专利名称：一种低温高效流态化组合干燥工艺及其设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种干燥工艺及其设备，尤其是涉及一种低温高效流态化组合干燥工 艺及其设备。
背景技术：
我国是世界上粮食生产和综合加工利用大国，据统计，我国粮食年总产量约5亿 吨。但是粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输等过程中损失率高达15%，远远超过联合国 粮农组织规定的5%标准，其中在这些损失中，每年因粮食湿度大而造成霉变、发芽等损失 的粮食就高达5%，若按年产5亿吨粮食计算，相当于损失2500万吨粮食，因此粮食生产 和综合加工利用过程备受关注，针对粮食及其深加工生产过程中的相关干燥工艺和设备而 言，研究低温环保、高效保质的干燥工艺技术，特别是针对原粮以及以粮食或副产物为主要 原料的发酵物的品质特性而言，普通干燥工艺及其设备已无法满足既要保持物料的品质特 性，又要满足物料均勻含湿量的技术要求，加之干燥能耗大，干燥后产品温度较高，影响后 续加工工艺。目前，我国对原粮、发酵物等产品的干燥多采用的是单一型式的干燥设备，如回转 圆筒干燥机等。经干燥处理后的产品往往会出现含水量不均勻、品质下降等；特别是一些发 酵产物具有较强的热敏性，干燥环境条件要求苛刻。综上可知，普通干燥工艺和设备针对原粮、发酵物等产品的干燥，存在能耗较高、 品质控制不稳定、环保性能差等缺陷。
发明内容
本发明要解决的第一个技术问题是提供一种低温高效流态化组合干燥工艺；该干 燥工艺能够在保持原粮、发酵物原有品质的要求下，实现对待干物料进行快速均质干燥，节 能环保，低温高效，而且满足连续化、规模化生产的要求。本发明要解决的第二个技术问题是提供一种低温高效流态化组合干燥设备。为解决上述技术问题，本发明一种低温高效流态化组合干燥工艺，包括如下步 骤a、将待干物料通过利用二级干燥产生的尾气的余热进行一级预干燥；b、预干燥后的物料从余热利用一级预干燥装置的排料口排出，直接经二级干燥装 置入料口进入二级干燥装置干燥室；d、将热介质鼓入二级干燥装置的干燥室内，与预干燥后的物料进行热质传递，低 温干燥；e、低温干燥后的物料同时进行冷却；如通过鼓风机鼓冷进行冷却；g、干燥后产品经二级干燥装置排料口排出。在步骤d中，所述低温干燥时物料的温度为30°C 50°C。作为上述技术方案的进一步改进，在步骤b之后，步骤d之前，还包括步骤c、余热利用一级预干燥装置产生的尾气经分离、除尘后排放。作为上述技术方案的进一步改进，在步骤e之后，步骤g之前还包括步骤f、二级 干燥装置产生的尾气经分离、除尘后回收利用。为解决上述技术问题，本发明同时提供了为实现上述低温高效流态化组合干燥工 艺的干燥设备，其包括余热利用一级预干燥装置、二级干燥装置、旋风分离器、鼓风机和温 度调控装置；所述余热利用一级预干燥装置和二级干燥装置都包括入料口、排料口、排气口 和干燥室；所述余热利用一级预干燥装置的排料口和二级干燥装置的入料口连接构成的连 续两级干燥装置；所述余热利用一级预干燥装置的排气口依次与一旋风分离器A、二级干 燥装置、一旋风分离器B、一鼓风机A、余热利用一级预干燥装置的干燥室连接；所述旋风分 离器A的排气口与一鼓风机B连接；所述二级干燥装置的干燥室分别连接有一鼓风机C和 温度调控装置。由于余热利用一级预干燥装置产生的尾气为低温高湿，故此尾气经除尘分 离后排放不再利用，而二级干燥装置的尾气具有可有效利用的脱湿能力，通过除尘分离回 收后，该尾气用于待干物料的一级预干燥，既节约整套设备的15%以上热耗，又满足环保要 求。所述余热利用一级预干燥装置为流化床干燥机、气流干燥机或回转圆筒干燥机。所述二级干燥装置为流化床干燥机、气流干燥机或回转圆筒干燥机。所述温度调控装置包括温湿度传感器、鼓风机D、控制台和加热器；所述控制台通 过数据传输线分别和温湿度传感器、鼓风机D和加热器相连接，所述温湿度传感器与二级 干燥装置的干燥室连接；所述鼓风机D依次与加热器、二级干燥装置的干燥室连接。本发明采用技术方案的原理及其优点1)本发明根据原粮、发酵物的理化特性，采用两级流态化组合连续干燥装置，该设 备内部设有冷却装置和温度调控装置使整个系统的温度控制在待干物料特定的要求范围 内，对其进行低温快速均质干燥，确保干燥后产品的高质量及其稳定性。2)本发明由于余热利用一级预干燥装置产生的尾气为低温高湿，故此尾气经除尘 分离后排放不再利用，而二级干燥装置产生的尾气具有可有效利用的脱湿能力，通过除尘 分离后用于待干物料的预干燥，既降低整套设备的15%以上热耗，又满足环保要求。3)本发明二级干燥装置的干燥环境相对余热利用一级预干燥装置的干燥环境而 言是温度较高，在温度调控装置的作用下控制温湿度、风速及风量，在待干物料特定的温度 范围内对经过预干燥的物料进行快速保质干燥至规定水分含量。4)本发明由于二级干燥装置中干燥与冷却于一体，使得二级干燥装置的温度保持 在可控低温范围内，既可以防止温度过高降低产品质量，又有利于干燥后产品的深加工；可 以实现不同生产规模要求的连续化作业，且优于单一普通型式的流态化干燥设备，大大提 高整个工序的生产效能。5)本发明可适用于多种产品的干燥，尤其是粮食、发酵饼粕、糟渣、酵母、胆碱等 物料快速均质干燥，节能环保，低温高效，易于实现连续化、规模化生产，工艺系统维护性能 好，应用范围广泛。
图1是本发明的干燥设备结构示意图2是本发明的干燥工艺流程图。
具体实施例方式以下结合附图，对本发明所述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。本发明的低温高效流态化组合干燥工艺及其设备，是采用余热利用一级预干燥装 置和二级干燥装置构成的两级流态化组合连续干燥设备，根据待干物料的初始水分含量和 终水分含量要求，利用计算流体力学技术软件模拟流态化干燥设备内部气、固两相流的传 递过程，对流态化干燥设备工艺设计参数进行优化，将优化后的流态化干燥设备通过中试 试验确定规模化节能干燥生产的工艺技术参数，控制两级流化床干燥装置中的热介质温湿 度和风量，以提高干燥蒸发速率，，保证干燥精度，提高工业化生产效率。其中，干燥速率定义为单位时间、单位干燥表面积汽化的水分含量，用ν表示， dq q dc
-其中w是汽化水分量，单位是千克；t是干燥时间，单位是小时；S oatoat ，
是干燥表面积，单位是平方米；qm,。是湿物料中的绝对干物料量，单位是千克；c是干基含水 率，单位是水/干物料；负号表示干基含水率随时间的增加而减少。下面结合附图对本发明进行说明实施例1如图1所示，本发明低温高效流态化组合干燥设备包括流化床干燥装置2、流化床 干燥装置3、旋风分离器、鼓风机和温度调控装置；所述流化床干燥装置2包括入料口 10、排 料口 14、排气口(图中未示出，设置在装置的上部)和干燥室12 ；所述流化床干燥装置3包 括入料口 11、排料口 15、排气口(图中未示出，设置在装置的上部)和干燥室13;所述流化 床干燥装置2的排料口 14和流化床干燥装置3的入料口 11连接构成连续两级的流化床组 合干燥装置；所述流化床干燥装置2的排气口依次与旋风分离器A8、流化床干燥装置3、旋 风分离器B6、鼓风机Al、流化床干燥装置2的干燥室12连接；所述旋风分离器A8的排气口 (图中未示出，设置在装置的上部)与鼓风机B5连接；所述流化床干燥装置3的干燥室13 分别连接有鼓风机C7和温度调控装置17 ；所述温度调控装置17包括温湿度传感器16、控 制台18、鼓风机D9和加热器4，所述控制台18通过数据传输线分别和温湿度传感器16、鼓 风机D9和加热器4相连接，所述温湿度传感器16与流化床干燥装置3的干燥室13连接； 所述鼓风机D9依次与加热器4、流化床干燥装置3的干燥室13相连接。下面结合发酵豆粕的干燥过程对本发明作进一步介绍首先，将发酵豆粕按照本发明低温高效流态化干燥的工艺流程步骤进行低温干 燥，本发明工艺步骤为a、将发酵豆粕通过流化床干燥装置2并利用二级干燥产生的尾气的余热进行一 级预干燥；b、预干燥后的发酵豆粕从流化床干燥装置2的排料口排出，直接经流化床干燥 装置3的入料口 11进入流化床干燥装置3的干燥室13 ；C、流化床干燥装置2产生的尾气经分离、除尘后排放；d、将干热风鼓入流化床干燥装置3的干燥室13内，与预干燥后的发酵豆粕进行热 质传递，实现快速低温干燥；所述低温干燥即干燥时发酵豆粕的温度控制在30°C 50°C ；e、低温干燥的发酵豆粕同时进行冷却；
f、流化床干燥装置3产生的尾气经分离、除尘后回收利用；g、干燥后发酵豆粕经流化床干燥装置3排料口 15排出，待后续加工。用所述低温高效流态化组合干燥设备实现上述工艺流程的步骤如下发酵豆粕从 进料口 10放入流化床干燥装置2中进行预干燥，通过控制鼓风机Al控制流化床干燥装置2 的风量和风速，所述旋风分离器A8将预干燥的尾气通过鼓风机B5排放，不循环利用；预干 燥后的发酵豆粕经流化床干燥装置2的排料口 14进入到流化床干燥装置3进行二次干燥， 与流化床干燥装置3的干燥室13连接的温度调控装置17和鼓风机C7，可实现干燥与冷却 同步进行，所述温度调控装置17在温湿度传感器16的感应测得反馈下，通过控制台18控 制鼓风机D9和加热器4来控制流化床干燥装置3中的热介质温度和风量，使整个二级干燥 室的温度保持在适合干燥发酵豆粕的可控低温范围内，有利于保证干燥后的发酵豆粕的品 质，经二次干燥后的发酵豆粕从排料口 15进入封装或粉碎等加工工艺流程，如此进行连续 化生产。其中，旋风分离器B6将二级干燥的尾气分离回收用于流化床干燥装置2的待干物 料预干燥，既减少排放污染，又可以节约整套设备15%以上的热能消耗，节能环保。实施例2本实施例与实施例1的不同之处在于余热利用一级预干燥装置2为流化床干燥 机，二级干燥装置3为气流干燥机，图略，物料采用原粮。实施例3本实施例与实施例1的不同之处在于余热利用一级预干燥装置2为流化床干燥 机，二级干燥装置3为回转圆筒干燥机，图略，物料采用饲料酵母。实施例4本实施例与实施例1的不同之处在于余热利用一级预干燥装置2为回转圆筒干 燥机，二级干燥装置3为流化床干燥机，图略，物料采用发酵棉籽、菜籽饼粕。实施例5本实施例与实施例1的不同之处在于余热利用一级预干燥装置2为回转圆筒干 燥机，二级干燥装置3为回转圆筒干燥机，图略，物料采用糟渣、果渣类物料。实施例6本实施例与实施例1的不同之处在于余热利用一级预干燥装置2为回转圆筒干 燥机，二级干燥装置3为气流干燥机，图略，物料采用木薯渣。实施例7本实施例与实施例1的不同之处在于余热利用一级预干燥装置2为气流干燥机， 二级干燥装置3为流化床干燥机，图略，物料采用屎肠球菌。显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对 本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可 以做出其它不同形式的变化或变动。这里无法对所有的实施方式予以穷举。凡是属于本实 发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
权利要求
一种低温高效流态化组合干燥工艺，其特征在于，其干燥的工艺步骤包括a、将待干物料利用二级干燥产生的尾气的余热进行一级预干燥；b、预干燥后的物料从余热利用一级预干燥装置的排料口排出，直接经二级干燥装置入料口进入二级干燥装置干燥室；d、将热介质鼓入二级干燥装置的干燥室内，与预干燥后的物料进行热质传递，低温干燥；e、低温干燥后的物料同时进行冷却；g、干燥后产品经二级干燥装置排料口排出。
2.根据权利要求1所述的低温高效流态化组合干燥工艺，其特征在于，在步骤b之后， 步骤d之前还包括步骤c、余热利用一级预干燥装置产生的尾气经分离、除尘后排放。
3.根据权利要求1所述的低温高效流态化组合干燥工艺，其特征在于，在步骤e之后， 步骤g之前还包括步骤f、二级干燥装置产生的尾气经分离、除尘后回收利用。
4.根据权利要求1所述的低温高效流态化组合干燥工艺，其特征在于，在步骤d中，所 述低温干燥时物料的温度为30°C 50°C。
5.一种低温高效流态化组合干燥设备，其特征在于，它包括余热利用一级预干燥装置、 二级干燥装置、旋风分离器、鼓风机和温度调控装置；所述余热利用一级预干燥装置和二级 干燥装置均包括入料口、排料口、排气口和干燥室；所述余热利用一级预干燥装置的排料口 和二级干燥装置的入料口连接；所述余热利用一级预干燥装置的排气口依次与一旋风分离 器A、二级干燥装置、一旋风分离器B、一鼓风机A、余热利用一级预干燥装置的干燥室连接； 所述旋风分离器A的排气口与一鼓风机B连接；所述二级干燥装置的干燥室分别连接有一 鼓风机C和温度调控装置。
6.根据权利要求5所述的一种低温高效流态化组合干燥设备，其特征在于，所述余热 利用一级预干燥装置为流化床干燥机、气流干燥机或回转圆筒干燥机。
7.根据权利要求5或6所述的一种低温高效流态化组合干燥设备，其特征在于，所述二 级干燥装置为流化床干燥机、气流干燥机或回转圆筒干燥机。
8.根据权利要求5所述的一种低温高效流态化组合干燥设备，其特征在于，所述温度 调控装置包括温湿度传感器、控制台、鼓风机D和加热器；所述控制台通过数据传输线分别 和温湿度传感器、鼓风机D和加热器相连接，所述温湿度传感器与二级干燥装置的干燥室 连接；所述鼓风机D依次与加热器、二级干燥装置的干燥室连接。
全文摘要
本发明公开了一种低温高效流态化组合干燥工艺及其设备，该干燥设备包括余热利用一级预干燥装置、二级干燥装置、旋风分离器、鼓风机和温度调控装置；所述余热利用一级预干燥装置和二级干燥装置都包括入料口、排料口、排气口和干燥室；所述余热利用一级预干燥装置的排料口和二级干燥装置的入料口连接；所述余热利用一级预干燥装置的排气口依次与旋风分离器A、二级干燥装置、旋风分离器B、鼓风机A、余热利用一级预干燥装置的干燥室连接；所述旋风分离器A的排气口与鼓风机B连接；所述二级干燥装置的干燥室分别连接有鼓风机C和温度调控装置。本发明在保持原粮、发酵物等产品原有品质的要求下，实现对待干物料快速均质干燥，节能环保，低温高效，而且满足连续化、规模化生产的要求，工艺系统维护性能好。
文档编号F26B3/00GK101881550SQ201010222549
公开日2010年11月10日 申请日期2010年6月30日 优先权日2010年6月30日
发明者吴子丹, 尹君, 左剑兵, 张忠杰, 曹阳, 雷红升 申请人:国家粮食局科学研究院