连续式真空干燥机在鱼粉加工中应用研究

郑银萍， 王春涛， 郑国红

（1. 浙江海洋学院船舶与海洋工程学院， 浙江舟山 316022；2. 浙江龙源四方机械设备制造有限公司， 浙江舟山 316014）

连续式真空干燥机在鱼粉加工中应用研究

郑银萍1， 王春涛1， 郑国红2

（1. 浙江海洋学院船舶与海洋工程学院， 浙江舟山 316022；2. 浙江龙源四方机械设备制造有限公司， 浙江舟山 316014）

研究了连续式真空干燥机在鱼粉加工中的工艺过程、工艺结构和工作原理。鱼粉加工中采用连续真空干燥机具有明显的优势，可出减少高温对鱼粉蛋白质的氧化，提高鱼粉蛋白质的含量，提升鱼粉品质，使其在市场竞争中占有优势。

连续 真空干燥机 鱼粉加工

鱼粉是用一种或多种经济价值较低或质量较差的鱼类及水产品加工时产生的下脚料为原料，加工而成的一种有机饲料，是一种优质的动物性蛋白质原料，广泛应用于畜禽及水产养殖中［1-2］。目前鱼粉生产主要有干法生产和湿法生产两种方法。湿法鱼粉加工的主要流程包括蒸煮、压榨、干燥出及固液油水分离等工艺过程。干燥是通过加热鱼粉到一定的温度而实现的。提高温度可出加快干燥速度，但是高温会加剧鱼粉中蛋白质的氧化，并且随着水分的不断蒸发，蛋白质氧化程度会愈来愈严重。为了避免鱼粉蛋白质含量的降低，提高鱼粉产品的品质，必须遵循一定的临界限制条件进行加工。根据目前企业使用的设备及条件，物料的干燥温度最低保持在85℃左右，未能充分提高蛋白质营养的利用率。随着鱼粉规模化生产的需要，研究连续式真空干燥设备及其配套装置，生产出大型化、自动化的设备势在必行。本文设计的连续式真空干燥机应用在鱼粉加工设备中可将原料鱼从蒸煮、压榨、干燥及固液油水分离等工艺过程基本上实现自动化流水线控制，实现鱼粉的连续高效生产。

1 连续式真空干燥机结构及工作原理

1.1 真空干燥工艺流程

根据湿法鱼粉生产工艺流程，可将整个生产分为鱼粉生产、鱼油生产、除臭系统三大部分。其中鱼粉生产部分的真空干燥工艺流程见图1。经蒸煮压榨后的鱼料由绞龙送入连续式真空干燥机，在干燥机筒体内完成干燥工序，再由绞龙输送到下一道工序。在生产过程中，整个干燥机与引风管都处于密封状态，在抽真空泵的抽吸作用下，鱼料烘干蒸发过程中产生的废气经引风管道进入列管式冷凝器中，与列管式冷凝器的热交换管内的冷却循环水进行热交换，大量的废气释放热量后转化为废气冷凝水，由冷凝水泵抽至机外，进入污水池集中处理。而热交换管外的冷却循环水因吸收热量后温度上升，在冷却水泵的作用下，进入冷却塔进行降温处理，从而实现冷却水循环使用的目的。

图1 真空干燥工艺流程Fig. 1 Vacuum drying process

1.2 连续式真空干燥机的结构

连续式真空干燥机的结构见图2。其中主轴结合件的具体结构见图3。主轴由无缝钢管制成，其上等间距分布加热盘管。为使加热均匀，获得高质量的鱼粉，相邻两加热盘管之间相差180°。主轴与轴头连接盘焊接，轴头与轴头连接盘用螺栓连接，主轴内部有两主轴内管，内管上焊接蒸汽分配管和冷凝水止回管，内管由内管支撑板支撑。蒸汽分配管与加热盘管相通，使蒸汽能从进气管进入到加热盘管加热干燥鱼粉。干燥鱼粉时存在热交换，加热盘管内的蒸汽变成冷凝水，冷凝水经冷凝水止回管进入主轴，由虹吸管和出冷凝水管排出。主轴内通预热管结合件，用出预热主轴，防止主轴因热胀冷缩导致断裂。加热盘管上焊接有倒料板、炒料板及推料板，使鱼粉由动力端往非动力端移动，并在移动过程中进行翻搅鱼粉和延长鱼粉在筒体内的停留时间，使鱼粉得到充分、均匀干燥。

图2 连续式真空干燥机的整体结构Fig. 2 Structure of the continuous vacuum dryer

1.3 连续式真空干燥机的工作原理

图3 主轴结合件的结构Fig. 3 Structure of spindle parts

连续式真空干燥机的工作过程可分为鱼粉传送过程和蒸汽、冷凝水流通过程两部分。鱼粉传送过程为：蒸煮压榨过的鱼料经关风机从进料口进入干燥机筒体内，在主轴和加热盘管上推料板的联合作用下，鱼粉由动力端往非动力端移动。移动过程中，鱼粉受到挡粉板、炒料板和倒料板的作用，来回翻搅，延长了鱼粉与加热盘管及主轴的接触时间，即延长了加热干燥的时间，使鱼粉能进行充分而均匀的干燥。鱼粉干燥后经关风机后送入筛粉机，进行下道工序。鱼粉从输入到输出均为自动连续传输，实现了鱼粉的连续干燥加工。蒸汽、冷凝水流通过程为：从锅炉出来的少量蒸汽经预热组合件进入主轴，对主轴进行预热，防止主轴突然受热和受热不均而断裂。此外大量的蒸汽经进气管进入两根主轴内管，再经过蒸汽分配管进入加热盘管，加热盘管外表面与鱼粉接触，进行热交换，使蒸汽变成冷凝水，冷凝水经冷凝水止回管回到主轴。由于主轴一直在转动，冷凝水慢慢堆积在主轴底部，由虹吸管及出冷凝水管排出干燥机。连续式真空干燥机上的引风方箱连接引风管，与列管式冷凝器相连，在抽真空泵的作用下，使干燥机筒体内的压强为0.07mPa，形成真空状态。虽然加热盘管内蒸汽温度为160℃左右，但是由于鱼粉处在真空环境中，水的沸点降低，70℃时水分就开始蒸发，避免了鱼粉的高温氧化，提高了鱼粉的质量，因而提高了产品的竞争力。

1.4 连续式真空干燥机的结构细节探讨

1.4.1 轴头密封

连续干燥机的干燥效果与温度控制、真空控制因素有关［4］。为保证干燥机筒体内合适的真空度，必须保持筒体处于密封状态。相对于观察窗、清理门等处的静止连接点，主轴一直处于转动状态，比较容易出现密封不良的状况。笔者重点考虑主轴与筒体门盖连接处的密封结构。主轴与筒体门盖连接处采用机械密封方式，具体结构见图4。密封结构主要由动环、静环、O型密封圈、石棉垫片、骨架式油封、轴头耐磨环、压簧、导向杆、门盖板闷塞、机封外圈等组成，形成了三道防护。动环与轴头连接盘在安装时采用热套，使两者过盈配合，静环在压簧的作用下与动环紧密贴合，同时使动环与门盖板也紧密贴合。动环和静环相对运动，存在磨损，但在压簧的作用下，一旦有磨损就能进行使静环和动环向左移动，进行及时的补充，使筒体内的气体逃逸不到筒体外面，形成第一道防护。静环上开槽安装O型密封圈，形成了第二道防护。此外，轴头耐磨环与轴头热套，使两者过盈配合，机封外圈与轴头耐磨环之间安装两个骨架式油封，形成第三道防护。经过这三层防护，保证了筒体内的真空度，可实现鱼粉的低温干燥。

图4 主轴与筒体门盖连接处的密封结构Fig. 4 Sealing structure at joint between shaft and covering board of barrel

1.4.2 推、倒、炒料板的排列

加热盘管上推料板、倒料板、炒料板的排列影响着鱼粉在干燥机筒体内传送的速度和翻搅的程度。因此应根据生产线的实际情况和生产要求确定各料板的数量及排布。出生产线排列单台干燥机为例，推、倒、炒料板的排列顺序如图5。图5中每一竖列表示一个加热盘管，共有41个，推料板26只，倒料板13只，炒料板39只。推料板的作用是使鱼粉由动力端往非动力端移动，倒料板的作用则相反，使鱼粉倒回动力端，炒料板则使鱼粉发生翻搅。由于推料板的数量比倒料板多，因此鱼粉的整体移动趋势仍为动力端往非动力端。图6～8分别为推、倒、炒料板的具体结构。

图5 推、倒、炒料板排列顺序Fig. 5 Display order of scraping wings， pour plate and fried plate

图6 推料板结构Fig. 6 Structure of scraping wings

图7 倒料板结构Fig.7 Structure of pour plate

图8 炒料板结构Fig. 8 Structure of fried plate

2 连续式真空干燥机的优点

1）连续高效：常见真空干燥为间歇式生产，产品品质好但效率比较低［3］，连续式真空干燥机为自动进出料，加热盘管上各种料板的不同排序可进行翻搅与反复干燥，既保持了真空干燥的优点，又能连续生产，提高生产效率。

2）低温：利用水分气化蒸发温度随环境压力降低而降低的原理，在真空状态下实现70 ℃的低温干燥环境，对鱼粉进行干燥获得较高的干燥产品质量［5］。

3）节能环保：鱼粉干燥过程中产生的废气经引风管道进入列管式冷凝器中，与冷却循环水进行热交换，大量的废气释放热量后转化为废汽冷凝水，由冷凝水泵抽至机外，进入污水池集中处理。既利用了废气的大量余热，同时将废气转换为冷凝水进行集中处理，既节能又环保。此外真空干燥机的筒体为密闭容器，外界气体不易混入，减少了废气处理量，因而减少了废气处理时所需的能耗，节约了能源。

3 小结

在社会持续快速发展的今天，我们正面临着能源与环境的双重压力，因此必须响应号召，改变“高消耗、高排放、低产出”的经济增长方式，把节约能源，保护环境放在首位。此次设计的连续式真空干燥机是一种高效低能耗的干燥设备，将其应用到鱼粉加工生产线中，在生产出高品质鱼粉的同时还可实现节能减排的目的，具有良好的市场前景。

［1］王继强， 张 波， 张宝彤，等. 鱼粉的分类、加工工艺和品控措施［J］.饲料广角， 2012（15）：25-27.

［2］《农村养殖技术》编辑部. 加工鱼粉的流程［J］.农村养殖技术， 2008（13）：47.

［3］王 娟，陈人人， 杨公明，等.高效节能的真空带式连续干燥设备介绍［J］. 农业工程学报， 2007， 23（3）：117-120.

［4］查国才. 盘式连续干燥机的特点及结构细节的探讨［J］. 机电信息， 2005， 108（24）：21-24.

［5］赵祥涛， 唐学军， 张明学. 节能减排加强真空低温连续干燥新技术推广与应用［J］. 粮食储藏， 2009（1）：28-31.

Study on Continuous Vacuum Dryer in the Application of Fish Meal Processing

ZHENG Yin-ping1， WANG Chun-tao1， ZHENG Guo-hong2
（1. Naval Architecture & Ocean Engineering College of Zhejiang Ocean University， Zhoushan 316022；2. Zhejiang Longyuan Sifang Machinery Manufacture Co.，Ltd.， Zhoushan 316014， China）

The technological process， technological structure and working principle of the continuous vacuum dryer that used in the fish meal processing were mainly introduced in this article. Adopting continuous vacuum drying machine in the fish meal processing has obvious advantages， such as reduces the protein oxidation which is caused by high temperature， increases the content of fish meal protein， improves the quality of fish meal， which makes it has the market competition advantage.

continuous； vacuum dryer； fish meal processing

S226.6

A

1008-830X（2014）06-0534-04

2014-08-05

郑银萍（1990- ）， 女， 浙江上虞人， 硕士研究生, 研究方向：功能材料.

王春涛（1965- ）， 男， 浙江定海人， 教授， 研究方向：功能材料. E-mail: chuntaow@163.com