隨著中國加入WTO以后，國外高品質(zhì)的糧食將會(huì)不斷沖擊國內(nèi)糧食市場，糧食市場對(duì)國內(nèi)的谷物品質(zhì)的要求也會(huì)不斷提高，在谷物干燥中，如何保證谷物的烘后（包括冷卻后）品質(zhì)，將會(huì)被谷物加工行業(yè)不斷強(qiáng)調(diào)和重視。
1、問題的提出
目前國內(nèi)外的谷物干燥機(jī)烘干機(jī)冷卻工藝普遍采用橫流、混流、逆流的冷卻工藝結(jié)構(gòu)，大產(chǎn)量的干燥機(jī)烘干機(jī)既使采用雙層冷卻，也是采用雙層并聯(lián)的橫流、混流、逆流的冷卻工藝結(jié)構(gòu)。以上的這些冷卻工藝結(jié)構(gòu)雖然都能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)谷物的冷卻，但卻有一個(gè)共同的缺點(diǎn)，就是一般只在≥．5℃的環(huán)境溫度下工作，當(dāng)環(huán)境溫度低于5℃時(shí)，被冷卻谷物的裂紋率就會(huì)急劇上升，為降低谷物烘后的裂紋率，在寒地冬季作業(yè)時(shí)，都不得不關(guān)閉冷風(fēng)機(jī)，不敢進(jìn)行冷卻通風(fēng)，只將冷卻段當(dāng)作一個(gè)緩蘇段使用。這樣不僅浪費(fèi)了干燥機(jī)烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)空間，而且，從干燥機(jī)烘干機(jī)排出的谷物因溫度過高而又不能直接進(jìn)倉長期存放，從而增加了生產(chǎn)工序，增大了糧食成本。因此，都不適宜在寒地冬季作業(yè)。所以，研制一種適合于在寒地冬季谷物干燥的冷卻結(jié)構(gòu)，就成為了亟待解決的問題。
2、串聯(lián)逆流冷卻工藝的結(jié)構(gòu)及原理
根據(jù)我公司的設(shè)計(jì)人員多年的生產(chǎn)實(shí)踐和研究結(jié)果表明，上述的冷卻結(jié)構(gòu)之所以作業(yè)時(shí)裂紋率很高，主要是由于冷風(fēng)溫度與谷物溫度的溫差過大造成的。要想使冷卻結(jié)構(gòu)適合于在寒地冬季使用，就應(yīng)想辦法使冷空氣被升溫，降低冷空氣與谷物溫度的溫差．就此，我公司的設(shè)計(jì)人員經(jīng)過反復(fù)研究探討，研制出了串聯(lián)逆流冷卻工藝結(jié)構(gòu)。見圖1。
該冷卻工藝結(jié)構(gòu)的基本原理就是將兩個(gè)逆流冷卻段串聯(lián)起來進(jìn)行冷卻通風(fēng)，即冷風(fēng)在下層逆流冷卻段冷卻后再逆流到上層逆流冷卻段繼續(xù)冷卻，利用谷物降溫所放出的熱量來提高冷風(fēng)溫度，降低了冷空氣與谷物溫度的溫差。
玲卻過程如下：環(huán)境中的冷空氣通過進(jìn)氣口5進(jìn)入最下層進(jìn)氣角盒，穿過下層冷卻段的谷物層進(jìn)入第三層排氣角盒，從排氣角盒進(jìn)入保溫冷風(fēng)道中，在這一過程中，最冷的冷風(fēng)與被上層冷卻段降溫了的谷物接觸，經(jīng)過了逆流冷卻，進(jìn)入保溫風(fēng)道1中的冷風(fēng)也已被下層冷卻段的谷物升溫；保溫風(fēng)道1中的冷風(fēng)繼續(xù)被送到第二層角盒后，穿過上層冷卻段的谷物層，進(jìn)入最上層角盒，通過排氣口7排出，在這一過程中，被下層冷卻段的谷物升溫了的冷風(fēng)與更熱的谷物接觸，又經(jīng)過了一個(gè)逆流冷卻，被兩個(gè)冷卻段內(nèi)谷物升溫了的冷風(fēng)與最熱的谷物接觸，從而，始終保證了冷卻空氣與熱谷物的溫差最小。使谷物經(jīng)受一個(gè)緩和的冷卻過程，最大程度地降低了谷物干燥烘后的裂紋率。
該工藝結(jié)構(gòu)在二層逆流冷卻段內(nèi)還分別設(shè)有緩蘇段，對(duì)平衡谷物子粒內(nèi)外的溫差，保證谷物烘后品質(zhì)，也起到了重要作用。因此，串聯(lián)逆流冷卻工藝是一項(xiàng)非常適合于寒地冬季谷物干燥時(shí)推廣應(yīng)用的工藝結(jié)構(gòu)。該項(xiàng)冷卻工藝結(jié)構(gòu)已經(jīng)申報(bào)了國家實(shí)用新型專利。
3、利用熱風(fēng)機(jī)進(jìn)行串聯(lián)逆流冷卻的設(shè)計(jì)
串聯(lián)逆流冷卻工藝結(jié)構(gòu)由于是兩層冷卻段串聯(lián)，所以也必然造成冷卻段通風(fēng)阻力成倍增加。以冷卻段谷物冷卻高度530mm，穿過谷物層的冷風(fēng)表觀風(fēng)速為0.364m/s為例計(jì)算，一層的谷物層阻力（以玉米為例）為393Pa，兩層串聯(lián)后的阻力則變?yōu)?86Pa，再加上保溫風(fēng)道及角盒的進(jìn)出口的風(fēng)阻，總風(fēng)阻將達(dá)到940.8Pa，如選用4-72系列的通風(fēng)機(jī)，則必須選用No.8 C的風(fēng)機(jī)，因此，雖然保證了谷物的烘后品質(zhì)，卻也增大了設(shè)備的總造價(jià)和生產(chǎn)成本，使經(jīng)濟(jì)性能比增加。
如何更好地解決這一問題呢？通過學(xué)習(xí)和借鑒其它干燥機(jī)烘干機(jī)的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，我公司的技術(shù)人員首先采取了對(duì)干燥機(jī)烘干機(jī)的冷卻段實(shí)行負(fù)壓冷卻，再將負(fù)壓冷卻出口風(fēng)道直接接到干燥機(jī)烘干機(jī)的熱風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與熱風(fēng)爐換熱器之間的風(fēng)道上，利用干燥機(jī)烘干機(jī)的熱風(fēng)機(jī)為從熱風(fēng)爐換熱器負(fù)壓吸風(fēng)所提供的882～980 Pa的壓頭，剛好與以上串聯(lián)逆流冷卻段計(jì)算的風(fēng)阻比較接近。因此，就可以直接用干燥機(jī)烘干機(jī)的熱風(fēng)機(jī)的負(fù)壓端工作來對(duì)冷卻段進(jìn)行串聯(lián)逆流冷卻通風(fēng)，取代了冷風(fēng)機(jī)又實(shí)現(xiàn)了余熱回收，巧妙地解決了這個(gè)問題。結(jié)構(gòu)示意圖見圖2。
該結(jié)構(gòu)在負(fù)壓冷卻風(fēng)道上設(shè)有風(fēng)量控制閥門，當(dāng)需要對(duì)干燥機(jī)烘干機(jī)的烘后谷物進(jìn)行出機(jī)冷卻時(shí)，將風(fēng)量控制閥門打開，并通過控制風(fēng)量閥門開度的大小，來改變冷卻系統(tǒng)內(nèi)阻力，以改變串聯(lián)逆流冷卻段的風(fēng)量，直到合適為止（通過負(fù)壓冷卻風(fēng)道和保溫冷卻風(fēng)道上的觀察窗觀察，在谷物子粒不被吹出的情況下，達(dá)到要求的出機(jī)糧溫為宜）。操作簡單，控制方便，非常實(shí)用可靠。
4、結(jié)論
該冷卻結(jié)構(gòu)將串聯(lián)逆流冷卻工藝與余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行了巧妙地結(jié)合，既實(shí)現(xiàn)了串聯(lián)逆流冷卻，保證了谷物冷卻后的品質(zhì)，又實(shí)現(xiàn)了余熱回收，提高了熱效率。不僅使結(jié)構(gòu)簡單緊湊，而且，又省去了一臺(tái)風(fēng)機(jī)，大大降低了設(shè)備成本和生產(chǎn)成本，具有極火的實(shí)用性，為串聯(lián)逆流冷卻工藝在谷物干燥上的推廣應(yīng)用提供了完善的保證。
這一利用干燥機(jī)烘干機(jī)的熱風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)串聯(lián)逆流冷卻和余熱回收的冷卻結(jié)構(gòu)的推廣與應(yīng)用，對(duì)解決我國寒地冬季谷物干燥后的冷卻品質(zhì)必將起到積極的作用，必將給推廣和應(yīng)用者帶來更為可觀的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。
