糧食烘干機的自動化控制

吳春升+馮志俠+許才花+韓長生

摘 要：糧食烘干機在實現(xiàn)自動化控制后能夠有效降低投資成本、提高經(jīng)濟效益，在保證糧食品質的基礎上節(jié)約能源，同時可以減輕操作人員的工作壓力，使糧食烘干機能夠充分發(fā)揮自身的生產(chǎn)能力。對糧食烘干機的自動化控制特點進行了分析，并提出了實現(xiàn)自動控制的措施。

關鍵詞：糧食烘干機；自動化控制；食品機械

中圖分類號：TP273 文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2017.07.004

近幾年科學技術快速發(fā)展，實用型技術的應用也受到了人們的廣泛關注。糧食烘干行業(yè)在近幾年得到了快速的發(fā)展，特別是在烘干設備上取得了很大的進步，并逐步向自動化方向發(fā)展。烘干系統(tǒng)的單機設備選型已經(jīng)比較成熟，這在很大程度上促進了系統(tǒng)設備連續(xù)作業(yè)的穩(wěn)定性。糧食烘干機的自動化控制有效提高了烘干效率，同時糧食品質也得到了提升，這對于糧食產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有積極意義。

1 糧食烘干機自動控制系統(tǒng)

1.1 多變量

糧食烘干機的自動化控制是一個相對復雜的過程，涉及到許多的變量，既需要考慮加工過程中糧食水分與溫度、干燥介質溫度、濕度以及外界環(huán)境對干燥的參數(shù)影響，也需要考慮糧食烘干機的工藝流程[1]。因此，糧食烘干機的自動化控制是一個多變量參數(shù)共同決定的過程。

1.2 非線性穩(wěn)態(tài)

糧食烘干過程涉及到升溫、恒速、降速等多個階段，其中降速是糧食烘干的主要控制階段，在這一階段，糧食的水分變化是非線性的、此外，由于糧食烘干機的作業(yè)條件復雜，受到許多因素的影響，檢測自控效果較難，使得很多糧食烘干機常需要在非穩(wěn)態(tài)下工作。

1.3 干燥時間長

糧食烘干機自動化控制系統(tǒng)受谷物流速影響，糧食干燥時間較長，糧食需要在烘干機中停留較長時間才能完成干燥。因此，糧食烘干機自動化控制系統(tǒng)的相應速度較慢且存在嚴重的交互作用，一旦控制參數(shù)發(fā)生改變，那么烘干機的整體性能參數(shù)都會發(fā)生改變。

2 糧食烘干機自動控制的措施

就當前糧食烘干機的工作狀態(tài)來看，在自動化控制上仍存在一定的問題，為實現(xiàn)自動化控制，需要切實加強自動化控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.1 保持爐溫的穩(wěn)定

爐溫的穩(wěn)定是保證糧食烘干機自動化控制的關鍵。一般的糧食烘干機的烘干主要依靠鼓風機送風裝置進行，然而在實際運行工作時，由于熱風爐的燃燒受許多因素影響，使得糧食烘干無法達到預期效果，在爐排兩側燃燒較快，爐排表面燃燒不均勻等都會對糧食的烘干效果造成影響[2]。之所以會造成這些現(xiàn)象，主要是因為上煤機煤斗寬度較小，原煤在注入煤斗后自動分級，大煤塊堆積在爐排兩側，燃燒過快，而爐排表面則出現(xiàn)燃燒不均勻的情況，導致煙氣不平穩(wěn)，最終影響烘干糧食的品質。

為保證爐溫的穩(wěn)定，糧食烘干機的自動化控制系統(tǒng)可以適當將上煤機煤斗加寬，使上煤斗的長度尺寸大于爐排寬度，這樣一來，就可以避免出現(xiàn)在原煤加入煤斗后發(fā)生自動分級而燃燒不均勻的情況。此外，還可以加大鼓風風室與煤斗的距離，這樣可以有效避免爐排發(fā)生竄火。由于爐內煤塊常會出現(xiàn)結塊，影響受熱的均勻性，因此，糧食烘干機可以增設碾碎裝置，對進料進行碾壓，保證進料的均勻性。只有在爐溫穩(wěn)定的條件下，糧食才可以受熱均勻，避免出現(xiàn)糧食過度烘干或烘干不完全的情況，確保烘干后的糧食品質。

2.2 保持給料的穩(wěn)定

不同地區(qū)的氣候不同，對給料系統(tǒng)的設計要求也有不同。南方氣候溫暖，原料不會出現(xiàn)冷凍，這樣更有利于給料系統(tǒng)的穩(wěn)定，但是北方的氣候寒冷，原糧中含有較高的水分，但烘干的環(huán)境溫度較低，這樣，一旦原料出現(xiàn)緩倉就會出現(xiàn)凍倉，緩存?zhèn)}失去原有作用，無法實現(xiàn)系統(tǒng)自動化，這在很大程度上影響了烘干效果。因此，為了避免發(fā)生凍倉問題，需要對凍倉現(xiàn)象的原因進行具體分析。實際上，原料的水分高與環(huán)境的氣溫低只是造成凍倉的部分原因，糧粒保持靜止狀態(tài)才是造成凍倉的主要原因[1]。只有保持緩存?zhèn)}中心部位糧粒的流動狀態(tài)，才能避免中心位置糧粒發(fā)生冷凍。因此，為了實現(xiàn)系統(tǒng)自動化，需要對冷凍條件進行改變，使原料一直處于流動狀態(tài)。糧食烘干機需要取消緩存?zhèn)}，引入清倉機械，使其保持不間斷作業(yè)，這樣可以有效保持糧粒的流動狀態(tài)，同時在勻速的狀態(tài)下，糧倉的清理效果更加的明顯，可以有效除去原糧中的固態(tài)水，在一定程度上節(jié)約了能源。系統(tǒng)長期處于一個穩(wěn)定的狀態(tài)下運行，可以有效降低頻繁啟動對設備的損耗，同時自動化的工作模式可以有效降低工人的勞動強度，進而提高安全生產(chǎn)系數(shù)。在增設清倉機械后，整個系統(tǒng)設計變得更加靈活，縮小整個糧食烘干機的占地面積。

2.3 保持原糧的水分穩(wěn)定

相對于爐溫與給料系統(tǒng)的穩(wěn)定，原糧水分更易控制。一般的原糧水分可以由使用單位控制，即便有部分控制范圍外的原糧進入烘干機，也可以利用糧食烘干機內的糧溫監(jiān)測與風門自控裝置調整熱風溫度，從而控制原糧中的水分。

3 結語

當前我國糧食烘干機的自動化控制仍處于研究發(fā)展的初始階段，在很多方面仍存在一定的漏洞，這就要求研發(fā)人員能夠更為深入地研究干燥技術，將其應用于糧食烘干機中，通過自動化工作減少糧食損失，提高烘干效率，從而提高糧食的品質。

參考文獻：

[1] 吳修文，何偉寧，吳乃剛，等.小型糧食烘干機的現(xiàn)狀及發(fā)展設想[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2016（6）：65.

[2] 郭桂霞，任廣躍，鄭藝強.大型糧食烘干機工藝技術特點及經(jīng)濟技術性能優(yōu)勢[J].農(nóng)產(chǎn)品加工，2016（16）：43.