[发明专利]木薯废渣烘干装置及制薪棒、制炭装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种烘干设备，更具体地说是涉及一种木薯废渣烘干装置，以及，采用有该烘干装置的木薯废渣制薪棒、制炭装置。

背景技术

木薯，是灌木状多年生作物，在全世界热带地区广为栽培，其块根可食。以木薯为原料生产加工的产品主要有酒精、淀粉、变性淀粉、淀粉糖、有机酸等，其中淀粉是木薯最基本、最重要的加工产品。

目前的木薯淀粉加工生产大致包括有原料处理、浸泡、破碎、分离、清洗、干燥等几个主要工序，整个生产过程存在综合利用程度较低、产业链短、精加工系列产品开发滞后等问题，尤其木薯产品加工产生的大量废渣，没有得到综合利用，这已经成为木薯产业发展的一个瓶颈。据资料统计，每生产1吨木薯淀粉将产生2.5吨的木薯废渣。目前木薯淀粉企业在生产期间产生的大量木薯废渣主要以堆存在厂区为主，少量出售，堆放的木薯废渣发酵变质后极易腐坏发臭，不仅严重影响厂区环境和占据大量的场地，而且散发的恶臭气体严重影响周边公众的正常生产和生活，如处理不当还会引发次生环境污染。因此，木薯废渣的综合利用是当前木薯产品产业化生产迫在眉睫需要解决的问题，也是解除限制木薯产品产业化发展最大瓶颈的主要手段之一。

经调查，近年来前人对木薯废渣的开发利用也进行过不少研究和取得一定成果，如作为动物饲料辅料、复混肥骨料、木薯废渣气化等均有研究使用，但均因种种客观原因而未得到大面积的推广应用。因此，彻底解决木薯废渣综合利用，变废为宝，减轻环境污染问题，为淀粉、酒精行业探索一条行之有效的节能减排途径是十分必要和急需的。

结合国家当前节能减排、发展循环经济和低碳经济，本发明人希望利用在木薯淀粉生产过程中产生的木薯废渣作为单一生物质能源原料，通过物理和化学作用，生产生物质能源，替代化石煤燃料直接用于锅炉燃烧或用于民用能源，从而彻底解决木薯废渣污染环境，达到废物综合利用变废为宝和节能减排的目的，从而延长木薯淀粉产业链，增加木薯附加值。而欲将木薯废渣作为能源原料，就要考虑如何将在木薯淀粉生产过程中产生的、含水率通常高于90％的木薯废渣进行干燥，并使之成型制成符合生物质能源标准的薪棒(亦或者，进一步烧制成炭)。

关于木薯废渣的干燥：通过考察及多次试验的实践证明，目前单纯用热能或机械等方法进行木薯废渣脱水是不可行的，而且是十分不经济的。在相近农产品的加工技术领域，目前国内外较为理想及行之有效的是采用机械与热能相互结合的方法，即用机械方法将薯渣脱去部分水份，然后使用热力烘干(如气流干燥等)。该工艺的关键是选用何种机械设备尽可脱去大量附着水分，而使之有效进入干燥系统。

通过充分分析木薯废渣内部水分与所含淀粉、纤维、蛋白质、胶体物质等关系，发现：木薯淀粉生产中，原浆经浸渍后，通过压力曲筛或锥兰式离心筛等设备使淀粉与渣分离，该渣主要成份(以绝干计)如表1所示。

表1木薯渣的组成

曲筛排出未经进一步脱水处理的薯渣含水份85％～95％，干物质5％～15％，是流动性较差固液混合物。将此混合物置于显微镜下，可观察到下面几种状况：①经生产工艺处理后，如机械破碎、撞击、浸渍以及木薯自身生理特点等多种因素影响，存在着大小不一，吸水膨胀的淀粉颗粒(直径多在3～25μm之间)，并且有些颗粒表面已受磨损，外形各异；②直径、长短不规则的纤维素吸水膨胀后互相交织在一起；③蛋白质、胶体物质等较均匀分布于淀粉、纤维等固型物质周围空间。综合镜检的结果为：淀粉、纤维、蛋白质以及胶体物质等如网状相互结合交织在一起，各固相物质无明显孔隙。

由此，木薯渣中的水分存在着以下几个特点：①由于淀粉颗粒、纤维等物质的相互重叠，阻塞了排水必须物理通道；②各种胶体物质均匀分布，既阻塞排水孔隙又因其本身具有一定的粘稠性，以及其表面张力等作用，增大了排水阻力；③各固相物质间的毛细管作用，特别是纤维与纤维间的毛细管作用，也增加排水的阻力；④蛋白质和大多数胶体物质均为亲水胶粒以及纤维表面负电荷与水中正电荷相互吸引等，这些分子或离子间的作用力，使固液分离困难加大；⑤由于纤维具有很强的“重吸”现象(即已脱水的纤维遇水又可重新吸收膨胀)，以及薯渣中存在着多种可压缩物质，如纤维等，所以在受外力作用时往往发生体积变化，导致微小排水孔道变得更为细小或堵塞，亦使之增大薯渣充分脱水困难。