玉米变性淀粉气流干燥设备的设计

2020-11-27沈宾于栋吕岩峰黄文攀

商品与质量 2020年29期

沈宾于栋吕岩峰黄文攀

迈安德集团有限公司江苏扬州 225127

就目前来看，我国淀粉生产主要以玉米为原材料。与其他淀粉相比，玉米原淀粉应用性较差，因此需经过化学变质性，扩大玉米淀粉应用范围。在玉米变性淀粉生产过程中，主要分为干法生产、半干法生产以及湿法三种类型[1]。其中，干法生产出的玉米变性淀粉质量难以得到根本上管控，在生产过程中会出现大量粉尘，直接影响到相关作业员工的人身安全；半干法对玉米变性淀粉生产环境的要求更加严苛，虽然能够最大限度节约生产期间的能源消耗量，但由于国内应用时间较短，积累经验不足，没有得到广泛普及。湿法生产工艺是我国玉米变性淀粉重要生产方式之一，通过洗涤、脱水、干燥等环节，使玉米淀粉具有适用性特征。由于湿法生产对气流干燥环节的要求更高，因此需相关部门结合玉米变性淀粉湿法生产要求，对气流干燥设备进行优化设计。

1 概述玉米变性淀粉

对玉米原淀粉进行变性处理，主要目的是改善淀粉性能，扩大淀粉应用范围，通过物理、生物等处理方式，将淀粉分子中引进新官能团，改变淀粉天然特征，如糊化温度、稳定性以及透明性等。

不同种类玉米的淀粉含量不同，经过实际调查发现，普通玉米的淀粉含量为71.6%，淀粉含量可达到75%。我国玉米淀粉生产工艺已经有150 多年的发展历史，随着社会经济与科技技术发展速度不断加快，工艺逆流技术被广泛应用在玉米淀粉生产过程中，从根本上提升了玉米淀粉生产过程中的物料回收率。

玉米变性淀粉当前主要使用湿法生产工艺，将玉米原料经过前期处理后浸泡在温水中，分离出胚芽、纤维、蛋白质，生产出高质量玉米淀粉。在湿法生产过程中，需要对淀粉进行干燥处理，因此对气流干燥设备运行性能提出了更高要求。

2 玉米变性淀粉气流干燥设备

2.1 玉米变性淀粉气流干燥设备运行原理

玉米变性淀粉生产过程中的气流干燥设备主要由干燥管、热风炉、风机等结构组成。通过气流干燥设备产生出的气流，将玉米湿淀粉分散并悬浮在热空气内[2]。通过干燥管，将热空气内部热量均匀传输给玉米物料，保障玉米物料内部水分快速蒸发。干燥后的物料需要传输到旋风分离装置，经过关风器排入到料箱内，进行后续玉米变性淀粉的收集与打包处理。部分有待回收的玉米物料被排送到布袋回收装置内，待后续集中处理，最大限度提升玉米变性淀粉物料回收率，从根本上保障玉米变性淀粉生产过程中的经济效益。

2.2 玉米变性淀粉气流干燥设备设计目标

为确保设计出的气流干燥设备能够更好满足玉米变性淀粉生产要求，需要将气流干燥设备设计目标进行不断优化及完善。

首先，要求气流干燥设备应当满足工艺自动化、连续化要求，从根本上提升玉米变性淀粉生产效率，帮助相关生产企业获得最大化的经济利益；

其次，要求气流干燥设备能够在真空条件下连续进料与出料，最大限度满足不同玉米变性淀粉生产条件要求；

此后，要求气流干燥设备可在真空状态下高效完成干燥、粉碎以及制粒工作，将玉米变性淀粉出粉率控制在99%。通过对气流干燥设备功能的不断完善，确保该设备能够更好解决高粘度、难干燥等玉米淀粉湿法生产过程中的各项条件，

最后，要求经过气流干燥处理的玉米变性淀粉不会发生异常性质改变，不会感染病菌，切实保障玉米变性淀粉生产质量。应用更加先进的在线自动化清洗系统，保障气流干燥设备清洁度符合国家颁布的生产要求。

不仅如此，炸玉米变性淀粉需要干燥设备设计过程中，相关设计人员还需注重气流干燥，设备运行进行管控。要求操控气流干燥设备的员工应控制在2-3 人，降低人力资源投入量。

2.3 玉米变性淀粉气流干燥设备结构

相较于传统玉米变性淀粉气流干燥设备而言，经过改造后的气流干燥设备新增了扬升器、输料绞轮、风管路系统连接装置等，以便从根本上提升气流干燥设备在运行过程中的自动化水平[3]。要求在制定气流干燥设备设计方案过程中，应当对原有脱水机运行情况进行检修处理，安装散热装置，并对气流干燥设备的下料箱进行改造。

2.4 玉米变性淀粉气流干燥设备结构特征

在玉米淀粉气流干燥设备设计过程中，设备结构具有以下特征：

玉米变性淀粉就有干燥设备主要采用脉冲气流干燥管，通过干燥管直径大小的自动化调控，使玉米物料颗粒在热空气内部的流动速度不断变化，物料粒子长期停留在热空气管道内部，受热面积不断增大，气流运行速度加快，从根本上缩短了气流干燥时长，对提升玉米变性淀粉生产效率具有重要意义；

在设计玉米变性淀粉气流干燥设备过程中，加料机主要采用左右螺旋方式，通过无极调速电机带动加料机运转，切实提升了气流运输装置在实际运行过程中的连续性，使得进料量可得到全程管控；

在传统气流干燥设备基础上增加高压风机，将高压风机安装在旋风分离器后部，对玉米物料进行负压吸风处理，减少玉米变性淀粉在生产过程中的粉尘产出量，保护玉米是淀粉生产环境；

要求玉米物料能够通过旋风分离装置少量排出，大部分物料被输送到布袋回收仓内，控制玉米变性淀粉在实际生产过程中的损耗量，从根本上提升物理变形淀粉生产经济效益[3]。

3 玉米变性淀粉气流干燥设备设计参数数据

3.1 气流干燥设备设计依据

在设计玉米变性淀粉气流干燥设备过程中，设计部门应细致分析不同客户提出的玉米变性淀粉生产要求。明确玉米变性淀粉成品产量、成品含水率、生产期间大气温度以及干燥管热风温度等参数数值，对气流干燥设备共享运行数据进行精准计算。

3.2 气流干燥设备能耗量

通过收集玉米干物料重量、物料干燥前含水率、干燥后含水率、计算出干燥应去除的水分。借助取水蒸发潜热数值、热量比热容等，明确气流干燥设备在运行过程中所需的热量值[4]。

注重计算玉米变性淀粉气流干燥设备在运行过程中所需的风量以及热量数值，通过计算所需热量，对气流干燥设备各项结构运行公路进行控制。

计算出气流干燥设备内部干燥管的平均温差，为从根本上保障玉米变性淀粉生产期间的效率以及安全性，需要对干燥管热容量系数进行精准控制。通过干燥管容积、气流干燥管热风平均温度以及平均湿度，计算出干燥管内平均分量，对干燥管直径进行合理调整，保障气流干燥设备能够合理运行[5]。

通过控制玉米变性淀粉气流干燥设备内因引风机功率，从根本上提升气流干燥设备在实际运行期间能源消耗量。注重测量血流干燥机运行期间的排风温度、排气湿度等数值，计算得出引风机运行效率，确保排风过程中使用到的功率能够得到根本上管控。

4 玉米变性淀粉气流干燥设备设计改造后的运行效益分析

在玉米变性淀粉湿法生产过程中，潮湿物料会经过传送机与热空气同时进入到干燥装置内，将物料分散悬浮于热空气中，使物料能够与热空气进行充分融合，确保湿物料内的水分能够被充分气化[6]。通过对玉米变性淀粉实际生产要求的分析，在气流干燥设备运行过程中，对干燥管直径大小进行交替变化，确保玉米物料颗粒能够更好满足干燥目标，将经过干燥处理后的成品排出至旋风分离装置。在本设计环节，气流干燥设备主要采用负压操作原理，物料在经过风机后能够自行粉碎，从根本上提升了玉米变性淀粉实际生产效率。

玉米变性淀粉气流干燥设备更加适用于粒径为5 毫米以内的玉米物料，此实际应用范围更大，能够满足不同玉米变性淀粉生产厂家的生产要求。不仅如此，经过改造处理后的气流干燥设备干燥强度更大，占地面积进一步缩小，对保障生产期间的经济利益具有重要意义。由于气流干燥设备能够避免生产出的玉米变性淀粉与外界基础，因此生产质量更高。