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一、谷物烘干機(jī)械化發(fā)展概況
    隨著世界各國農(nóng)業(yè)機(jī)械化的推進(jìn)，糧食機(jī)械化收獲的普及，糧食機(jī)械干燥技術(shù)相應(yīng)地發(fā)展起來。現(xiàn)就谷物干燥技術(shù)的發(fā)展過程及目前應(yīng)用較多的干燥設(shè)備的基本類型作一簡要概述。
    1．通風(fēng)干燥（貯存）倉
    通風(fēng)干燥倉的干燥方法是一種低溫糧食干燥，利用干燥貯存?zhèn)}通風(fēng)和補(bǔ)充熱力干燥谷物，該技術(shù)早在20世紀(jì)20、30年代就發(fā)展起來了，由于能耗少、干燥成本低，目前仍被大量使用。它是通過鼓風(fēng)機(jī)將干燥的自然空氣（或熱空氣）鼓入帶孔底板下面的氣室，并迫使空氣以0.007～0.l0m/s的表觀速度穿過和糧食，廢氣從倉頂逸出使糧食干燥，干燥后就倉貯存。整倉糧食干燥一般需要10一15天，一般采用分層多次裝入潮糧的辦法。
    為了解決倉內(nèi)頂層糧食水分高，在于燥期內(nèi)易發(fā)生變質(zhì)及干燥倉底層糧食干燥過度的問題，后又對(duì)采用換向氣流（即干燥氣流先在倉內(nèi)由下向上吹，經(jīng)一定干燥時(shí)間后，改為由上向下通風(fēng)）的干燥方式進(jìn)行了試驗(yàn)研究。美國曾生產(chǎn)過一種設(shè)有二層通氣板的干燥倉，在低于干燥倉頂約1m處，設(shè)有一層圓錐形的通氣板，其上裝濕糧，濕糧被加熱干燥后，手動(dòng)打開通氣板上的數(shù)十個(gè)落糧板，糧食就落到帶通氣孔的底板土，進(jìn)行通氣冷卻。在冷卻過程中，由倉頂裝入另一批濕糧進(jìn)行干燥處理，冷卻廢氣可匯同由燃爐和熱風(fēng)機(jī)送出的熱介質(zhì)一道對(duì)頂層濕糧進(jìn)行干燥，可大大縮短干燥時(shí)間。
    2．谷物平床干燥機(jī)
    平床干燥機(jī)是一種分批熱風(fēng)加熱淺層糧食的最簡單的谷物干燥機(jī)，利用油爐將空氣升溫到35～45℃后，由鼓風(fēng)機(jī)鼓人孔板下面的氣室，并迫使空氣向上穿過孔板和糧食，使糧食干燥。糧層厚度一般為0.3～0.45m，每批糧食干燥需時(shí)約8~15h。主要缺點(diǎn)是干燥不均勻，上下糧層的干燥水份差異大，下層糧食往往因過度干燥而影響了糧食的品質(zhì)（如干燥后稻谷的爆腰率增加）。優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備價(jià)格低廉，還能干燥其它農(nóng)產(chǎn)品。
    3．低溫循環(huán)式谷物干燥機(jī)
    低溫循環(huán)式谷物干燥機(jī)是水稻產(chǎn)區(qū)最常見的機(jī)型，由供熱裝置、糧食自動(dòng)控制裝置和主機(jī)三大部分組成。干燥段是根據(jù)薄層干燥原理設(shè)計(jì)的，較低溫度（一般為40一50℃）的熱空氣以高風(fēng)速、大風(fēng)量強(qiáng)行通過薄層谷物，空氣流動(dòng)方向與谷物流動(dòng)方向相互垂直，熱空氣與谷物充分接觸，實(shí)現(xiàn)干燥谷物的目的。經(jīng)過干燥段的谷物由下部間隙排糧裝置排出，再經(jīng)輸送、提升與均分等裝置，被帶到烘干機(jī)上部的緩蘇段，谷物由緩蘇段再逐步進(jìn)入干燥段。被干燥的糧食反復(fù)在倉內(nèi)進(jìn)行干燥與緩蘇，所有的谷物基本上都能得到同樣的干燥條件，故干燥均勻，干燥后糧食品質(zhì)好。循環(huán)式干燥機(jī)在日本被廣泛使用，新的機(jī)型采用了電腦自動(dòng)控制系統(tǒng)：自動(dòng)控制干燥速度，自動(dòng)測定谷物水分，達(dá)到設(shè)定的水分時(shí)自動(dòng)停機(jī)排糧。
    4．連續(xù)式谷物干燥機(jī)
    連續(xù)式谷物干燥機(jī)由于連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)，所以生產(chǎn)能力大，根據(jù)谷物與干燥介質(zhì)相對(duì)運(yùn)動(dòng)方向的不同，烘干機(jī)可分為橫流、混流、順流、逆流及順逆流、混逆流、順混流等多種機(jī)型。主要干燥原理有：橫流式、逆流式、順流式和混流式干燥四類。
    (1)橫流式谷物干燥機(jī)
    橫流式干燥機(jī)可分為橫流循環(huán)式干燥機(jī)和橫流一緩蘇干燥機(jī)兩種。橫流循環(huán)式干燥機(jī)一般為中小型干燥機(jī)。如日本SDA型橫流循環(huán)式稻谷干燥機(jī)干燥和緩蘇在同一機(jī)體內(nèi)進(jìn)行，采用低溫大風(fēng)量、薄層多風(fēng)道、干燥加緩蘇的干燥工藝。廣東南海和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)研制生產(chǎn)的小型橫流循環(huán)稻谷干燥機(jī)工藝流程為：干燥一緩蘇一干燥一緩蘇。美國生產(chǎn)的移動(dòng)式循環(huán)稻谷干燥機(jī)屬于圓筒形內(nèi)循環(huán)橫流干燥機(jī)，臺(tái)灣三久和日本金子公司生產(chǎn)的低溫稻谷干燥機(jī)屬橫流循環(huán)式干燥機(jī)，上部為緩蘇段下部為橫流干燥段，干燥過程多次循環(huán)。
    橫流——緩蘇型干燥機(jī)一般為大型干燥機(jī)，是國外大型連續(xù)式糧食干燥機(jī)的一種主要型式，也是我國最先引進(jìn)的一種機(jī)型，為了節(jié)省燃料消耗，可增設(shè)廢氣回收裝置，可節(jié)約能量達(dá)1/3以上。
    (2)流化谷物干燥機(jī)
    流化谷物干燥機(jī)也屬于橫流式干燥機(jī)，而且是一種典型的高溫快速干燥機(jī)。干燥過程中熱風(fēng)風(fēng)量超過或達(dá)到谷物臨界懸浮速度，谷物一次通過干燥機(jī)的時(shí)間短、降水幅度小，干燥高水分稻谷時(shí)需反復(fù)循環(huán)幾次，但爆腰率增值超過國家3%的標(biāo)準(zhǔn)。如廣東省農(nóng)機(jī)所研制生產(chǎn)的流化斜槽式干燥機(jī)具有：體積小、成本低、降水快、干燥時(shí)間短的特點(diǎn)，可于雨季進(jìn)行搶救性干燥作業(yè)。
    (3)逆流谷物干燥機(jī)
    逆流式干燥機(jī)普遍采用低溫大風(fēng)量干燥方式，以分批或連續(xù)方式干燥谷物，入倉谷物達(dá)到要求厚度后開始干燥，一般的裝倉厚度為0.6m，干燥過程中，底部已干燥稻谷由卸糧裝置卸出，糧層緩慢向下流動(dòng)，熱風(fēng)溫度30一50℃。卸出的熱糧在另一個(gè)通風(fēng)倉內(nèi)進(jìn)行冷卻。
    逆流式干燥過程的特點(diǎn)是：離開干燥區(qū)的廢氣，有一定溫度且濕度接近飽和，以預(yù)熱新進(jìn)入的冷濕糧，這對(duì)糧食干燥而言是有利的，但易在冷糧上產(chǎn)生凝結(jié)水分現(xiàn)象。所以，逆流式干燥機(jī)較少單獨(dú)應(yīng)用于糧食干燥生產(chǎn)，一般只是作為糧食干燥的冷卻裝置。
    (4)順流式谷物干燥機(jī)
    順流干燥工藝，是熱介質(zhì)的流動(dòng)方向與谷物的運(yùn)動(dòng)方向相同，相對(duì)濕度低的高溫?zé)峤橘|(zhì)首先與高水分低溫的谷物接觸，可迅速汽化谷物表面水分，又不至于使谷物本身受熱溫度過高。穿過谷物層的熱介質(zhì)，其相對(duì)濕度較大，溫度較低時(shí)經(jīng)由排氣管離開谷物，使得經(jīng)過干燥過程的谷物最終溫度很低。與其它幾種干燥工藝相比，順流干燥時(shí)糧溫和風(fēng)溫相差最大，由于濕谷物處于高溫?zé)犸L(fēng)的時(shí)間極短和快速的水分蒸發(fā)，谷物糧溫比流至此點(diǎn)的熱風(fēng)溫度要低很多，不會(huì)導(dǎo)致高水分谷物的過熱現(xiàn)象。一般情況下風(fēng)溫高達(dá)120℃時(shí)糧溫仍可保持在42℃以下，對(duì)干燥后水稻品質(zhì)的影響最小。
    生產(chǎn)實(shí)踐證明，采用順流干燥具有以下優(yōu)點(diǎn)：(1)順流式干燥可采用較高的空氣流量和熱風(fēng)溫度，具有較高的熱能利用率；(2)單位熱耗低，能保證烘后糧食品質(zhì)；(3)三級(jí)順流以上的烘干機(jī)具有降大水份的優(yōu)勢，并能獲得較高的生產(chǎn)率；(4)連續(xù)烘干時(shí)一次降水幅度大，一般可達(dá)10%。15%；(5)最適合烘干大水份的糧食作物和種子。缺點(diǎn)是：(1)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，制造成本接近或略高于混流烘干機(jī)；(2)糧層厚度大，所需高壓風(fēng)機(jī)功率大，價(jià)格高。
    (5)混流式糧食干燥機(jī)
    混流式糧食干燥機(jī)可謂歷史攸久，也是近年來在我國糧食干燥行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種機(jī)型，該機(jī)不但可以烘干大粒作物如大豆、玉米，中等粒度作物如小麥、高粱以及小粒作物如油菜籽、蔬菜種子，還具有烘后糧食的品質(zhì)好，綜合干燥性能指標(biāo)好以及對(duì)糧食的含雜率要求較低等顯著特點(diǎn)。
    利用混流式干燥機(jī)烘干稻谷時(shí)，也可以采用較高的熱風(fēng)溫度，但為了確保烘干后的稻谷品質(zhì)，應(yīng)相應(yīng)地延長緩蘇時(shí)間。其干燥工藝為：干燥一緩蘇一干燥一緩蘇。
    (6)順逆流、混逆流和順混流烘干機(jī)
    順逆流、混逆流和順混流烘干機(jī)等屬于組合式烘干機(jī)，它們分別利用了各種烘干方式的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化組合，以達(dá)到高溫快速烘干，提高烘干能力，不增加單位熱耗，保證谷物品質(zhì)和含水率均勻的目的。
    純逆流烘干機(jī)生產(chǎn)和使用的很少，它多數(shù)與其它氣流烘干機(jī)配合使用，如用于順流或混流烘干機(jī)的冷卻段，形成順逆流和混逆流烘干機(jī)。逆流冷卻的優(yōu)點(diǎn)是使自然冷風(fēng)能與谷物充分接觸，可增加冷卻速度，適當(dāng)降低冷卻段高度。
二、更多新方式在谷物烘干機(jī)上的應(yīng)用
    1．太陽能谷物干燥技術(shù)
    利用太陽能干燥糧食的試驗(yàn)工作，早在20世紀(jì)50、60年代就開始了，1973年世界能源危機(jī)發(fā)生以后，許多國家和組積進(jìn)行了大量的研究，我國太陽能干燥曾被列為國家“七五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目。太陽能干燥裝置有多種形式，大體上可分為：溫室型、集熱器型、集熱器與溫室結(jié)合型、聚光型太陽能干燥器等。在谷物干燥上應(yīng)用的主要有集熱器型太陽能干燥裝置和聚光型太陽能干燥裝置。聚光型太陽能干燥裝置采用聚光太陽能集熱器，能獲得較高的溫度。
    2．微波谷物干燥技術(shù)
    常規(guī)的糧食干燥方法，需要長時(shí)間的緩蘇，干燥后糧食品質(zhì)明顯下降，且難以控制。微波是一種高頻電磁波，我國從20世紀(jì)70年代開始進(jìn)行微波技術(shù)的研究與開發(fā)，目前在冶金、化工、食品加工、干燥、保鮮與包裝、農(nóng)產(chǎn)品的干燥、殺菌殺蟲等領(lǐng)域已得到了廣泛的應(yīng)用。微波干燥的小時(shí)降水率是常規(guī)熱風(fēng)干燥的幾倍，甚至幾十倍，大大縮短了糧食干燥所用的時(shí)間。由于微波干燥熱效率高，加熱時(shí)間短，處理溫度低，同時(shí)具有殺菌殺蟲作用，可大大提高糧食干燥后的加工品質(zhì)和食用品質(zhì)。微波干燥便于連續(xù)生產(chǎn)和實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
    目前微波干燥谷物在國內(nèi)外仍處于不斷研究發(fā)展的過程中，不關(guān)報(bào)道也不斷出現(xiàn)。有關(guān)專家通過試驗(yàn)研究認(rèn)為：微波加熱對(duì)高水分谷物和具有堅(jiān)硬外殼物料的干燥效果比熱風(fēng)于燥效果好。
    3．真空谷物干燥設(shè)備
    真空干燥的過程就是將物料放置在密閉的干燥室內(nèi)，用真空系統(tǒng)抽真空的同時(shí)對(duì)被干燥物料加熱，使物料內(nèi)部水分通過壓力差或深度差擴(kuò)散到表面，水分子在物料表面獲得足夠的動(dòng)能克服分子間相互吸引力飛入真空室，從而被真空泵抽走。真空干燥可防止被干燥物料氧化變質(zhì)，易于干燥熱敏性物料，方便回收被干燥物料中有用的成分，能防止被干燥物料中有毒有害物質(zhì)的排放等，是環(huán)保類型的“綠色”干燥。
    谷物是熱敏性物料，適合于真空干燥技術(shù)，谷物的真空干燥設(shè)備目前多用于種子干燥，大批量糧食真空干燥研究幾乎是空白。糧食真空干燥技術(shù)是一種較新的糧食干燥工藝和方法，國家“十五”科技攻關(guān)計(jì)劃“糧食儲(chǔ)藏完全保障關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)與示范”重點(diǎn)項(xiàng)目“東北玉米低溫真空干燥新技術(shù)研究與開發(fā)”試驗(yàn)研究證明：真空干燥設(shè)備固定投資略高于熱風(fēng)干燥，運(yùn)行成本與熱風(fēng)干燥大致相當(dāng)，如果考慮干燥產(chǎn)品的質(zhì)量，干燥過程破損率、暴腰率等，在低溫狀態(tài)下的真空干燥總成本并不比熱風(fēng)干燥高。作為一種新的谷物干燥技術(shù)，真空干燥還不甚成熟，干燥工藝也有待進(jìn)一步優(yōu)化。
三、結(jié)論
    在科學(xué)技術(shù)處于突飛猛進(jìn)的時(shí)期，縱觀現(xiàn)代谷物干燥技術(shù)，無論是從理論技術(shù)上，還是生產(chǎn)應(yīng)用方面都取得了很大的成就。但是，與其它科學(xué)技術(shù)相比，谷物干燥技術(shù)至今并無重大技術(shù)突破。現(xiàn)在世界各國正在大力研究探索糧食干燥新工藝和新技術(shù)，相信在不久的將來糧食干燥技術(shù)必將取得新的進(jìn)展。