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新兴饲料干燥设备(闪蒸干燥机)和干燥方法

1、  饲料干燥的目的和方法

饲料干燥的目的就是除去饲料原料中多余的水分,以便于包装、运输、储藏、加工和使用。干燥是一个复杂的过程,不同的干燥对象有不同的干燥方法,所以必须根据饲料的不同组成和特性,来确定合理的干燥方法。干燥机的分类方法很多,按干燥机的结构不同分类,常用的干燥机有:喷雾干燥机、流化床干燥机、气流干燥机、回转圆筒干燥机、滚筒干燥机、红外线干燥机、高频干燥机等。这些干燥机在饲料干燥工业中得到了广泛地应用,大大地支持了饲料工业的发展,其结构及工作原理都已被我们所熟知。本文将介绍几种新兴的干燥方法和干燥机,以便大家了解干燥机的发展方向和前景。

2、新兴干燥机

2.1 闪蒸干燥机

螺旋闪蒸干燥机主要由加料器、干燥室、旋风分离器和布袋收集器组成。被干燥物料由加料器进入干燥室内,热风沿切线方向进入干燥室,并以高速旋转状态由干燥室底向上流动,与物料充分接触,使物料处于稳定的平衡流化状态,在干燥室内搅拌器的冲击和高速旋转气流的共同作用下,物料块被分散成不规则的颗粒状,较大未干的物料向室壁运动,由于其具有较大的沉降速度而落到干燥室的下部重复上述过程。随着物料的被分散和物料间的相互撞击,物料块表面已干的颗粒将移向干燥室气体旋转轴心线,与气流一起排放到物料收集器,从而得到粒度及干燥程度都很均匀的干燥产品。此干燥机的突出优点是干燥效率高、能耗低、产品干燥均匀、结构紧凑、将粉碎与干燥熔于一体。适用于干燥粘稠状、膏状、粉状、滤饼状物料。在饲料工业中,可以用于干燥血粉、肉骨粉、鱼粉、蛋白质膏剂、糟粕等。

2.2 螺旋振动干燥机该机由内外筒、环状孔板、振源等组成。两台振动电机交叉布置,电机回转时,将产生垂直方向的激振力和绕垂直轴线的激振力偶矩,从而使干燥机体做铅垂方向的直线振动和绕铅垂中心线做扭转振动,两个振动的合成,使物料沿水平环状孔板自上而下做连续跳跃运动。而干燥介质由鼓风机通过进风口吹入干燥筒,自下而上通过各层孔板,穿过物料层。由于物料不断地抛掷、翻转,既可以避免物料粘着螺旋槽表面又大大地增加了物料与干燥介质的接触面积,从而强化了物料与干燥介质的传热、传质过程。螺旋振动干燥机的优点是节能、适用物料范围广、干燥产品质量好、生产效率高。适用于干燥各种粒状、粉状、块状、片状的物料。在饲料工业中,该干燥机可以用于干燥鱼虾饵料、多种添加剂、酒糟、淀粉渣、植物蛋白等。

旋片式干燥机属于顺流式干燥机。物料经供料装置投入回转滚筒内,被安装在筒内的提料板将物料提到顶部落下,物料落下时被筒内的高速旋转的叶片破碎,如此往复,一直移动到出口。与此同时由燃烧炉产生的热空气进入筒内同物料充分接触,使物料迅速烘干,然后经出料端的输送机排出。由于该干燥机内置了破碎叶片,能使进入干燥机内的物料立即被打散,特别是有一定粘性的物料由大团块被破碎成小块,并同热风接触,带出一部分水分,使之同热风充分接触,加快干燥速度。该干燥机的特点是传热系数大、热效率高、产品氧化变质小、处理量大。适用于干燥各种颗粒状、小块状、片状高湿物料。在饲料工业中,该机可用于干燥鸡牛猪粪、牧草、糟渣等。

3、新兴干燥方法

我们知道水的固、液、气三态由压力和温度决定的,当压力下降到610Pa,温度在0.0098℃时,水的三态可共存,此状态点即为三相平衡点。当压力低于610Pa时,不论温度如何变化,水的液态都不能存在。此时若对冰加热,冰只能越过液态而直接升华成气态。同样,若保持温度不变而降低压力,也会得到同样的结果。真空冷冻干燥即是根据水的这种性质,利用制冷设备将物料先冻结成固态,再抽成真空使固态冰直接升华为气态的水蒸汽,从而达到干燥的目的。冷冻干燥的优点很多:低压下物料不易氧化变质,抑制一些细胞的活力;低温下物料中热敏性成分保留下来,可最大限度地保留物料中的原有成分;预冻时形成骨架,干燥后能保持物料原有形状,形成多微孔结构;复水性好,可迅速吸水复原,其品质与干燥前基本相同。冷冻干燥的应用范围非常广泛,但其成本相对较高,所以在选择冷冻干燥时一定要考虑经济利益,不可盲目采用。目前真空冷冻干燥技术主要应用于食品、医药和饲料添加剂中。

过热蒸汽干燥技术是一种新兴的节能干燥方法。它是利用过热蒸汽直接与湿物料接触而去除水分的一种干燥方式。与传统热风干燥相比,过热蒸汽干燥是以水蒸气作为干燥介质,干燥机排除的废气也全部是水蒸汽,所以干燥过程中只有一种气态成分存在,因此传质阻力非常小。同时排除的废气温度保持在100℃以上,所以回收比较容易,可利用冷凝、压缩等方法回收蒸汽的潜热再加以利用,因而热效率高。另外,由于水蒸汽的热容量要比空气大1倍,干燥介质的消耗量明显减少,故单位能耗低。过热干燥技术有很多优点:传热系数大、传质阻力小、蒸汽用量少、无爆炸和失火的危险、有利于保护环境、灭菌消毒的作用等等。但过热蒸汽干燥也有一定的应用范围,对热敏性物料则此干燥方法不适宜,若回收不利则节能效果将受到极大影响,另外其成本也相对较高。在饲料工业中,过热蒸汽干燥技术可以应用在酒糟、牧草、鱼骨和鱼肉等方面。

牧草的干燥方法主要有三种,即自然干燥法、人工干燥法和物理化学干燥法。自然干燥法不需要特殊的设备、成本低,但易受自然气候条件的制约,而且劳动强度大、效率低,调制的干草质量差一些。人工干燥法则是利用一定的干燥设备来调制干草的方法,这种方法可以克服自然干燥法对天气状况的依赖,并减少微生物、生理化过程、雨淋和枝条折断等因素对干草质量的影响,但人工干燥法的成本高。物理化学干燥法是利用物理和在草中添加化学物质加快牧草干燥的方法。

一、自然干燥法的几种方式

(一)地面干燥法 将收割后的牧草在原地或者运到地势比较高燥的地方进行晾晒的调制干草的方法。通常收割的牧草干燥4小时~6小时使其水分降到40%左右,用搂草机搂成草条继续晾晒,使其水分降至35%左右,用集草机将草集成草堆,保持草堆的松散通风,直至牧草完全干燥。

(二)草架干燥法 在比较潮湿地区或者雨水较多的季节、地区,当用地面干燥法来调制草会造成干草变褐、发黑、发霉腐烂。可以在专门制作的草架子上进行干草调制。干草架子有独木架、三角架、幕式棚架、铁丝长架、活动架等。架上干燥可以大大地提高牧草的干燥速度,保证干草的品质,架上干燥时应自上而下地把草置于草架上,厚度应小于70厘米并保持蓬松和一定的斜度,以利于采光和排水。

(三)发酵干燥法 在光照时间短、光照强度低、潮湿多雨的地方,很难只利用阳光来晒制干草而必须结合利用草堆的发酵产热降低水分来共同完成牧草的干燥过程。发酵干燥法就是将收获后的牧草先进行摊晾,使其水分降低到50%左右时,将草堆集成3米~5米高的草垛逐层压实,垛的表层可以用土或薄膜覆盖,使草垛发热并在二三天内,使垛温达到60℃~70℃,随后在晴天时开垛晾晒,将草干燥,当遇到连绵阴雨天时,可以保持温度不过分升高的前提下,而发酵更长的时间,此法晒制的干草营养物质损失较大。

二、人工干燥的几种方法

(一)吹风干燥 利用电风扇、吹风机和送风器对草堆或草垛进行不加温干燥的方法,常温鼓风干燥适合用于牧草收获时期的昼夜相对湿度低于75%而温度高于15℃地方使用。在特别潮湿的地方鼓风用 的空气可以适当加热,以提高干燥的速度。

(二)高温快速干燥 利用烘干机将牧草水分快速蒸发掉,含水量很高的牧草在烘干机内经过几分或几秒钟,其水分便下降到5%~10%。此法调制干草对牧草的营养价值及消化率影响很小。但需要较 高的投入,干草的成本大幅增加。

三、物理化学干燥法

运用物理和化学的方法来加快干燥以降低牧草干燥过程中损失的方法,目前应用较多的物理方法是压裂草茎干燥法,化学方法是干燥剂添加干燥法。

(一)压裂草茎干燥法 牧草干燥时间的长短主要取决于其茎秆干燥所需要的时间,叶片干燥的速度比茎秆要快的多,所需的时间短。如豆科牧草,当叶片水分干燥到15%~20%时,其茎的水分含量为35%~40%。为了使牧草茎叶干燥保持一致,减少叶片在干燥中的损失,常利用牧草茎秆压裂机将茎秆压裂压扁,消除茎秆角质层和维管束对水分蒸发的阻碍,加快茎中水分蒸发的速度。最大限度地使茎秆的干燥速度与叶片干燥速度相同步。压裂茎秆干燥牧草的时间要比不压裂干燥缩短1/2~1/3。

(二)化学添加剂干燥法 将一些化学物质添加或者喷洒到牧草上,然后经过一定的化学反应使牧草表皮的角质层破坏,以加快牧草株体内的水分蒸发,提高干燥的速度。目前应用较多的干燥剂主要有碳酸钾、碳酸钙、碳酸钠、氢氧化钾、磷酸二氢钾、长链脂肪酸酯等。这种方法不仅可以减少牧草干燥过程中叶片损失,而且能够提高干草营养物质消化率。

为了调制优质的干草,在牧草干燥的过程中,就要因地制宜地选择合适的干燥方法。在选择使用自然晒制法时应掌握好气候变化,选择适宜的气候条件来晒制干草,尽可能避开阴雨天气。在人力、物力、财力比较充裕的情况下,可以从小规模的人工干燥方法入手逐步向大规模机械化生产发展,提高所调制干草的质量。无论是何种调制方式都要尽量减少机械的和人为造成的牧草营养物质损失。具体地讲,在干草调制过程中,由于刈割、翻草、搬运、堆垛等一系列手工和机械操作,不可避免地造成细枝嫩叶的破碎脱落,一般情况下,叶片可能的损失达20%~30%,嫩枝损失约6%~10%。因此在晒草的过程中除选择合适的收割期外,应尽量减少翻动和搬运,减轻机械作用造成的损失。