发芽米烘干工艺设备浅探

0．前言

大米是我国人民的主要传统食品。传统的大米加工方式损失了大量的人体必须的营养素。因此，我们采用传统加工技术与现代生物技术相结合，利用最新机械尽量保留胚芽。由于改变了大米传统的加工方法将生物技术引入稻米加工，改变了大米的营养学特性，使其更适合人类的营养需要，提高了人类的健康水平。

1．设计说明

1．1 六层水平干燥塔

1．1．1 六层水平干燥塔的结构

发芽后的米由提升机送入分离器，通过出料器进入绕轴线旋转的撒料斗中，使米分散在烘床上，烘床上的米用叶片式翻拌器翻拌。在旧式的干燥塔中，米从上层转送到下层烘床。下层烘床卸料，送入米芽斗，均用人工操作。近年来设计干燥塔都有一系列辅助装置，如采用液压传动的翻转烘床使上层的米送到中层，实现了机械化操作。

在下层烘床之下有加热管，锅炉加热的热空气升入加热管，由此放出部分热量将冷空气加热后，锅炉产生的残余热空气经过多层烟管进入大气中。外部冷空气由送风机进入。通过加热室，再经过三层米芽层，最后由离心通风机经干燥塔的排气孔和风帽排至大气中。在六层水平烘床干燥塔中，还设有5个空气混合室，下床下面的混合室主要作用是把从加热室进入的冷热空气在混合室内混合均匀，再进入下床；另4个混合室在各床之间，室内设有冷空气进出口，此室的作用是将冷空气和下床进入的热空气混合，达到调节上下两床温度的目的。

混合室还设有风帽，直径大小根据风量选择。干燥塔的墙壁中装设有直立的空气通道，以便冷空气直接进入各层烘床，以调节温度和湿度。发芽米的大部分水分在前四层中蒸发，而在下两层中进行最后的干燥。高产量米芽干燥塔装置两个离心通风机。

而干燥室的高度和干燥效果有关。干燥室越高干燥效果越好。一般，中下层干燥室高2-3米，上层干燥室高至少6米，才能使水蒸气迅速溢出。塔顶成拱型，有利于水蒸气排出。墙边设排水管路，以免凝结水进入米层。

1．1．2 工作原理

使用气流干燥即空气干燥，因为发芽米生产过程中有生物化学变化，所以，干燥过程中会影响酶的活力，从而影响产品的质量。所以要采用低温、快速干燥，特别是发芽米干燥有特殊的要求。除了降低水分外，还要求烘焙过程中米芽产生利好的生化变化，使其可以加工成为具有特有的色、香、味、溶解度好的发芽米粉。

1．1．3 材料选择：普钢、精钢、不锈钢

1．1．4 本设计特点：

本干燥塔的层数为六层烘床，占地面积小，具有大功率离心通风机，干燥速度快，且加热系统发达，而且在本设计中考虑到水分凝结和米粒等因素。按要求设计了防止水滴进入米层和米粒影响操作的设施。

1．1．5 计算：塔内单层烘层的面积

（1）设计100吨的干燥塌，米容重770kg/m3,则：

V=100000/770=130m3

S总=100000/770÷0.15=866m²

S单层=100000/770÷0.15/5=173.2

S层=兀r2(r=7.5)=176.625

蒸发的水分含23.5%的米粒重10000kg,则蒸发到含水14.4%后,水分蒸发量为

9%×100000=9000kg

(2)干燥塔内空气消耗量计算

P=［SR(Xg-X)］/(Xe-Xa)

P:每小时通过米芽层的绝对干空气(Kg)

S:在特定的干燥周期中米粒的总表面积(m²)

R:蒸发系数3.7

Xg:米粒表面边界层处空气的湿含量

X:米粒周围空气的湿含量

(Xg-X)均值:正常干燥期边界层空气的湿含量与米层周围空气湿含量之差

Xe:离开米层时空气的湿含量

Xa:进入米层时空气的湿含量

则P=(21224×3.7×0.00343)/0.013=20720.0

蒸发的水分:含水23.5%,重100000kg,若含14.5%,降低9%,则蒸发水分为9%×100000=9000kg

9000/15=600kg/h 1m3相当于炉内的热损失

(3)干燥塌内热量的计算:

蒸发米芽层水分所需热量

从上述得出第一小时内20720kg干空气,外界空气初温为16℃,相对湿度70%,由它们的曲线交点查得热焓量为4.186×9Kj/kg干空气.当湿含量不变,温度升至60℃时热焓量为4.186×19.5Kj/kg干空气.炉内第一小时消耗热量:

Q1=4.186×20720×(19.5-9)=910706.2kj

加热米芽所需热量等于炉内干物质总量Ms乘以大米比热1.330kj(kg.℃)再乘以米芽终了与初始温差(tf-ti)

Q2=Ms(tf-ti)×1.758

Q=k［(T1/100)4-(T2/100)4)］+k(t1-t2)

式中:Q:加热器每小时每平方米表面积所传递的热量

K:辐热系数单独初表面管道用18.4(kg/m².h.℃)

T1:加热管内烟道气的绝对温度

T2:对流系数,指管壁与空气之间的对流系数,一般取16.7(kg/m².h.℃)

t1:管内烟道气的温度

t2:热空气室内空气的温度

加热管内烟道气的温度:进口高达250℃,出口150℃,平均200℃

加热空气室内的空气温度用90℃,即

T1=473℃,T2=363℃,t1=200℃,t2=90℃.

发芽后的糙米在经过人为干燥后可形成干燥的颗粒产品.干燥温度和时间对发芽米的质量产生重要影响,影响到风味、色泽。使用本地产垦鉴9031，理想的烘干条件是：发芽米温度52℃，烘干时间15小时，烘干水分控制在10%±1%。

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