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糟渣類高濕物料干制工藝和設備的研究 木屑顆粒(li)機(ji)|秸稈(gan)顆粒(li)機(ji)|秸稈(gan)壓塊機(ji)|木屑制粒(li)機(ji)|生物質顆粒(li)機(ji)|富(fu)通新能源 / 13-04-20

    糟渣包括白酒糟、酒精糟、啤酒糟、醬油糟、醋糟、藥渣、果渣、豆渣、糖渣等,是食品、醫藥等行業生產中的主要副產品,我國年產各類糟渣多達6 000萬t以上.鮮糟產出量大,且其水分一般高達80 %~95%,運輸不便,利用困難,只有少量被直接作為粗飼料向附近農民出售,而大部分被堆放、廢棄,鮮糟產出時溫度高,如不及時處理,一天即發酵發臭,滋生蚊蠅,污染環境.
    糟渣類物料是一種可以廣泛開發利用的優質飼料原料,含有豐富的微量元素和蛋白質,營養價值較高,而且其產量十分可觀,所以日益為人們所重視,例如我國近年來啤酒生產發展迅速,年產啤酒糟1 000萬t,可生產啤酒干糟約100萬t.據測定,酒糟風干物中蛋白質含量在17%以上,折合飼料蛋白30萬t.將糟渣干制用作飼料原料,可以部分替代飼料糧,可增加經濟收入;同時開發利用糟渣原料,變廢為寶,能有效解決環境污染問題,因此工業化糟渣干制飼料是開發利用糟渣類資源的一條較好的途徑.
    糟渣所含水分高達80%~95%,1t濕糟干燥后僅得110 kg干料,需脫除的水分占濕重的80%以上,對設備處理能力要求高;同時糟渣屬粘稠狀物料,對于燥不利,干燥難度大,干燥成本高.由于這些原因,實際生產對處理工藝和設備提出了很高的要求,一方面要保證營養成分損失少,又要處理量大、處理速度快,更要處理成本低,
目前國內已有一些糟渣干制的工藝和設備,但都不是很理想,較多采用的方法是:先將鮮糟渣機械壓濾脫水,然后在回轉圓筒高溫干燥,機械脫水將糟渣含水量由90%降至65%,再送入回轉圓筒干燥機一次,糟渣干燥至含水率12%以下;干燥過程中,在回轉圓筒底部或進料端直接燃煤供熱,由于筒壁溫度很高(300℃甚至500℃),干燥時間又很長(30~60 min),物料受熱溫度高,造成物料粘壁結塊燒焦發黑,干燥不均勻,時常需進行二次干燥,故而產品品質低劣,設備故障壽命短,生產不能長期正常進行,生產成本高、效益差,所以有的設備開工后不久就停產.另有一些廠家將鮮糟渣直接用回轉圓筒干燥機進行高溫干燥,由于脫水量大,能源消耗很大,產量很小,成本很高,這種工藝更不合理.國外對糟渣干燥處理較先進的方式是采用大型流態化干燥工藝且自動化程度高的設備,使用效果好,但設備造價也很高,成本也不低。
   三門峽富通新能源生產銷售烘干機、氣流式烘干機等烘干機械設備。
    近年來,越來越多用戶為了解決糟渣出路、變廢為寶、增加收入、避免污染環境和環保罰款,一直在尋求理想實用的糟渣干燥處理設備.
1、糟渣物料脫水干燥特性
1.1糟渣物料含水特性
    糟渣含水高達80%~95%(濕基),而且為粘稠狀,不利于干燥.按鮮糟含水量90%計算,獲得1 000 kg干糟(含水率12%),需要從濕糟中去除水分7 800 kg[2].糟渣中水分主要是非結合水分,經試驗分析,鮮糟渣中大于35%的水分都屬于非結合水分,這種非結合水分是附著在物料表面的,與物料的結合形式屬于機械形式的結合,結合力較弱,可以采用機械的方式脫去鮮糟渣中大部分非結合水分,
    機械脫水相對于熱力干燥除水所消耗的能量要小得多,因為它不需要熱能,僅需要消耗少量的機械能,所以首先采用機械方法脫去鮮糟渣中的大部分非結合水分是合理的‘3].
    機械脫水后殘余的水分大約在60 %~65%,這些水分與物料的結合形式為部分非結合水分和結合水分,必須采用熱力干燥才能去除,由于該物料有一定的粘性,干燥難度較大.
1.2糟渣干燥過程分析
    根據對樣品糟渣料熱風干燥過程的試驗分析,發現糟料的干燥有以下特點:(1)當含水率超過35%時蒸發速度較快且恒定,含水率小于35%以后隨含水率下降,蒸發速度明顯減小l (2)含水率大于40%時糟渣料與金屬壁面有一定的粘結性,含水率小于40%時,粘結性明顯下降.
    從微觀來分析干燥機理,可以把干燥過程視為濕物料顆粒懸浮在熱氣流中,干燥就是濕物料顆粒與熱氣流之間的熱量傳遞和水分蒸發擴散的過程.在含水率大于35%時,由濕物料顆粒內部向表面輸送的水分足以保持物料顆粒表面的充分濕潤,干燥就在濕物料表面進行,此時,濕物料顆粒表面溫度和水蒸汽分壓基本是恒定的,傳熱椎動力(溫度差)和傳質推動力(水蒸汽分壓差)就是一個定值,傳熱傳質過程穩定,水分蒸發速率也是一個定值,干燥過程只受顆粒表面汽化速度控制,所以此時處于恒速干燥階段.該階段的干燥速率決定于物料表面水分汽化的速率,決定于水蒸氣通過f燥表面擴散到氣相主體的速率,其速率幾乎等于純水的汽化速度,與物料濕含量無關,在這一階段,即使采用較高的干燥氣流溫度,物料表面溫度也只是該空氣狀態下的濕球溫度,
    在含水率小于35%時,非結合水已經被蒸發完,繼續進行干燥,只能蒸發結合水,結合水的蒸汽分壓總是低于同溫下純水的飽和蒸汽壓,傳質、傳熱推動力逐漸減小,干燥速率隨之降低,便進入降速干燥階段,由濕物料顆粒內部向表面輸送的水分不足以保持物料顆粒表面的充分濕潤,表層開始干縮,熱空氣的剩余能量被用于加熱物料表面,使物料表面溫度逐漸升高,在這一階段,干燥速率取決于水分和蒸汽在物料內部的擴散速度.因此,也稱為內部擴散控制階段,與外部條件關系不大,主要影響因素為物料結構、形狀和大小,干燥需要一定時間,這時細小的物料對干燥有利.
1.3糟渣干燥過程折影響因素和對策
    糟渣干燥過程有明顯的等速干燥階段和降速干燥階段,其臨界含水率在35%左右.影響這兩個階段干燥的主要因素是不一樣的,在工藝上分別針對兩個階段的特點采取相應的合適干燥條件就可以提高干燥速度和較低能耗.
    等速階段的干燥速度取決于物料顆粒表面水分蒸發速度,近似等于純水的汽化速度,這一干燥過程,采用高溫氣流對干燥非常有利.(1)干燥介質溫度高,與濕物料溫差大,傳熱推動力(干燥介質與物科表面的溫度差)就大,傳熱迅速,傳熱量大,干燥速度越高;(2)干燥介質溫度高,相對濕度小,傳質推動力(干燥介質與物料表面的水蒸汽分壓差)就越大,水分從物料表面擴散至干燥介質的速度就大,有利于干燥;(3)對于相同的干燥氣流終了溫度,初始氣流溫度越高,可利用溫度差就越大,有效利用的熱量就越多,干燥熱效率較高.雖然氣流溫度很高,但熱量主要用于水分的氣化,物料基本保持在該空氣狀態下的濕球溫度,所以料溫較低,不會破壞物料品質,
    降速階段的干燥速率取決于水分和蒸汽在物料內部的擴散速度,主要受物料結構、形狀和大小的影響,這一干燥過程,物料顆粒越細小,對水分蒸發和擴散就越有利.糟渣物料含有大量的谷殼、麥芽等粒徑3~5 mm的顆粒,不利于干燥,這時物料水分已經降到35%以下,粘性也基本消失,可以破碎物料使粒徑較小來提高干燥速度。

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