物周圍空氣的相對濕度、利用介質促使穀物釋放水汽等。
基本介紹
- 中文名：穀物乾燥設備
- 用途：降低穀物子粒含水量
- 作用：為穀物內的水分汽化創造條件
- 主要類型：常溫通風乾燥機等
- 參考書目：《穀物乾燥》
降低穀物子粒含水量的機械和設備。其作用在於為穀物內的水分汽化創造條件，包括用人工方法降低穀物周圍空氣的相對濕度、利用介質促使穀物釋放水汽等。介質（如空氣）在同穀物接觸時能帶走水分的量，取決於介質的溫度、相對濕度及介質通過穀物時的速度、狀態。提高空氣的溫度，降低空氣中的相對濕度，可提高對穀物的乾燥能力。一般溫度每升高 1℃，其相對濕度百分率可降低4.5,所以加熱就成為常用的乾燥方式。穀物乾燥設備的主要類型有下述幾種。
常溫通風乾燥機 由乾燥倉和風機組成。按通風方式的不同有垂直氣流式和徑向通風式兩種。垂直氣流式通風乾燥倉由帶小孔的透風地板承受穀物，地板下留有通風道，空氣由風機吹入通風道，穿過地板小孔向上通過穀物層，吸收水分後，濕空氣由倉頂排出。徑向通風乾燥倉是由透風倉壁和密封倉頂構成的圓筒倉，倉底設有進風口，倉的中心設透氣通風管。空氣由風機從進風口送入透氣通風管，由管壁四周流出，徑向穿過谷層並吸收水分後，從倉的側壁排出。由於氣流穿過的谷層較薄，因而乾燥較快。常溫通風乾燥倉結構簡單，使用成本低，對穀物無污染，但乾燥速度受空氣濕度的影響較大。
加熱氣流乾燥機 熱量以對流方式傳遞給穀物，使穀物表面水分蒸發後由氣流帶走，穀物內部的水分逐漸向表面擴散後再蒸發，從而使穀物降低含水量而達到乾燥的目的。用於種子的乾燥氣流溫度不超過43℃，用於食用穀物的不超過60℃,用於飼用穀物的不超過88℃,短時間接觸的氣流溫度可以較高。
這類乾燥機又可分為不同的類型。按氣流溫度高低可分為低溫慢速乾燥機和高溫快速乾燥機兩類。前者使用的氣流溫度只比外界溫度高3～8℃，其結構與常溫通風乾燥機基本相同，並可利用驅動風機的發動機排出的廢氣使空氣加熱。後者是將空氣加熱到50℃以上，使穀物升溫乾燥，然後在常溫下冷卻。按氣流在乾燥室內相對於穀物的流動方向可分為橫流式、順流式、逆流式和雙向氣流式等類型。橫流式穀物乾燥機是使氣流橫向穿過穀物流，在氣流進口和出口因溫度不同會出現乾燥不勻。順流式穀物乾燥機是使氣流方向與穀物流動方向一致,熱量利用率較高，在進口處乾熱氣流與穀物接觸,從而提高穀物的乾燥率。逆流式穀物乾燥機是使氣流方向與穀物流動方向相反，在達到穩定狀態時，穀物排出時的溫度接近於熱氣的溫度，而氣流排出時的溫度接近於濕穀物餵入時的溫度,其濕度則與濕穀物相平衡,因而不能使用高溫熱空氣，適用於穀物乾燥後的冷卻通風。雙向氣流式穀物乾燥機是使氣流在乾燥過程中交替換向，從而可使乾燥均勻性提高，並提高熱量的利用率。
按照乾燥室內穀物的狀態，則可分為固定床、移動床、流化床、沸騰床和噴動床等類型。固定床乾燥機又可分為平床式、豎筒式等，其氣流速度小、壓力低，被乾燥穀物處於靜止狀態；移動床乾燥機有塔式乾燥機和迴轉圓筒式乾燥機等，機內的穀物在乾燥過程中緩慢地由入口向出口處移動；流化床乾燥機是以較大的氣流速度穿過穀物層，使穀物以類似流體的狀態流動；沸騰床乾燥機是以超過穀粒臨界速度的氣流速度，使穀物在乾燥室中劇烈翻動，呈“沸騰”狀態；噴動床乾燥機是使穀物在更高速度的氣流中劇烈運動呈噴泉狀。氣流速度與乾燥效率成正比，乾燥均勻性較好，穀粒的爆腰（表皮乾裂）率較低。主要種類的結構、功能如下述。
①平床式乾燥機。常用的有倉房式、箱體式(圖1)、 堆放式和掛車式等類型。倉房式的結構與常溫通風用的垂直氣流式通風倉類似，但所用氣流溫度為50～70℃，每立方米穀物的氣流流量為8～15米/分。箱體式、堆放式、掛車式的結構在谷床下面留有風室，熱氣流自下而上穿過谷層，乾燥過程基本相同。其中掛車式是在掛車車箱底板上方加設透風網板,裝滿穀物後用一台移動式加熱爐和風機，將熱氣流同時送往多台掛車，穿過網板乾燥穀物。也可用普通掛車改裝,並與運輸相結合，以降低使用成本。 ②豎筒式固定床乾燥機。其結構與常溫徑向通風乾燥倉類似,但中心通風管的直徑較大,與外壁的間距較小，因而熱空氣穿過的谷層較薄，乾燥效率較高。穀物乾燥後再用低壓風機送入常溫空氣使之冷卻。
③塔式乾燥機。在其烘乾塔式乾燥室內相間地配置多層進氣和排氣管路，管路斷面為無底形，管路之間的空間形成穀物通道，穀物由頂部餵入烘乾塔，靠自重向下流動,熱氣流由風機送來並分散進入各進氣管路,從管底逸出進入穀物流，加熱穀物並帶走汽化水分後從排氣管路由吸氣風扇排出，向下流動的穀物交替接觸高溫與低溫氣流,可充分利用氣流熱量（圖2）。乾燥的穀物從乾燥室底部流入冷卻塔冷卻，再由卸料裝置卸出。乾燥穀物時，熱氣流的常用溫度為110～140℃，乾燥種子時常用60～80℃。 ④迴轉圓筒式乾燥機。由加熱爐、吸氣風機、乾燥滾筒、冷卻滾筒或緩蘇倉、進料和卸料裝置等組成（圖3）。 常用乾燥滾筒直徑1.2～1.7米，長度由5米至15米以上,筒身與水平面成2°～3°的傾角，在滾筒內用隔板分隔成若干扇形斷面，筒的內壁和隔板兩面都設有葉板。穀物從一端進入後,滾筒以4～10轉/分鐘的速度旋轉。穀粒在葉板的帶動和滾筒旋轉作用下，在筒壁和隔板之間來回翻動，與熱氣流均勻接觸而排出水分，同時緩慢地向出口端流動，由滾筒出口流入冷卻滾筒或緩蘇倉，在常溫空氣下冷卻後由卸料裝置卸出。 ⑤流化床乾燥機。常用的為帶有1層或2層傾斜通風底板的連續式流化床乾燥機（圖4）。乾燥室的下部設定與水平面傾斜3°～4°的帶孔通風底板──流化板。用兩層流化板時，下層的傾斜方向與上層相反。兩層流化板的下方均留有空間作為氣流分配室，兩層之間設有隔板，隔板兩端分別留有通氣和穀物通道。作業時，餵料斗通過進料閘門落到上層流化板上同低溫氣流接觸，預熱後排出一部分水分，並在氣流作用下呈流體狀態沿流化板向下流動，通過中轉閘門落到下層流化板上，與高溫氣流相遇，加熱並排除水分後由出口端流入緩蘇倉內冷卻。流化板上谷層厚度一般為100～150毫米。中國經過改進後的連續式流化床乾燥機，其流化板上配置若干具有密集小孔的區段,當速度為4～4.5米/秒的氣流穿過時形成噴帶區，使穀物以翻滾狀態向下流動,從而帶有局部沸騰床的性質，可加速乾燥過程,提高幹燥效率。 ⑥豎筒式氣流乾燥機。是噴動床乾燥機的一種,其乾燥室是直徑為800～1000毫米的垂直圓筒,底部呈錐形並與進氣管連通，上端與排氣管連通,中間設有直徑200～300毫米的垂直導流管,導流管的上方設有球面擋板。穀物由圓筒底部餵入進氣管的熱氣流中,隨20～30米/秒的高速氣流通過導流管向上噴動,受熱而排出水分,穀物從導流管上口噴出後，在球面擋板的阻擋和本身重量的作用下,沿導流管外的環形空間向下散落,降到圓筒底部錐形部分時,又被熱氣流攜帶由導流管噴動上升,如此反覆循環，直至達到要求的含水量時,打開卸料閘門,將穀物卸出。
遠紅外穀物乾燥機 利用遠紅外輻射元件在通入電流後發出的遠紅外線照射穀物。由於遠紅外線有較強的穿透能力,且易於被物料吸收並在其內部轉化為熱能,可使水分汽化，達到乾燥穀物的目的。乾燥機的類型有滾筒式、傳送帶式和塔式等。滾筒式遠紅外乾燥機的輻射元件固定在不動的空心軸上，電源線由空心軸的中心引出,滾筒在空心軸上旋轉,穀物進入筒內後由螺旋板向出口處推送。傳送帶式遠紅外乾燥機是將輻射元件裝在箱式乾燥室內的一條或上、下多條環行傳送帶的上方，穀物自上而下由傳送帶輸送，最後從出口排出。塔式遠紅外乾燥機的結構與使用熱氣流的塔式乾燥機類似，在其內層裝置許多形輻射元件，外層為保溫層，穀物自上而下通過各層元件，由底部排出。遠紅外穀物乾燥機乾燥速度快，質量好，脫水均勻，對穀物無污染，有利於長期貯存，乾燥過程中耗能低，便於實現穀物乾燥自動化。
太陽能集熱乾燥機 有兩種類型：一種是在大型圓筒貯倉向陽面的倉壁外面裝置太陽能集熱板，在集熱板與倉壁之間留有空氣通道，集熱板吸收的太陽能將通道中的空氣加熱後，由風機送入倉內設定的熱風管道，使穀物受熱乾燥,集熱板的覆蓋面積約為倉壁的2/3。另一種類型使用單獨的太陽能集熱器，將空氣加熱後由風機送入乾燥設備。除熱源不同外，乾燥設備的結構型式與加熱氣流乾燥機相同，但一般為低溫氣流。其使用成本低，但一次投資較高，並需另設加熱爐或電熱器，以便在陽光不足時使用。
參考書目
D.B.布魯克等著，周清澈譯：《穀物乾燥》，中國農業機械出版社,北京,1981。(D.B.Brooker,F.W.Bakker-Arkema, Grain Drying, The AVI Publishing Co,Westport, 1974.)
