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空气能烘干设备烘干玉米时产生裂纹的因素分析

  据悉,空气能烘干设备烘干玉米过程中,玉米较易产生应力裂纹。某试验结果表明,玉米初始含水率为30.1%,热风速度为0.8m/s,终了含水率为14%,热风温度在40℃~120℃范围内干后玉米有不同比例的应力裂纹发生。玉米初始含水率为22.2%,其它条件不变时,干后裂纹出现较少,热风温度对干燥过程中的应力裂纹的生成影响较大。

  干燥过程中,粮食初始含水率和风温也影响应力裂纹率的大小。随着初始含水率和风温的降低,应力裂纹率降低。具体影响到应力裂纹生产成的因素有:

  1、风温:

  总裂纹率随温度升高而升高,空气能干燥设备在较高温度段(90℃~110℃)干燥时,总裂纹率接近100.0%。裂纹率随风温上升也逐渐升高,双裂纹率和单裂纹率随风温的变化较大,但总趋势是下降,这说明风温的增加不但增加了应力裂纹率,而且增加了籽粒的裂纹程度。

  2、风速:

  实验结论得出,增加风速也有减少玉米破裂程度的作用。增加空气能烘干设备风速具有降低应力裂纹率和破裂程度的作用。可能的原因是风速的增加,加速了粮食与介质的传递速度,使粮食内部蒸发的水分能迅速的排出,降低了粮食籽粒内部压力,减少了粮食组织的变形。

  3、初始含水率:

  谷物的初始含水率是决定谷物热敏感性的主要因素之一。谷物的初始含水率越高,对热的敏感性亦越高,要求的烘干温度较低。初始水分高的与初始水分低的相比,即使前者烘后谷温较低,其质量指标(裂纹率)仍然下降迅速。由此可见,初始水分高的玉米其烘干温度要求较低。这一事实充分说明初始水分对空气能烘干设备确定细化烘干温度选择的重要性。

  随着玉米的初始含水率的降低,玉米的裂纹和总裂纹率也相应降低,对于干燥到同一终了含水率的干燥过程,高水分的样品需干燥的时间长。风速为0.8m/s,风温为120℃,含水率从30%降到14%需干燥1h左右,而从22.2%降到14%则只要20min。较长时间的受热使玉米产生热疲劳,容易破裂。另一方面,对于初始含水率较高的粮食,籽粒内淀粉较低含水率时淀粉湿润,体积大,快速失水会引起较大的收缩量,产生越大的湿应力。

  试验中也观察到,初始含水率为30%的样品,风温为120℃时,干燥进行到30min时开始出现应力裂纹,风温降低则出现应力裂纹的时间向后推移。初始含水率为20.2%的样品只在120℃干燥时干燥后期出现少量的单裂,在其它风温条件下,空气能烘干设备的干燥过程中只有少量的应力裂纹出现。