本發(fā)明涉及烘干領(lǐng)域，具體涉及一種適用于固態(tài)發(fā)酵飼料原料的低溫烘干方法，更具體涉及一種保留飼料原料生物活性的工業(yè)化低溫烘干方法。

背景技術(shù)：

固態(tài)發(fā)酵飼料富含生物活性物質(zhì)，發(fā)酵后的飼料原料在烘干時(shí)為了保留其生物活性，通常要求采用低溫烘干方式，以生物活性物質(zhì)60℃時(shí)變性失活為限，要求烘干時(shí)物料溫度不超過(guò)60℃。常規(guī)烘干設(shè)備顯著特點(diǎn)是在整個(gè)烘干空間內(nèi)只有單一溫度的熱風(fēng)，即物料在其烘干停留時(shí)間區(qū)間段各點(diǎn)所受的風(fēng)溫相同，其弊端在于熱敏性或有生物活性要求的物料在出料端含水率較低的情況下仍受高溫?zé)犸L(fēng)作用而極易被破壞。常規(guī)的烘干設(shè)備很難保證發(fā)酵原料工業(yè)化烘干時(shí)料溫低于60℃的要求，也有通過(guò)負(fù)壓操作降低水的沸點(diǎn)以達(dá)到低溫烘干的目的，但烘干產(chǎn)能低、能耗高、產(chǎn)品品質(zhì)不穩(wěn)定難以工業(yè)化低溫烘干。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述不足的缺陷，本發(fā)明提供了一種適用于固態(tài)發(fā)酵飼料原料的低溫烘干方法，本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)物料沿著其烘干曲線(xiàn)脫水升溫，確保了烘干過(guò)程中物料溫度不超過(guò)60℃，較好地保留了烘干物料中的熱敏性生物活性物質(zhì)(有益菌、各種酶等)，該方法既適于有活性要求的飼料原料工業(yè)化批次烘干，也適于工業(yè)化連續(xù)烘干，能耗低、產(chǎn)量高。

本發(fā)明提供了一種適用于固態(tài)發(fā)酵飼料原料的低溫烘干方法，包括以下步驟：

按照烘干過(guò)程原料含水率的變化情況進(jìn)行烘干分區(qū)；

基于上述含水率的烘干分區(qū)得到相應(yīng)烘干階段的溫度分區(qū)；

基于上述溫度分區(qū)得到相應(yīng)含水率區(qū)間對(duì)應(yīng)的烘干時(shí)間段；

基于上述的烘干時(shí)間段、溫度分區(qū)和烘干分區(qū)進(jìn)行進(jìn)風(fēng)溫度分區(qū)；

基于上述的烘干時(shí)間段、溫度分區(qū)、烘干分區(qū)和進(jìn)風(fēng)溫度分區(qū)對(duì)固態(tài)發(fā)酵飼料原料進(jìn)行烘干。

上述的方法，其中，所述按照烘干過(guò)程原料含水率的變化情況進(jìn)行烘干分區(qū)的步驟中，根據(jù)初始含水率x1，以及烘干結(jié)束的含水率x2，得到按照烘干過(guò)程原料含水率的變化情況的分區(qū)，即x1——xc、xc——xp、xp——x2，其中x1、xc、xc——xp、xp、x2均為含水率。

上述的方法，其中，所述基于上述含水率的烘干分區(qū)得到相應(yīng)烘干階段的溫度分區(qū)的步驟中，若含水率在x1——xc區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料初始物性參數(shù)、熱空氣物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率在x1——xc區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為t1c，實(shí)際進(jìn)風(fēng)溫度區(qū)間t1c±10℃。

上述的方法，其中，若含水率在xc——xp區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料在本區(qū)間邊界物性參數(shù)、熱空氣邊界物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率xc——xp區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為tcp，實(shí)際熱風(fēng)溫度區(qū)間tcp±10℃。

上述的方法，其中，若含水率在xp——x2區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料在本區(qū)間邊界物性參數(shù)、熱空氣邊界物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率xp——x2區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為tp2，實(shí)際熱風(fēng)溫度區(qū)間tp2±5℃。

上述的方法，其中，所述基于上述溫度分區(qū)得到相應(yīng)含水率區(qū)間對(duì)應(yīng)的烘干時(shí)間段的步驟中，若初始含水率x1到臨界含水率xc烘干時(shí)間時(shí)間為τc，總烘干時(shí)間為τ2，則初始含水率到臨界含水率烘干時(shí)間段相對(duì)于總烘干時(shí)間的比例為τc/τ2。

上述的方法，其中，所述基于上述的烘干時(shí)間段、溫度分區(qū)和烘干分區(qū)進(jìn)行進(jìn)風(fēng)溫度分區(qū)的步驟中，若含水率在x1——xc區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料初始物性參數(shù)、熱空氣物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率x1——xc區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為t1c；含水率在xc——xp區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料在本區(qū)間邊界物性參數(shù)、熱空氣邊界物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率xc——xp區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為tcp；含水率xp——x2：依據(jù)原料投料量、原料在本區(qū)間邊界物性參數(shù)、熱空氣邊界物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率xp——x2區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為tp2，則進(jìn)風(fēng)溫度分區(qū)由t1c、tcp、tp2從高到低進(jìn)行分區(qū)。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、可以實(shí)現(xiàn)物料沿著其烘干曲線(xiàn)脫水升溫，確保了烘干過(guò)程中物料溫度不超過(guò)60℃，較好地保留了烘干物料中的熱敏性生物活性物質(zhì)(有益菌、各種酶等)，該方法既適于有活性要求的飼料原料工業(yè)化批次烘干，也適于工業(yè)化連續(xù)烘干，能耗低、產(chǎn)量高。

具體實(shí)施方式

在下文的描述中，給出了大量具體的細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本發(fā)明更為徹底的理解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言顯而易見(jiàn)的是，本發(fā)明可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在其他的例子中，為了避免與本發(fā)明發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行描述。

為了徹底理解本發(fā)明，將在下列的描述中提出詳細(xì)的步驟以及詳細(xì)的結(jié)構(gòu)，以便闡釋本發(fā)明的技術(shù)方案。本發(fā)明的較佳實(shí)施例詳細(xì)描述如下，然而除了這些詳細(xì)描述外，本發(fā)明還可以具有其他實(shí)施方式。

本發(fā)明提供的一種適用于固態(tài)發(fā)酵飼料原料的低溫烘干方法，包括以下步驟：

步驟(1)按照烘干過(guò)程原料含水率的變化情況進(jìn)行烘干分區(qū)，其中包括，根據(jù)初始含水率x1，以及烘干結(jié)束的含水率x2，得到按照烘干過(guò)程原料含水率的變化情況的分區(qū)，即x1——xc、xc——xp、xp——x2，其中x1、xc、xc——xp、xp、x2均為含水率，該方法是先用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出恒定干燥條件下固態(tài)生物發(fā)酵飼料原料的烘干曲線(xiàn)圖，獲得該飼料原料物料表面溫度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖，由原料烘干時(shí)含水率對(duì)時(shí)間、原料表面溫度對(duì)時(shí)間的曲線(xiàn)圖可知，原料烘干過(guò)程中的含水率高于其臨界含水率時(shí)，原料失去表面的結(jié)合水，原料表面溫度趨近其烘干氣氛的濕球溫度tw，不會(huì)隨烘干熱風(fēng)溫度的升高而升高；原料含水率低于臨界含水率后，原料開(kāi)始失去非結(jié)合水，原料表面溫度開(kāi)始上升，原料含水率趨近成品含水率，原料表面溫度升至60℃前仍可以通入經(jīng)計(jì)算的高溫?zé)犸L(fēng)以降低原料含水率；原料表面溫度逼近60℃時(shí)則通入的熱風(fēng)以降低原料表面溫度為主，依此原理，對(duì)飼料原料的烘干過(guò)程進(jìn)行分區(qū)，具體方法是：先用實(shí)驗(yàn)方法測(cè)出恒定干燥條件下固態(tài)生物發(fā)酵飼料原料的烘干曲線(xiàn)圖，獲得飼料成品含水率x2對(duì)應(yīng)的時(shí)間τ2、獲得臨界含水率xc及對(duì)應(yīng)的時(shí)間τc、物料表面溫度達(dá)60℃時(shí)對(duì)應(yīng)的含水率xp及時(shí)間τp；再按照烘干過(guò)程原料含水率變化情況將烘干過(guò)程按(其中初始含水率x1)x1——xc、xc——xp、xp——x2進(jìn)行分區(qū)。

步驟(2)基于上述含水率的烘干分區(qū)得到相應(yīng)烘干階段的溫度分區(qū)，具體包括:若含水率在x1——xc區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料初始物性參數(shù)、熱空氣物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率在x1——xc區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為t1c，實(shí)際進(jìn)風(fēng)溫度區(qū)間t1c±10℃，若含水率在xc——xp區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料在本區(qū)間邊界物性參數(shù)、熱空氣邊界物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率xc——xp區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為tcp，實(shí)際熱風(fēng)溫度區(qū)間tcp±10℃，若含水率在xp——x2區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料在本區(qū)間邊界物性參數(shù)、熱空氣邊界物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率xp——x2區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為tp2，實(shí)際熱風(fēng)溫度區(qū)間tp2±5℃；

步驟(3)基于上述溫度分區(qū)得到相應(yīng)含水率區(qū)間對(duì)應(yīng)的烘干時(shí)間段，若初始含水率x1到臨界含水率xc烘干時(shí)間時(shí)間為τc，總烘干時(shí)間為τ2，則初始含水率到臨界含水率烘干時(shí)間段相對(duì)于總烘干時(shí)間的比例為τc/τ2；

步驟(4)基于上述的烘干時(shí)間段、溫度分區(qū)和烘干分區(qū)進(jìn)行進(jìn)風(fēng)溫度分區(qū)，具體包括，若含水率在x1——xc區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料初始物性參數(shù)、熱空氣物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率x1——xc區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為t1c；含水率在xc——xp區(qū)間：依據(jù)原料投料量、原料在本區(qū)間邊界物性參數(shù)、熱空氣邊界物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率xc——xp區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為tcp；含水率xp——x2：依據(jù)原料投料量、原料在本區(qū)間邊界物性參數(shù)、熱空氣邊界物性參數(shù)進(jìn)行物料及能量衡算，確定含水率xp——x2區(qū)間，平均進(jìn)風(fēng)溫度為tp2，則進(jìn)風(fēng)溫度分區(qū)由t1c、tcp、tp2從高到低進(jìn)行分區(qū)，基于上述的烘干時(shí)間段、溫度分區(qū)、烘干分區(qū)和進(jìn)風(fēng)溫度分區(qū)對(duì)固態(tài)發(fā)酵飼料原料進(jìn)行烘干。

本發(fā)明一優(yōu)選的實(shí)施例中，含水率xp——x2區(qū)間中，按實(shí)際需要還可以細(xì)分多個(gè)溫度分區(qū)，使飼料烘干成品溫度滿(mǎn)足安全儲(chǔ)存要求，若連續(xù)烘干時(shí)，按各含水率區(qū)間對(duì)應(yīng)的烘干時(shí)間段相對(duì)于總烘干時(shí)間的所占比例，按此比例對(duì)烘干器床板長(zhǎng)度方向(即停留時(shí)間)進(jìn)行進(jìn)風(fēng)溫度分區(qū)。例如，初始含水率到臨界含水率(x1——xc)烘干時(shí)間段相對(duì)于總烘干時(shí)間的比例為τc/τ2，某烘干器床板長(zhǎng)度為l，則自烘干器進(jìn)料端開(kāi)始，長(zhǎng)度為l·τc/τ2為其中的一段烘干熱風(fēng)分區(qū)。

以下舉出本發(fā)明的一具體的應(yīng)用實(shí)施例來(lái)進(jìn)一步闡述本發(fā)明。

以醬香型白酒糟制備發(fā)酵飼料為例，原料接種后，發(fā)酵菌種經(jīng)有氧增殖，厭氧代謝，自溶三階段工藝處理后，作為飼料原料，為保留原料中的各種消化酶及有益菌的生物活性，需對(duì)其進(jìn)行低溫烘干。

按照上文所述方法，現(xiàn)將有關(guān)白酒糟原料烘干的要求、設(shè)施、參數(shù)說(shuō)明如下：

物料：處理量8噸/小時(shí)、含水率50％。

環(huán)境：海拔1200米，相對(duì)濕度75％，環(huán)境平均溫度20℃。

烘干設(shè)備：連續(xù)式沸騰流化床。

烘干方法：已知原料的初始含水率為x1(50％)，烘干后飼料成品的含水率x2(12％)，通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲得白酒糟烘干階段，xc(25％)，xp(15％)，將烘干階段分為5個(gè)溫度區(qū)，具體見(jiàn)表1。

表1白酒糟制發(fā)酵飼料低溫烘干分區(qū)及各區(qū)段溫度

經(jīng)過(guò)本發(fā)明的方法進(jìn)行烘干的物料：起始：含水率50％，有益菌的含量6-7億cfu/g，烘干結(jié)束之后：成品含水率12％，有益菌的含量＞3億cfu/g，較好地保留了烘干物料中的熱敏性生物活性物質(zhì)(有益菌、各種酶等)。

以上對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，其中未盡詳細(xì)描述的設(shè)備和結(jié)構(gòu)應(yīng)該理解為用本領(lǐng)域中的普通方式予以實(shí)施；任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍情況下，都可利用上述揭示的方法和技術(shù)內(nèi)容對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案做出許多可能的變動(dòng)和修飾，或修改為等同變化的等效實(shí)施例，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。因此，凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所做的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化及修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案保護(hù)的范圍內(nèi)。