我國低溫批循環(huán)式谷物干燥機的技術分析及發(fā)展建議

Technical Analysis and Development Suggestion of Low Temperature Batch Circulating Grain Dryer in China

◎陳 蓮1，李小化2（1.河南應用技術職業(yè)學院，河南 鄭州 450042；2.中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450052）

Chen Lian1， Li Xiaohua2（1.Henan Vocational College of Applied Technology， Zhengzhou 450042， China；2.COFCO Engineering & Technology （Zhengzhou） Co. Ltd.， Zhengzhou 450053， China）

我國低溫批循環(huán)式谷物干燥機的技術分析及發(fā)展建議

Technical Analysis and Development Suggestion of Low Temperature Batch Circulating Grain Dryer in China

◎陳 蓮1，李小化2
（1.河南應用技術職業(yè)學院，河南 鄭州 450042；
2.中糧工程科技（鄭州）有限公司，河南 鄭州 450052）

Chen Lian1， Li Xiaohua2
（1.Henan Vocational College of Applied Technology， Zhengzhou 450042， China；
2.COFCO Engineering & Technology （Zhengzhou） Co. Ltd.， Zhengzhou 450053， China）

通過對低溫循環(huán)式谷物干燥機的結構和工作過程進行研究，深入分析這種干燥機存在的缺陷和弊端。根據(jù)與逆流谷物干燥機的對比分析，提出具體的技術提升措施以及我國谷物干燥機的發(fā)展建議。

低溫循環(huán)；谷物干燥機；糧食干燥技術

我國是世界上最大的糧食生產(chǎn)國和消費國，年總產(chǎn)糧食約5億t。據(jù)統(tǒng)計，我國糧食收獲后在脫粒、晾曬、貯存、運輸、加工和消費等過程中的損失高達18%左右，遠遠超過了聯(lián)合國糧農(nóng)組織規(guī)定的5%的標準。在這些損失中，每年因氣候原因，谷物來不及曬干或未達到安全水分造成霉變、發(fā)芽等損失的糧食高達5%，若按年產(chǎn)5億t糧食計算，相當于2 500萬t糧食，若每人每天食用500 g糧食，可供6.8萬人食用一年。這一數(shù)字是驚人的，把收到手的谷物損失降低到最低點，從這一意義上說，谷物干燥的機械化是谷物豐產(chǎn)、豐收的最后一道保障。

糧食干燥機械化技術是以機械為主要手段，采用相應的工藝和技術措施，人為地控制溫度、濕度等因素，在不損害糧食品質(zhì)的前提下，降低糧食中的含水量，使其達到國家安全貯存標準的干燥技術。其除了能有效地防止連綿陰雨等災害性天氣所造成的損失外，還具有明顯的優(yōu)勢：一是減輕勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率，為實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化、生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)化和集約化提供有效手段；二是提高了糧食品質(zhì)，耐貯性和加工性；三是可以防止自然干燥對糧食造成的污染，以及杜絕農(nóng)民占用公路晾曬造成的交通傷亡事故。糧食干燥機械化技術改變了長期以來糧食干燥單純依靠自然陽光在曬場上翻曬的傳統(tǒng)方法，為全面實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機械化、現(xiàn)代化又邁進了一步。

隨著農(nóng)業(yè)機械化的推進，我國國內(nèi)干燥機保有量以年均50%左右的增幅快速攀升，這其中不乏各種形式的干燥機械在國內(nèi)發(fā)展壯大。其中，低溫循環(huán)式谷物干燥機是發(fā)展最快的一種機型，也是水稻產(chǎn)區(qū)最常見的機型。

1　低溫循環(huán)式谷物干燥機的技術分析

國內(nèi)低溫循環(huán)式谷物干燥機以“三久”“金子”“山本”“太陽”等品牌為代表。1996年起，臺灣獨資企業(yè)上海三久機械有限公司生產(chǎn)的循環(huán)式低溫干燥機、日本獨資金子農(nóng)機（無錫）有限公司經(jīng)銷的種子專用干燥機和通用型干燥機等也進入我國市場，并帶動了南方水稻產(chǎn)區(qū)干燥機械化技術發(fā)展。這些品牌的干燥機均為舶來品，雖然這些干燥機在水分控制、電控等方面的確相對穩(wěn)定，但這些洋品牌的批循環(huán)干燥機的原理實際上就是一種類似我國20世紀八九十年代時期建設的圓形橫流干燥機的小型化產(chǎn)品，只是塔體外形由圓筒變?yōu)榉叫巍?/p>

這種小型低溫循環(huán)式谷物干燥機的結構由供熱裝置、糧溫自動控制裝置和主機三大部分組成。主機部分結構主要包括儲糧箱、干燥箱、定時排糧機構、底部出糧攪龍、提升機、頂部入糧攪龍、引風機和傳動機構等。低溫循環(huán)式谷物干燥機的工作過程（見圖1）。

圖1　循環(huán)式干燥機干燥工藝流程圖

糧食裝入料斗，經(jīng)提升機送至干燥機頂部，經(jīng)頂部入糧攪龍裝糧，直至裝滿整個干燥機。干燥過程中，隨著排糧機構的排糧，干燥機內(nèi)的谷物緩慢向下流動，流經(jīng)干燥箱，在干燥箱內(nèi)進行干燥后經(jīng)由排糧進入底部出糧攪龍，由底部出糧攪龍輸送至提升機料斗，再由提升機向上輸送入頂部入糧攪龍，通過頂部入糧攪龍橫向輸送并均勻撒入干燥機料倉，經(jīng)過一次干燥后的谷物在儲糧箱貯留并緩蘇一段時間后，再次進入干燥箱，再次受熱干燥，如此反復循環(huán)直至達到設定的水分值。這類干燥機的容量1～10 t/批。為了獲得較大處理量，還可將數(shù)臺以至數(shù)十臺干燥機并列配置，組成大規(guī)模谷物干燥中心。干燥機的控制系統(tǒng)根據(jù)設定溫度自動調(diào)節(jié)供熱裝置的燃燒器的開閉。最新的干燥機采用電腦自動控制系統(tǒng)自動控制干燥速度，自動測定谷物水分，達到設定的水分時系統(tǒng)自動排出干糧并停機。

由于這種小型干燥機與圓形橫流干燥機有著共同的缺陷—能耗高，干燥不均勻等特點，于是這種干燥機運用了2種變通的方式，即：①降低熱風溫度，使用低溫進行干燥，避免高溫產(chǎn)生焦煳粒；②使用多次循環(huán)改善烘干水分均勻性問題。

雖然使用上述兩種變通方式改變了前述兩個弊端，但又形成另外4個問題，即：①處理量小，單次干燥時間短，需要分批進行干燥，不能連續(xù)進行干燥；②降水幅度小，只能干燥低水分糧，需要多次循環(huán)才能把高水分糧的水分降下來；③破碎率高，因為需要多次循環(huán)，提升機和螺旋攪龍的多次沖擊破碎進行了累加，總破碎率大幅增加；④熱效率低，因為這種批循環(huán)干燥機的熱風只有一次干燥機會，剩余的熱量直接排空，無形中浪費了大量的熱量，導致燃料成本高。

通過以上分析不難看出，這種批循環(huán)干燥機干燥原理導致了其具有以下缺陷：①這種干燥機干燥工藝不優(yōu)；②干燥溫度不能高；③干燥速率??；④緩蘇時間長，超出了正常緩蘇需要的時間，造成時 間的浪費；⑤碎米率升高；⑥熱量利用率低，沒有余熱回收，能耗高。

以上海三久NEWPRO系列批循環(huán)干燥機為例進行說明。NEWPRO批循環(huán)干燥機熱風溫度40～60 ℃，干燥時間6～11 min，緩蘇時間60 min左右，每次降水幅度0.6%～1.5%，總降水幅度3.0%，循環(huán)次數(shù)4～5次。

2　稻谷干燥的技術要求

由于稻谷自身生物學特性決定了稻谷是較難干燥的谷物，干燥技術提升必須以稻谷的干燥特性為依據(jù)進行設計，實際生產(chǎn)中不僅要求稻谷干燥機生產(chǎn)率高，烘后稻谷爆腰率低，還要保證稻米品質(zhì)。因此，要探索稻谷干燥的新工藝，既要去除水分，又要保持其營養(yǎng)成分和口味，試驗表明含水率在24.0%以上的稻谷放置10 h后再干燥，其口味開始下降；另外，稻谷應干燥到水分含量14.0%以下才可進行安全貯存。因此，需要對現(xiàn)有工藝及工藝參數(shù)進行優(yōu)化組合，對現(xiàn)有機型的原理進行優(yōu)化設計，促進新型干燥機的結構和參數(shù)的改進和提升，并借助計算機三維設計和模擬技術改進稻谷干燥機械。

3　谷物干燥技術提升措施

3.1發(fā)展中小型順逆流谷物干燥機

目前我國的大型順逆流糧食干燥技術已達世界領先水平，應借鑒大型干燥機的技術，把順逆流干燥原理設計到中小型干燥機中。順、逆流連續(xù)式谷物干燥機與臺灣、日本的批循環(huán)干燥機對比結果見表1。

表1　順、逆流連續(xù)式谷物干燥機與臺灣、日本的批循環(huán)干燥機對比結果表

3.2優(yōu)化現(xiàn)有批循環(huán)干燥機的工藝結構

優(yōu)化現(xiàn)有批循環(huán)干燥機的工藝結構，提升現(xiàn)有批循環(huán)干燥機的技術水平。增加干燥時間，減少循環(huán)次數(shù)，即減少提升機的提升次數(shù)，從而降低破碎率。

4　我國谷物干燥機的發(fā)展建議

4.1不能片面強調(diào)低溫干燥

低溫干燥，谷物品質(zhì)能保持良好狀態(tài)，發(fā)芽率不受影響暴腰、破損率很小，是理想的干燥方式。但是生產(chǎn)率低，直接影響經(jīng)濟效益。為此，發(fā)展適合現(xiàn)在農(nóng)村使用的干燥機，溫度控制范圍加大，農(nóng)戶可以根據(jù)需要來選擇溫度進行干燥。

4.2重點發(fā)展中小型干燥機械

機型大小是由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件決定的。農(nóng)戶種植規(guī)模小，就不會獨戶或聯(lián)戶購置干燥機。經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)逐步形成的種糧大戶目前以建立烘干中心為模式。為此，發(fā)展中小型干燥機械，由村鎮(zhèn)農(nóng)機服務組織根據(jù)烘干量多少選擇購買何種干燥機械并進行烘干經(jīng)營，面向廣大沒有購買干燥機的農(nóng)戶提供有償烘干服務。

4.3開發(fā)多種國產(chǎn)機型和多種能源干燥機

進口機由于價格高、生產(chǎn)率低，很難有使用經(jīng)濟效益。因此，開發(fā)好適合我國國情的中小型谷物干燥機和多種熱源的機型，綜合考慮使用經(jīng)營模式及跨區(qū)流動作業(yè)的發(fā)展方向，使其結構簡單，價格低廉，熱效率高，生產(chǎn)率高的谷物干燥機具有很好的推廣應用前景。

5　結語

要依據(jù)上述對比分析，吸取外來產(chǎn)品的優(yōu)點，克服其弱點，自主研發(fā)適合我國國情的實用的中小型高效環(huán)保保質(zhì)干燥機。與“三久”“金子”“山本”“臺灣三升太陽牌”和“辰宇機械”等循環(huán)干燥機相比，目前我國制造工藝已有很大的提高，可以研制出工藝比其更優(yōu)化，性能比其好，功能比其全，烘出的谷物質(zhì)量比其好，破碎率比其低，比其更節(jié)能的國產(chǎn)干燥機，以提高我國的谷物烘干技術水平，為我國廣大農(nóng)民朋友、土地流轉種植大戶、農(nóng)業(yè)合作社等提供質(zhì)優(yōu)價廉性能先進的谷物干燥機械，以完善我國農(nóng)業(yè)機械化的最后一公里。

另外，要大力推廣我國的谷物干燥機械化，宣傳其優(yōu)勢，盡量減少制約因素的影響，并不斷完善投入機制。吸收各種社會資金，建立以國家投入為導向，農(nóng)村集體和農(nóng)民投入為主體的多元化、多渠道和多層次的投入機制，走社會化、產(chǎn)業(yè)化和服務化的道路，這樣谷物干燥機械化才能有較為廣闊的發(fā)展前景。

This article studied working process and structure of low temperature recirculating grain dryer， analyzed the defects and shortcomings about this grain dryer. According to the comparison with the parallel&counter-flow grain dryer， the author putted forward the specific measures to improve technology and development suggestions for China's grain dryer.

Low temperature cycle； Grain dryer； Grain drying technology

S226.6

10.16736/j.cnki.cn41-1434/ts.2016.06.006

陳蓮（1971-），女，碩士研究生，講師，主要研究方向為化學工程與應用技術；李小化（1972-），男，本科，高級工程師，主要研究方向為糧食儲運與干燥。