低温循环式烘干机对于不同物料干燥原理的分析

　　3.5.3 谷物表面温度与干燥时间曲线

　　在一个干燥循环周期内，图3-5表示了玉米和小麦两种不同的物料在循环式谷物干燥机中降水速率与干燥时间的关系。

图3-4  降水速率与干燥时间曲线

　　3.5.4 关于谷物干燥特性曲线的分析

　　预热阶段：外源热风炉提供热量主要用于提高谷物物料温度，此时有少部分热量使水分汽化[14]。随着谷物物料温度的升高，谷物表面的水蒸气压力也在不断加大，从而此时干燥速率加快；当热风提供的热量正好等于水分蒸发所需能量时，谷物表面以及内部温度不再上升，谷物干燥降水速率此时从零达到最高值，干燥进入等速干燥阶段。而预热阶段的长短取决于环境温度、初始粮温、干燥层厚度、进热风温度、进热风流速等。

　　等速干燥阶段：在该阶段中谷物含水量均匀下降，谷物表面温度基本保持不变，干燥速度在此时达到最大值并基本保持不变；谷物干燥速度的快慢取决于谷物表面水分蒸发的速度，即外部控制；提高烘干机热风温度、热风流速，增大干燥的接触面积、减小干燥层厚度，可使干燥速度加快；从理论上讲，由于所有传给粮食的热量都用于汽化水分，粮温应保持不变；在实际上，由于物料中水分的剧烈汽化，以及干燥机热传导外部能量损耗，物料表面温度甚至会有所下降。

　　降速干燥阶段：随着干燥进行，物料水分逐渐下降，其表面上的水蒸气压力将下降，使物料表面与热风介质之间的水蒸气压力之差减小，从而使物料的平均干燥速度减慢，于是干燥进入了降速干燥阶段。

　　在此阶段物料去水更难，干燥速度慢慢下降，而物料的温度则逐渐上升；当干燥速度等于零时，物料水分达到在该条件下的平衡水分点，其温度可以上升到与出热风相同的温度。在高温干燥中，粮食烘干会在此前就结束。

　　冷却缓苏阶段：对物料的温度曲线来说还应有一个冷却段。一般讲，烘后物料的温度很高，约在45 ℃～55 ℃，必须通过缓苏阶段冷却，才能达到安全存储条件；在生产中，常采取人工冷却方式，把粮温降至比外温高5 ℃～7 ℃后进行储藏；在降温的同时，也可去除水0.5 %～1 %[15]。

　　4 结论

　　（1）由于干燥过程的复杂性和不确定性，要实现具有精确的控制系统的干燥机还有很长的研究之路要走，要经过不断的试验与测试，如对控制模型的优化校正，测控新方法的研究等工作。本文通过对循环式谷物干燥机机体结构以及干燥原理分析，以玉米、小麦、水稻三种粮食作物干燥为例，深入分析了玉米、小麦、水稻三种不同物料在不同烘干条件下的干燥机理，探讨了关于不同物料谷物干燥机的工作状态、干燥效率以及干燥影响因素。通过分析横流式循环干燥机拨粮层、干燥层、缓苏层以及提升部分气固两相间的热传导、气固两相温度和含湿量的变化来达到选择合适干燥方式的以达到优质烘干效果的目的。通过检测干燥过程谷物水分、温度，并进行了生产试验，制作出玉米、小麦、水稻干燥特性曲线，可以说对干燥过程的测控方法作了一些研究和试验，但由于时间和作者专业水平的限制，再有粮食的干燥过程涉及不同学科和不同领域，所以还需要对干燥控制过程的理论、测控方法和试验等进行不断的研究和探索。

　　（2）由于干燥情况复杂，在干燥作业过程中，要建立一个准确的干燥模型和测控系统来控制整个干燥过程是很困难的，因为干燥中不确定性因素太多，所以采用多模型的控制方式更能实现较精准的控制，即对粮食干燥过程的不同阶段分别建立相应数学模型，以提高控制器的自适应能力。

　　（3）连续干燥过程参数的模拟分析尚没有展开，对连续干燥的模型及质电双参数法在连续干燥过程中检测谷物水分的计算方法还有待深入研究。

　　（4）缓苏过程作为谷物干燥其中一个重要回复环节，其时间、控制方法还有待于进一步研究。