面粉厂气力输送技术分为正压输送和负压输送。由于正压输送比负压输送所需的能耗要低得多,因此一般情况下用正压输送工艺, 除非有特殊的工艺要求才采用负压输送技术。 正压气力输送又有密相和稀相之分: ① 稀相气力输送,采用低压、大流量的气体以形成高速流体来实现短距离输送物料,国内的面粉生产企业普遍采用这种技术; ② 密相力输送,采用可控的、洁净的高压气体以较低的流速来实现集团流或者是柱塞状物料输送。 在水泥, 淀粉化工、食品行业普遍应用。本文通过两者在投资、能耗、环保以及对产品质量影响等方面的对比, 指出密相气力输送工艺在面粉远距离输送上更具有优势。


1 面粉稀相气力输送工艺

气力输送的第一要务就是尽最大可能地提高气力输送的固气比 ( 即尽量提高输送物料质量与空气质量的比值 ) ,由于要遵循能量守恒定律,所以固气比又与输送的压力损失成正比。 稀相气力输送的固气比一般较低 (3∶1~8∶1) ,因此压力损失较小,大都以罗茨风机或离心风机为动力。 罗茨风机的压力等级为 50~100 kPa ,而离心风机则更低,为 5~10 kPa 。典型的面粉稀相气力输送工艺, 一般采用罗茨风机和旋转阀进行输送。 面粉经过检查筛、计量秤、磁选进入关风器储料斗,通过正压关风器均匀下料,与经过罗茨风机加压的空气进行混合。 混合后的空气与面粉料在压差的推动下, 经过输送管道输送到面粉储存仓。 带有面粉的空气经过粉仓顶部除尘器回收粉料后成为洁净空气排入大气。 典型的面粉正压稀相气力输送工艺流程图见图 1 。


 

图 1 正压稀相气力输送工艺流程图

  

2 面粉密相气力输送工艺

近年来新建的面粉生产企业更趋于使用密相气力输送技术,原因如下: ① 密相气力输送技术在理论上和实践上全面实现了技术突破; ② 当今机电设备以及自控设备日趋完善; ③ 密相气力输送比稀相气力输送更节能、环保。密相气力输送采用较高的固气比,一般为 30∶1~50∶1 ,超密相气力输送甚至可达到80∶1~100∶1 , 所以密相气力输送需要更高的输送压力, 一般采用空压机进行输送, 压缩空气的压力为500~1 000 kPa 。以美国空气动力公司产品介绍典型的密相气力输送工艺流程: 储存于物料仓的物料通过三通阀进入其中一个仓泵, 当料位计检测到料位达到规定位置时,关闭进料阀和排空阀。程序自动打开下进气阀门对管道进行吹扫, 然后打开仓泵出料阀以及上进气阀,面粉料经过压缩空气加压后进入输料管与下进气进行混合, 混合后的物料通过电磁阀控制的脉冲气流将连续不断的物料分割成柱状, 形成料柱与气柱的相对运动, 与空气一道经过输送管道输送到物料仓, 夹带物料的空气经过仓顶布袋除尘器过滤后排空。 仓泵输送完毕后,出料阀与上、下进气阀门关闭,打开排空阀,重新进料,将面粉料源源不断地输送到目标料仓。 仓泵密相气力输送工艺流程图见图 2 。

图 2 仓泵密相气力输送工艺流程图


3 两种输送工艺的比较

3.1 设备配置比较

稀相气力输送技术大都以罗茨风机为动力,罗茨风机的压力等级为 50~100 kPa 。 若要实现长距离

和大数量的物料输送,势必要加大风量,降低物料浓度,提高物料输送速度。故输送管道管径、阀门、除尘器等配置就要比密相气力输送的配置大得多。 下面针对密相和稀相气力输送面粉的情况在设备配置方面作一比对,见表 1 。


表 1 密相气力输送和稀相气力输送设备配置对比

表 1 中的主参数如下:面粉料输送量 15 t/h ,水平输送距离 30 m ,垂直输送距离 20 m , 90° 弯头约为4 个。 在该参数条件下,密相气力输送技术当量输送距离约为 110 m ,固气比为 40∶l ;稀相气力输送技术

当量输送距离约为 170 m ,固气比为 8∶1 。 这里要说明的是: 输送速度不同, 当量距离的折算也有所不同。 例如弯头的当量距离在稀相气力输送时是以10~50 m 来考量的, 而密相气力输送时则是以 5~10m 来考量的。


3.2 能量消耗比较

密相气力输送采用很高的固气比, 即使输送固气比达到 40:1 时也能稳定输送, 所以输送效率高,相对能耗较低。同样以上述的输送条件为例,面粉密相气力输送和稀相气力输送在动力配置方面的对比见表 2 。


表 2 密相气力输送和稀相气力输送动力配置对比


3.3 输送品质的比较

( 1 )稀相气力输送一般采用罗茨风机和压运关风器进行物料输送, 湿度较大的输送空气经过加压后常常会带有油污和铁锈等杂质, 通常需在罗茨风机出口加装冷却器和干燥器, 但是往往因为风机的压力损失太大而作罢,从而影响所输送物料的品质;密相气力输送采用空压机为动力, 进入空压机的空气经过精密的空气滤芯除去固体杂质, 压缩后的空气经过冷干机除去油水后, 还要经过分子筛等干燥机进一步除去水分,所得到的空气洁净而干燥。

( 2 )稀相气力输送所用的关风器,因为加工精度的问题,面粉会进入转子的端盖和轴承,经过长时间的研磨形成塑化块,不但污染了产品,还造成设备频繁检修。密相气力输送全部采用静设备,彻底解决了塑化块问题。密相气力输送较多采用自动阀门,因面粉没有磨削性,所用阀门可以长周期稳定的运行。

( 3 )稀相气力输送因固气比较低,用于输送的空气量较大,输送速度快,末端速度可达到 30 m/s 。 如果输送速度太高, 面粉料与输送管壁高速摩擦产生大量的热(在夏季必须用水冷降温),会降低面粉品质。密相气力输送因固气比高,输送速度较慢,末端速度不到 18 m/s ,面粉与管壁摩擦产生的热量自然很少,即使在夏天,管壁的温度也不太高。


3.4 输送距离的比较

由于阻力和速度的平方成正比, 输送速度提高势必会造成阻力增大,因受罗茨风机压力所限,稀相气力输送技术的输送距离一般不会超过 200 m ,而密相气力输送技术的输送距离可达几千米。


3.5 对环境影响比较

稀相气力输送大都采用罗茨风机, 其噪声污染一直是较难解决的问题, 通常罗茨风机的噪声超过90db(A) ,倘若要降低几个分贝的噪声,就得以牺牲宝贵的压力为代价来增添进口和出口消声器。 即使增加了消声器和隔音罩, 罗茨风机噪声也很难达到环保要求。密相气力输送采用空压机,压缩空气可以长距离输送, 空压机可以集中布置,采用压缩空气站。 通过对压缩机房进行消声与隔音等降噪处理,均能达到《工业企业噪声

卫生标准》。启动运行 1 h ,整体空车启动运行 2 h, 用麦麸整体试车 2 h 。 每试一次都要检查设备各部位的紧固和传动带的松紧情况,并做好清理工作,然后进麦试车,调试。 ② 电机启动,电工必须做到未试车前将接触器下面去电机的导线断开,反复试验启动,停止,防止个别触点和弹簧不灵敏。 ③ 按规定电流选配好熔断丝和热断电器的定位,保证电器正常,安全用电。 做好以上的准备工作,调试、生产就可以顺利进行。


2 认真操作,保证流量平衡

根据粉路长短,选择适合本厂的操作方法。目前有三种粉路及操作方法:前路均衡出粉法、中路出粉法和前路 Ⅰ 皮大量出粉法。 实践证明,研磨道数 10~12 道的粉路,采用前路均衡出粉法;研磨道数 12 道以上的粉路采用中路出粉法; 研磨道数 8 道以下采用 Ⅰ 皮大量出粉法。 目前中小型面粉厂多数为 10~12 道,宜选用前路均衡出粉法。 具体是掌握好 Ⅰ~Ⅱ皮、 Ⅰ~Ⅱ 心出粉并重, Ⅰ 皮取粉率控制在 8%~13% ,剥刮率控制在 40% 以内,只要控制了 Ⅰ 皮的取粉率和剥刮率,整个粉路就能有效地取得平衡,物料就会分配均匀。


3 掌握好润麦时间

就润麦时间而言,总的原则是冬季长、夏季短。一般为 16~24 h 。 加工红硬麦,应延长到 20~30 h 为宜。 净麦水分过大过小都将影响 Ⅰ 皮的剥刮率和取粉率,还将影响 Ⅰ 皮研磨麦渣、麦心、粉之间的比例。因此, 跟班化验员必须按规定每班两次净麦水分检验,上班后 30 min 一次,中途 4 h 一次,及时公布净麦水分数据,让磨工心中有数,搞好操作。 研磨道数10~12 道的,净麦水分以 14.5%~15% 为佳。


4 选择确定磨辊表面技术特性

选择配备磨辊表面技术特性要根据本厂研磨道数,加工小麦的品质,产品质量的标准来确定本厂的最佳磨辊技术特性。 研磨道数 10~12 道的粉路, Ⅰ皮辊齿数 10~12 牙 /(25.4 mm) ,磨齿角度 35°/36°(40°/60°) ,斜度 1.8~1.9, 磨齿排列:硬质麦 D — D, 软质麦F — F, 速比 2.5∶1 。


5 保证风网封固完好

新建、改造、大修后,风网易出现漏风、掉料、阻塞和吸风粉过多,有如下原因: ① 风管密封欠佳 多数风网管道是手工制作,接缝处靠扣筋,未加焊锡封缝,密封差,有的管道上观察窗连接法兰漏风,有的卸料器与法兰连接处漏风, 有的是管道和闭风器连接处漏风。解决的方法是更新、增加管道法兰连接处的密封垫,加强紧固,管道扣筋处用焊锡封缝,确保不漏风。 ② 汇集管积料,汇集管尾部积存粉状物料,严重时影响提升管进口处的风量,使之掉料、阻塞。解决的方法是在汇集管尾部增装蝶阀,用蝶阀调风,消除存积粉。


6 检查筛配置与操作

检查筛筛网配备过密,筛上物料多,造成回笼粉过多, 检查筛网的配 备 应 是 特 二 粉 为 CB30 号( 7XX ), 后两层筛网为 CB36 号 ( 9XX ), 后层筛为CIM2 号( 10XX )。检查筛每仓进料要平衡, 过多造成筛不清、串粉、回笼多;过少造成筛枯,影响粉色。改进的方法是在进入检查筛的粉绞龙和管道上安装活动倒板、插板、分流器,调节流量使之平衡。


参考文献:

[1] 梁公伦 . 面粉厂的生产技术管理 [J]. 粮食加工, 2008 ( 5 ): 17-18.

[2] 张庆霞 . 磨工如何操作好磨粉机 [J]. 粮食加工, 2007 ( 6 ): 69-70.


4 结语

在面粉粉体输送上, 与稀相正压输送工艺相比较,密相气力输送工艺具有投资省、能耗低、输送洁净、输送距离长、噪声低等优势,因此在面粉车间向食品加工厂车间远距离输送中具有优势, 相信会在面粉行业普遍应用。


参考文献:

[1] 杨伦,谢一华 . 气力输送工程 [M]. 北京:机械工业出版社,2006 , 1.

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[3] 周乃如,朱风德 . 气力输送原理与设计计算 [M]. 郑州:河南科学技术出版社, 1981.

[4] 杨伦 , 谢淑娴 . 粉体工程实验手册 [M]. 北京:中国建筑工业出版社 ,1987.

[5] 中国机械工程学会物料搬运分会,管道物料输送专业委员会 . 密相气力输送技术讲学会资料 [C]. 北京, 1996.

[6] 陈志希 . 粉粒体气力输送设计手册 [K]. 西安: 全国化工化学工程设计技术中心站,全国化工粉体工程设计技术中心站, 2001.

2017年03月28日

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气力输送系统的研究现状及发展趋势

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密相气力输送工艺在面粉厂远距离 压运输送上的应用优势

通过比较两种气力输送方式的工作原理和工艺:密相气力输送比传统稀相气力输送有许多优势,投资省、能耗低、输送安静、距离长,噪声低,耐温升少,预计会在面粉行业得到普遍应用。

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