酒糟生物桨叶干燥的试验研究

王辛幸，郭中山，黄帅

（天华化工机械及自动化研究设计院有限公司，甘肃 兰州 730060）

0 引言

本文是针对五粮液固态酿酒生产工艺过程中产生的废弃物进行干燥试验，酒糟物料的主要成分为稻糠和粮食发酵残余物。目前酒糟干燥产业常用的干燥设备是耙式干燥和蒸汽管干燥，前者受设备容积的限制，产能较低干燥不充分，后者干燥不完全能耗较高[1]。酒糟物料的含水量和磨蚀性强都很高，通过分析讨论选出最适合酒糟物料的干燥方式，决定采用桨叶干燥机进行干燥试验，确定酒糟物料在桨叶干燥机设备内的运行情况，为后续的工业化应用选出最优方案[2]。

1 工艺方案

1.1 酒糟物料特性

（1）含水量高，稻糠的主要成分是木质素、纤维素等，发酵过程经长期浸泡，含水量高达60%左右，且难以用机械方式脱除，主要依靠热力干燥。（2）磨蚀性强，稻糠的灰分中70%含量为SiO2，在输运、干燥的过程中对设备工作面有较强的磨蚀作用，造成设备快速磨损。（3）弱腐蚀性，酒糟中含有一定量的有机酸，酒糟渗沥液的pH大约在3左右，对金属有一定的腐蚀作用[3]。（4）流动性差，稻糠为柔软的片状结构，且含有残余粮食物，在含水60%的状态下几乎没有流动性，在输运过程中极易形成搭桥、堵塞等情况，影响输料。（5）透气性好，酒糟在自然状态下颗粒均匀（＜10 mm）、疏松，有较高的透气性，在干燥过程中有利于加热介质流通和蒸发气体的排出。（6）其他特性，酒糟由于富含蛋白质以及其他有机质，具有一定的黏性，干燥过程容易粘结工作面，堆储过程中易腐败，滋生蚊虫，并且在腐败过程中生成H2S等气体。

1.2 工艺流程叙述

流程简述：采用人工加料方式把物料均匀加入到桨叶干燥机内，桨叶干燥机机身保持一定倾角，两根热轴与桨叶片中空，内部通有电加热锅炉产生的饱和蒸汽，两根热轴互相啮合转动，湿物料受到挤压和松弛的交替作用，一边干燥一边向前运动[4]。随着物料内湿分的蒸发，逐渐成为松散的物料粉末，干燥后的物料粉末翻过溢流板从桨叶干燥机中排出。蒸发出来的湿份经湿式洗涤后，由引风机抽出排空。工艺流程见下图1。

图1 桨叶干燥试验流程示意图

2 试验

2.1 试验设备

本试验的设备为桨叶干燥机和水分分析仪。

桨叶干燥机的工作原理：桨叶干燥机热轴和夹套均为中空，工作时热轴和夹套都通入加热介质，通过器壁对热物料进行加热。设备机身从进料口到出料口具有一定倾角，这样物料在自重与空心热轴的搅拌下逐渐向出料口移动。桨叶干燥机在工作中热轴不仅是主要换热面，而且不停地转动，防止物料团聚，物料得到最大限度的混合，保证干燥的均匀性[5-6]。

2.2 试验步骤

采用图1的桨叶干燥试验流程和设备，并在干燥机内通入0.3～0.4 MPa（G）的饱和蒸汽，预热设备准备试验。开启湿式尾气除尘系统，通过风机入口调节，调节系统风压，保证干燥机内部微负压。通过人工加入湿含量60%的酒糟湿物料，观察并记录试验状态。调节进料速率，持续试验。

通过在桨叶干燥机试验装置上进行试验，考察采

用桨叶干燥设备对酒糟物料干燥的可行性，以及桨叶干燥机对酒糟物料干燥的适应性。

2.3 试验分析数据

干燥后的物料按一小时间隔分别取样进行水分分析试验，根据湿含量和蒸汽管干燥机的换热面积制定了进料量，具体见表1：

表1 试验数据

2.4 试验结果分析

通过桨叶干燥实验数据分析，可得到如下结论：

（1）桨叶干燥试验过程中，干燥后的物料效果好，但也会出现块状物料，但经分析发现，总体可以达到水含量30%左右的要求。同时发现此物料易干燥，但是提高进料量后会出现堆积现象，导致设备卡阻。

（2）桨叶干燥机的蒸发强度为：[75-75×（1-0.6329）/（1-0.3）]/3=11.9 kg/m2（备注：干料湿含量按均值30%计算）。可以发现针对酒糟此种物料，桨叶干燥机蒸发强度高，适合此种物料的干燥。

桨叶干燥机干燥前后的对比图见下图2、3。

图2 桨叶进料口照片

3 结语

本文针对酒糟物料的特性，提出采用桨叶干燥机来干燥酒糟物料的方法，并在桨叶干燥机上进行了验证实验。实验结果表明，桨叶干燥机比较适合对该物料进行干燥，干燥后物料没有出现团聚和粘结现象，干燥效果明显，设备运行良好，物料干燥后的含水量总体可以达到30%左右，符合干燥要求的条件，通过计算得到：蒸发强度为11.9 kg/m2（备注：干料湿含量按均值30%计算），也符合干燥要求的条件。实验证明使用桨叶干燥机干燥酒糟的方案是可行的。

图3 出料照片