導語：玉米干燥裝置利用燃氣和微波設計論文一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：利用天然氣燃燒產生的氣體作為熱介質，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，加快內部水分向外部擴散的速率，這樣可以大大縮短降速干燥階段時間。

關鍵詞：燃氣直熱；微波輔助；干燥裝置

引言

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

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、遠紅外、生物質能等新能源的開發及應用愈發受到重視。本文介紹的是利用天然氣燃燒產生的氣體作為熱介質，利用微波進行輔助加熱的一種組合干燥機，具有綠色、無污染，溫度易控制，熱利用率高的特點，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，蒸發掉的水分卻不足全部水分的1/3，本發明設想在傳統干燥的恒速干燥最后階段，在進入降速干燥之前，加入微波輔助加熱，加快內部水分向外部擴散的速率，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，從而達到高效節能的目的。

一、總體結構

烘干機由四部分組成：帶式干燥機及配風系統、天然氣燃燒系統、微波輔助加熱系統、控制系統。

帶式干燥機由機箱、帶傳動系統組成，帶速可無級調節。配風系統包括進、出風管、循環風機、排潮風機及控風門。

微波輔助加熱系統包括微波加熱腔、微波源、微波源外罩及進、出料微波抑制器。

控制系統控制傳送帶開/停及變頻調速；循環風機、排潮風機開/停；微波源分組開啟/關閉及狀態顯示；料溫顯示及報警；風溫顯示及報警。

二、烘干機主要參數的確定

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

在干燥過程中，新鮮空氣（其狀態為環境溫度t0，濕度H0，熱焓I0，干空氣量L）進入空氣加熱器，加熱后（其狀態為t1，H1＝H0，I1，L）進入干燥器，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（其狀態為t2，H2，I2，L）。

（1）原料玉米的質量流量G1（kg/h）：根據要求G1=1000kg/h。

（2）產品玉米的質量流量G2：G2=G1*（1－m1）/（1－m2）

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

（3）玉米中去除水分的質量流量mw：每小時去除的水分質量流量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量流量，kg/h；帶入各值，計算得到：mw=163kg/h

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

（5）干燥介質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）干燥介質流量L（Kg/h）：L＝mw/（H2－H1）＝5821.4（Kg/h）

（8）干燥介質體積流量V（m3/h）：V＝L*υ＝5833（m3/h）

（9）干燥介質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）干燥介質進入加熱室時的焓值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）：系統輸入熱量：1）濕物料G1帶入的熱量：因為G1＝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

系統輸出熱量：1）產品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為產品玉米的溫度，60℃；Cm為產品玉米的比熱，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。公務員之家:

（13）微波功率P（Kw）：假設降速干燥開始時，玉米中應去除的水分還剩1/3（54Kg），此時的質量流量（包含水分在內）為Mj，含水率wj＝（54+1000×14％）/Mj＝21％，設經微波加熱后，含水率為20％，糧食溫度由T1（60℃）變為T2（70℃），加熱效率η1（80％），微波轉換效率η2（70％），在標準大氣壓力下，水的氣化熱539Kcal/Kg，產品干燥時，所需要的熱量為Q，可得：

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

三、總結

玉米是我國主要的糧食資源，研制烘干玉米的關鍵技術和裝備，已成為節能減排、建設玉米綠色供應鏈的關鍵，且眾多生產領域還沒有采用先進的干燥技術和裝備，更有巨大的市場還有待于開發。

使用可燃氣，主要成份為甲烷，燃燒生成二氧化碳和水，屬于清潔能源，采用微波干燥，速度快、加熱均勻，同時具有殺菌、減少污染的作用，結合熱風干燥，能達到節能的目的，目前在糧食烘干領域還未見應用，但經廣大科技人員的研究與推廣，我國的糧食干燥技術及裝備必將取得更多成果。

參考文獻：

[1]金國淼等.干燥設備[M]，化學工業出版社，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.干燥裝置設計手冊[M].化學工業出版社，2005.

[4]徐幫學主編.最新干燥技術工藝與干燥設備造型及標準規范實施手冊[M].安徽文化音像出版社，2003.