粮食真空干燥技术遇到的难题（下）

短时间内抽出大量水蒸气问题粮食部门需要干燥粮食的量都比较大，因此，粮食真空干燥设备必须在短时间内抽出大量水蒸气。现在的问题在

短时间内抽出大量水蒸气问题

粮食部门需要干燥粮食的量都比较大，因此，粮食真空干燥设备必须在短时间内抽出大量水蒸气。现在的问题在于能够抽出水蒸气的真空泵就比较少，能够抽出大量水蒸气的真空泵就更少。

目前能够抽出水蒸气的真空泵有：水喷射泵、水蒸气喷射泵、水环泵、低温冷凝泵、干式真空泵等几种。其中能够抽出大量水蒸气的真空泵有：水蒸气喷射泵、低温冷凝泵。

单级水蒸气喷射泵的真空度过低，达不到粮食真空干燥所需要的压力差，需要3级以上的水蒸气喷射泵串联，图1给出的是5级串联的水蒸气喷射泵示意图。

1.第一级喷咀；2.第二级喷咀；3.第三级喷咀；4.第四级喷咀；

5.第五级喷咀；6.第一级冷凝器；7.第二级冷凝器；8.第三级冷凝器

从图1中可以看出其结构比较庞大，占地面积、空间都比较大，而且需要锅炉供应水蒸汽，锅炉内的压力稳定，水蒸气喷射泵的性能才能稳定，常规水蒸气喷射泵为了能够回水，需要架设到10米以上高度，在东北地区的冬天容易冻结。为了适应真空干燥事业需求，现在生产出来了低架式水蒸气喷射泵，如图2所示，解决了空间占用和冻结问题。但是，目前抽气量还不能满足需要。

1.架体；2.汽包；3.一号冷凝器；4.四级喷射器；5.五级喷射器A；

6.五级喷射器B；7.消音喷射器；8.引流喷射器；9.三级喷射器；

10.二级喷射器；11.一级喷射器

低温冷凝泵在冷冻真空干燥设备上应用很普遍、很成功。但是，因为低温制冷设备比较昂贵，而粮食真空干燥设备需要的制冷量太大，因此，低温冷凝泵在粮食真空干燥设备上的应用在经济上难以负担。在粮食真空干燥设备上可以用温度相对比较高的冷凝器，冷凝器可以有多种结构，图3是混合式冷凝器示意图。

图3也是多级水蒸气喷射泵二级以后的冷凝器。除了混合式冷凝器之外，还可以应用表面式冷凝器。无论哪种冷凝器都只能是将水蒸气冷凝成水，不同温度的水都对应一定的水蒸气压力，温度越高，水蒸气的压力就越高。所以，单独的水蒸气冷凝器抽气能力很差，无法应用，需要配备其他的真空泵。通常配备罗茨泵、水环泵机组，因为罗茨泵对进气压力的要求，所以需要配备前级泵。图4给出的是常用的一种罗茨水环泵机组外形图。

尽管上述真空泵机组可以抽出水蒸气，但是都只能抽出干净的水蒸气，而被干燥的粮食往往都是含有大量杂质、灰尘的，所以在真空机组前还要加过滤器、除尘器等设备。

对于粮食真空干燥设备使用的冷凝器、过滤器、除尘器都需要自行设计，但在设计过程中缺少相关的设计参数，很多设计参数都是未知的，例如：干燥仓内粮食的放气量、水蒸气的出气速率、粮食里边含有的杂质量等参数都是未知的。过滤器设计困难、过滤器的通导能力未知、冷凝器设计困难、冷凝器需要扑集的水蒸气量未知、冷凝器本身的通导能力计算困难、需要的前级真空泵机组难以确定……真是困难重重。用户对粮食的干燥量要求比较大，单位时间需要排除大量的水蒸气，在各个阶段需要排除的水蒸气量是变化的，这些也都给粮食干燥机的设计、制造带来许多困难。

被干燥产品的质量保证问题

粮食干燥的用户要求被干燥的粮食储存时含水量是均匀的，可是，由于粮食在干燥仓内传热、传质的问题，干燥仓的结构问题，使得粮食在实际干燥出仓时，很难保证含水率的均匀性。

在前几年粮食干燥机的研制、调试过程中发现：问题最严重时，会出现沿着干燥仓内壁可以流出水来的现象，这里处理出来的粮食不但没有干燥，反而是湿的；在干燥仓中间出来的粮食，有时不但是干的，而且是过分干燥的、甚至是糊的。这当然是极端现象，但是，到目前为止，完全合格的产品、达到粮食储户要求的产品还很少，甚至说还没有。

这里除了理论问题、设备问题以外，可能还有粮食干燥工艺的问题。

结论与建议

本文提出一些粮食真空干燥过程中出现的难题，这些难题应该怎么解决，还需要大家讨论，共同努力去寻找解决的办法。我们这里想到的有：

（1）彻底改造现有的塔式粮食干燥仓结构。因为无法改变塔式干燥仓内粮食的传热、传质特性，因此只能改变真空干燥仓的结构。但是，这里的矛盾很多，比如，要增加传热面积，就会使得结构复杂、浪费材料、降低干燥产品产量等。需要认真分析、讨论、设计。最近看到程长青提出的用热管技术加热，可以实现节能、高效、增加加热面积，作为粮食真空干燥机干燥仓内的加热技术，应该说是一种新的设想，可以试验。

（2）研究新的粮食真空干燥工艺。现在的粮食真空干燥工艺还是受到热风干燥工艺的影响，采用塔式干燥仓。是否可以尝试其他办法，譬如卧式干燥仓，倾斜式干燥仓等，然后采用新的工艺办法，这些都需要新的突破。

说起来容易，做起来难，创新能力、创新办法、创新设计都需要创新人才。解决粮食真空干燥的难题真的需要这样的创新人才。

本文节选自《粮食真空干燥技术的难题》一文

原文发表于：《真空》杂志2018年第2期

文章作者：张志军，张世伟，徐成海

作者单位：东北大学机械工程与自动化学院