[发明专利]基于微波加热的振动流化床粮食循环干燥机

说明书

本发明公开了一种基于微波加热的振动流化床粮食循环干燥机，包括固定架、进料组件、干燥组件以及送风组件；干燥组件包括流化床与微波发射组件；流化床具有干燥室与送风室；微波发射装置向干燥室输出微波能，使粮食籽粒快速加热并使其内部的水分快速迁移至表面，送风组件将新鲜空气送入送风室，气流穿过冲孔板进入干燥室后，与被干燥物料接触，快速带走物料表面的水分。干燥过程中物料在干燥组件、提升机、缓苏室内循环流动，达到终止水分后通过卸料器排出干燥机；本发明中，使用的微波能为清洁能源；该方案送风室的进气口以及排气口均设置有密集的金属网，入料口以及出料口均被大量的粮食覆盖，能有效的防止微波外泄造成作业环境安全隐患。

技术领域

本发明涉及粮食干燥机领域，特别是涉及一种基于微波加热的振动流化床粮食循环干燥机领域。

背景技术

我国是粮食生产和消费大国，收获后快速、优质、低成本干燥对推动丰产丰收，实现保质降损，保障粮食安全具有重要意义。近年来我国粮食机械化收获水平已全面提升，保守达85％，但粮食干燥机械化水平仍然很低，不到10％，干燥能力与收获效率严重脱节，集中收获后粮食排队干燥现象普遍。每年因天气原因，来不及晒干或未达到安全贮藏水分造成霉变、发芽的粮食高达总产量的5％，约2500万吨。

粮食在进行贮藏和加工前，最重要的工序就是对其进行干燥，去除含在粮食内部以及表面的水分，在干燥过程中需要用到粮食干燥机。

我国粮食机械化干燥以热风干燥为主，扩散是驱动粮食籽粒水分向外迁移的主因。在热气流的作用下，籽粒表层水分快速蒸发，与内部形成水分梯度，分子热运动使水分子从籽粒核心高水分区向表层低水分区扩散。然而，水分梯度也使籽粒表层产生拉应力、内部产生压应力，应力差超过屈服极限从而产生裂纹。快速高效干燥与品质保持兼顾是粮食热风干燥的难题，提高热风温度可有效加快粮食干燥，但会导致籽粒产生大量裂纹，甚至使淀粉糊化、油脂氧化和蛋白变性，影响食味和营养品质。近年来，基于玻璃态转变理论的粮食变温干燥工艺认为，采用略高于玻璃化转变温度的干燥温度使粮食籽粒在相对低温的条件下始终处于橡胶态，可缩短干燥时间，改善加工品质。但无法从根本上解决热风干燥传热传质方向相异而导致的水分迁移慢的问题，基于玻璃态转变的变温干燥工艺对干燥速度的提升仍然无法满足农户对湿粮快速干燥的需求。

微波干燥时极性分子吸收微波能使物料内部和表面温度迅速升高，物料内温度梯度、传热、蒸汽压迁移方向一致，根本上改变了水分迁移条件。物料内部受热形成的压力梯度促使水分向外表面快速迁移是微波干燥由内向外的主因。粮食微波干燥时籽粒内层首先干燥，克服了传统热风干燥籽粒表层先干板结阻碍内部水分快速向外迁移的问题，具有干燥速度快、效率高的特点，满足较低温升条件下粮食快速干燥的需求。但由于微波穿透特性和微波分布不均匀的问题，用于粮食静置式干燥时存在显著的加热不均匀现象，粮食品质控制难，因此，微波干燥需与其它手段结合，以提高干燥效率、改善粮食品质。

现有技术中，专利CN205593305U公开了一种微波流化床干燥粮食的装置，其包括干燥室，干燥室一侧上部设置有进料口、另一侧设置有出料口，干燥室下方设置有从进料口到出料口向下倾斜的带孔的隔板，隔板下方设置有微波发生器。该专利中，采用微波加热结合振动流化床的方式对物料进行干燥，微波发生器工作时，其产生的微波会从进料口以及出料口泄露，造成作业环境安全隐患。

专利CN206656535U公开了一种用于干燥固体物料的多层微波振动流化床设备，其包括进料装置、微波干燥装置、多层振动流化床装置、尾气净化回收装置、出料装置和计算机及其显示器；其采用了微波加热技术和振动流化床技术有机结合，实现了低熔点、热敏性、易氧化固体物料的快速干燥。该专利同样存在微波泄露问题，在其入风口、排风口、入料口以及出料口处均存在微波泄露风险。

此外，上述现有技术中，均是对物料进行一次性烘干，一次性连续烘干易造成粮食籽粒内外水分梯度过大导致籽粒破裂。

发明内容