东北玉米颗粒破碎敏感性分析报告

添加人：admin 发布时间：2015/11/3 11:23:12 来源：中国破碎机网

　　东北玉米颗粒破碎敏感性分析报告张明学，赵祥涛，辛烁军（国家粮食储备局郑州科学研究设计院，河南450053）地改善玉米的干燥及进出仓工艺条件，据此提出科学合理的技术参数，为解决玉米储运过程中的破碎问题提供理论依据。
　　东北三省是我国的玉米主产区，产量占全国的30%M0%.受自然条件的影响，玉米收获水分常达22%30%，必须经过干燥处理才能安全储藏，因此近年来东北地区玉米的机械干燥发展很快。然而，粮食干燥机工作者以往主要致力于提高干燥设施的处理量，解决于燥能力不足的问题，对于玉米干燥工艺参数和品质的应用研究关注较少。目前，玉米干燥作业存在重产量、轻质量的问题，烘后玉米破碎和应力裂纹比较严重，而且在后续的输送环节中破碎进一步增加，降级降等，严重影响玉米的安全储藏和粮食仓储企业的经济效益。
　　1试验的出发点对不同条件下脱水方式、不同品质、不同水分的试样玉米，通过破碎临界运行速度测定平台，在不同速度下对玉米颗粒的破碎敏感性进行试验和分析，以寻找试样玉米的临界破碎速度。
　　2测试方法和设备2.1制定试验方案的依据颗粒破碎临界运行速度测定平台的建立依据：物料在入仓、倒仓、发放过程通常经不同高度的自由落体或经不同速度的输送、提升，致使粮食大量被摔碎或撞击破碎，颗粒物料破碎的敏感性是指粮食在流通过程中，当有外力作用在籽粒上时所能引起粮粒破裂的潜在能力，是造成粮食破碎的重要参数。由此设计了测定玉米破碎敏感性的离心式破碎敏感性测试仪――颗粒料速度破碎测试仪。该试验仪器原理是根据机械能守恒定理及圆周运动的线速度，将自由落体速度转化为一定半径的圆周速度进行试验，通过变频调速器改变不同转速，经过试验得出不同转速下玉米的破碎率增加值。玉米的自由下落方向垂直于颗粒料速度破碎测试仪的旋转线速度方向。
　　2.2试验方案为了尽可能地接近实际情况，通过颗粒料速度破碎测试仪，找出试样玉米的临界破碎速度点。我们分别选用了籽粒饱满整齐的样品，在不同水分、采用不同干燥的脱水方式的玉米样品进行试验。试样分别来自吉林公主岭铁北国储库采用热风干燥和采用真空干燥的玉米、中储粮榆树直属库采用热风干燥和自然干燥的玉米及中储粮农安直属库采用热风干燥和自然干燥的玉米。分别对每一试样测定玉米的含水率及在不同转速下的破碎率增加值。
　　2.3试验设备颗粒料速度破碎测试仪、电脑水分测定仪0% 40%、TQ3288（分度值Llir功分析天平、转速表、塑料袋、标签、记录表格、试验台。
　　2.4试验方法取籽粒饱满的玉米试样各20kg分别用天平称2SdlA水分测定仪，记录玉米含水率，连续三次取平均值，先分别对每一试样取M样本，每一样本取籽粒饱满的芫善粒10（啦放入塑料袋并贴上标签以备测试使用，根据试验情况可相应增加或减少样本数量。
　　试验时初选一个适当速度，在临近玉米颗粒出现破碎时，通过调节颗粒料速度破碎测试仪的变频调速器逐步提高速度，每次提高01215171/对每一个速度点连续做三次取平均值记录数据。
　　3测试结果分析从取试样品可见，部分玉米有不同程度的裂纹，可能是干燥时产生的应力裂纹或机械损伤所造成。带有应力裂纹的玉米在受到高速冲击、摩擦、挤压时极易破碎。
　　东北玉米颗粒破碎敏感性试验榆树库自然晾晒玉米增碎率（％）可以看出，通过对中储粮榆树直属库采用自然晾晒的玉米试验分析，在相同速度（v=lL7Bm/S下，玉米水分21%，破碎率增加值为2%；玉米水分14.5%，破碎率增加值为0%；玉米水分1017%，破碎率增加值为18%；玉米水分10%，破碎率增加值高达26%.在玉米水分916%，v=6L237m/sM，破碎率增加值为4%17%.由此分析，玉米水分过高或过低都会使破碎增加，这是因为水分过高，玉米籽粒较软、表皮柔韧性大，脱粒时籽粒易受损伤，经过机械输送受到碰撞或挤压时容易破碎；水分过低，玉米籽粒脆性大，受到冲击力时易造成直接粉碎。
　　孓2采用不同的干燥方式与增碎率的关系工艺设备从图西！以看出，通过对中储粮榆树直属库采用热风干燥和自然干燥的玉米比较得知，在玉米水分为14.5%时，自然干燥的玉米在v=lL7BlZ88m/s时，破碎率增加值为0%5%；采用热风干燥的玉米在v=53744m/sM，破碎率增加值为0%~2%.在相同破碎率下自然干燥的玉米同采用热风方式干燥的玉米相比，速度基本上增加一倍。
　　东北玉米颗粒破碎敏感性试验铁北国储库玉米增碎率（％）从图河以看出，铁北国储库采用热风方式干燥和采用真空方式干燥的玉米比较得知，采用热风方式干燥的玉米水分137%，在v=4.94m/sM，破碎率增加值为采用真空方式干燥的玉米水分12%，在v=537m/sM，破碎率增加值仅为由此可见采用真空方式干燥的玉米在相同的条件下破碎率增加值远低于采用热风方式干燥的玉米。其原因是在真空条件下脱水干燥，属于低温真空干燥，干燥环境水分汽化温度3043t：远低于其他形式的热风干燥环境温度120T16（K：。真空干燥玉米的应力裂纹率较少，颗粒玉米的硬度值相对较高，品质优良。
　　东北玉米颗粒破碎敏感性试验（水分14.5%）农安库热风干燥玉米增碎率（％）从图以看出，中储粮农安直属库由于原粮品质欠佳，采用热风方式干燥后玉米裂纹率相对较高。
　　岣：毙Hit流通技术19工艺设备张明学等：东北玉米颗粒破碎敏感性分析报告从试验数据看，在玉米水分14.5%，v=537601m/s时，破碎率增加值为3%M%，原因主要是由玉米原粮品质所造成。
　　孓3不同速度（或自由落体高度）与增碎率的关系通过变频调速器改变线速度对玉米破碎率增加值有显著的影响。从试验数据可知，无论是对湿玉米、热风方式干燥玉米、真空方式干燥玉米、自然方式干燥玉米测试，在速度逐渐提高的情况下，玉米破碎率增加值均呈上升趋势，干玉米在达到的临界速度破碎点时，速度每提高lm/s（相当于在临界破碎点时每提高In油自由落体高度>，则玉米的破碎率增加10%左右。由此可见，玉米颗粒破碎敏感性同速度及临界速度破碎点是分不开的，通过在不同速度下进行玉米颗粒破碎敏感性试验和分析，以求找出试样玉米的临界破碎速度点是正确的、可行的。
　　孓4其他方式与增碎率的关系冲击次数及冲击接触时间。玉米每经过一次高速冲击，应力裂纹率都有不同程度的相应增加，破碎增加率同冲击次数及冲击接触时间有很大关系，缩短物流工艺流程、适当减小粮食下落的冲击力和降低高空抛料、延长冲击接触时间、减少物料入仓、倒仓、发放次数是减少破碎的有效措施。
　　4结论4.1采用合理的干燥工艺干燥本身不会使粮食破碎，但会增加粮食破碎的敏感性。干燥条件越不合理，籽粒产生的应力裂纹就越多，破碎敏感性就越大。采取合理的干燥工艺进行烘干作业，以减少裂纹的发生并降低粮食破碎的敏感性。
　　4.2尽量减轻机械碰撞玉米在流经机械设备时的破碎是不可避免的，要做到最大限度地降低破碎率，就必需对输送设备（提升机的畚斗、刮板机的刮板、绞龙叶片）以及输送速度加以改进。同时还要兼顾下列之克：①减小粮流冲击速度，粮食运行的速度尽量控制在125m/s之内或粮食的自由落体高度控制在Sr以内；②延长冲击接触时间：（I）尽量避免对粮食进行重复搬倒作业，并选择合理的输送设备及其参数。
　　4.3适当提高玉米入库水分为确保储粮的安全性，通常将玉米水分烘干至14%以下。若在储存期间进行通风作业，水分还会有所散失。水分低，玉米的储藏安全性得到了保证，但却引发了后续流通破碎增加问题。由此导致粮食降等、重量损失，给企业带来经济损失，各粮库可根据情况将粮食入仓储藏水分适当进行提高。
　　玉米的破碎与其自身品质、环境条件、设备流程等众多因素有关。解决玉米破碎是一个系统工程，应对产生破碎率高的设备、工艺进行分析，提出关键技术改进参数和优化结构，通过关键设备优化组合，步步把关，使每个环节的破碎及影响破碎的因素降到最低，从而减少玉米储运过程中的破碎问题。
　　由于受到所取样品和测试仪敏感性的局限，试验取得的定量数据尚不能确定具有普遍性，望读者谨慎引用。