摘要：概述了中國稻谷干燥技術設備的現(xiàn)狀，重點介紹了連續(xù)式順逆流稻谷干燥系統(tǒng)的工藝流程、干燥機結構、配套機械設備、電控系統(tǒng)、熱風爐的配置及其它新技術的應用，并對中國稻谷干燥技術設備發(fā)展前景進行了展望。
關鍵詞：稻谷干燥；順逆流；干燥機
中國稻谷產(chǎn)量世界第1，種植面積占傘國耕地面積的1/4，達到3 300多萬公頃，2007年中國稻谷產(chǎn)量1.85億噸左右。稻谷干燥是關系到質(zhì)量和數(shù)量損失的關鍵控制環(huán)節(jié)。目前，我國稻谷干燥主要是自然晾曬、機械干燥、就倉干燥3種類型干燥方法并存。其中，稻谷機械化干燥和就倉干燥在東北和南方有較多的應用，由于中國農(nóng)業(yè)的不斷進步，以及國家對糧食生產(chǎn)的日益重視，現(xiàn)代化的糧食干燥技術與設備得到進一步發(fā)展。
1、中國稻谷干燥技術設備的現(xiàn)狀
1.1中國稻谷干燥技術的研究現(xiàn)狀
中國對稻谷干燥技術的研究探索一直在積極的進行，并向多方位和深層次發(fā)展。曹崇文對稻谷干燥機理和技術進行了較為全面的研究。李杰-射、劉啟覺抽：等對稻谷干燥的生產(chǎn)工藝進行了不斷的探索，并將成果產(chǎn)業(yè)化推向市場。分別對多種形式的紅外稻谷干燥進行7探索，得到r紅外稻谷干燥的部分規(guī)律和特性。等對微波干燥稻谷進行了研究，董鐵有提出：在均勻平鋪載荷狀態(tài)下，存在臨界厚度，稻谷和糙米的臨界厚度分別約為20mm和17mm。劉木華等用玻璃化轉(zhuǎn)變理論來解釋谷物裂紋產(chǎn)生機理，認為稻谷顆粒在一定條件下會存在因水分和溫度變化引起的玻璃化轉(zhuǎn)變，由此使得其物理特性變脆，在足夠大水分梯度的影響下產(chǎn)生爆腰現(xiàn)象。李長有對稻谷干燥水分在線檢測技術及裝置進行了研究和設計，并進行了實地應用，考證了檢測技術和裝置的可靠性和實用性，在線檢測誤差<0.5%。鄭先哲等進行了稻谷干燥溫度對稻米食味品質(zhì)影響規(guī)律的研究，試驗結果表明，干燥溫度是導致稻米食味下降的主要因素。高溫干燥后稻米脂肪酸和直鏈淀粉含量升高，蛋白質(zhì)含量變化不顯著，內(nèi)部結構由有序排列變得雜亂無序，并提出了稻谷臨界干燥溫度與初始含水率關系式。
1.2中國稻谷干燥設備發(fā)展現(xiàn)狀
目前，中國生產(chǎn)實踐中常用的稻谷機械干燥設備，仍以對流傳熱方式為主，可分為連續(xù)式和間歇式兩大類：連續(xù)式干燥設備主要有：混流十燥機、順流十燥機、順逆流干燥機、順混流干燥機、橫流干燥機、組合干燥機等；間歇式干燥設備主要有：橫流循環(huán)干燥機、組合循環(huán)干燥機、同定床干燥設備。另外，正在研究試驗中的還有真空低溫干燥機，該機利用低壓下水分的氣化溫度降低的原理，實現(xiàn)糧食的節(jié)能和保質(zhì)干燥。
上述幾種機型中，連續(xù)式順逆流稻谷干燥機是各方面較成熟的先進機型。具有處理量大（單臺可達l 200 t/d），干燥質(zhì)量好（各種指標明顯優(yōu)于國家標準）、降水幅度大（一次可達1 0%以上）、穩(wěn)定性能好、運行成本底、操作靈活方便等優(yōu)點，在我國東北地區(qū)的生產(chǎn)中已經(jīng)有較多的應用。
1.3東北地區(qū)連續(xù)式順逆流稻谷干燥技術設備簡介
1.3.1工藝流程
連續(xù)式順逆流干燥機依據(jù)稻谷干燥降水規(guī)律，采用“順流一逆流”的組合干燥工藝，并根據(jù)糧食受熱溫度規(guī)律實行“分段變溫干燥”，各干燥段之間設計有緩蘇段，“干燥一緩蘇”交替進行。在頂層的十燥段采用較高的熱風溫度使初始潮糧快速有效升溫，并帶走一部分表面水分；中層干燥段采用中等熱風溫度去除大量水分；經(jīng)過以卜干燥段后，糧食籽粒溫度升高，底層干燥段采用較低溫度即可達到去除在糧粒內(nèi)部吸附力較強的水分義避免糧溫過高的目的，保汪了稻谷干燥品質(zhì)，最后經(jīng)過冷卻段的充分冷卻，達到安全水分和儲藏溫度的出機糧食可以直接入庫儲存。該機將“順流”、“逆流”干燥工藝優(yōu)化組合運用，達到最佳效果。
1.3.2干燥機結構
干燥機采用塔式鋼結構，以型鋼、鋼板為骨架，采用積木式組合、疊加連接而成，經(jīng)計算機輔助設計，創(chuàng)建i維模型實體，對虛擬原形進行動態(tài)測試，確保了設計過程的科學合理，實現(xiàn)結構最優(yōu)化，達到強度高，重量輕，用料省的目的。機體包括6個干燥段．6個緩蘇段，1個儲糧段，1個冷卻段，1個排糧段。每兩個干燥段配1臺風機，其溫度可單獨控制，形成3個變溫干燥單元，符合稻谷干燥質(zhì)熱交換特性。干燥段內(nèi)有通風節(jié)或進出氣角狀管形成順流或逆流干燥，保證了布風均勻，干燥糧食后的水分不均勻度明顯優(yōu)于國家標準。冷卻段采用逆順組合冷卻，極大的降低了稻谷的爆腰率。排糧段采用了雙層料斗排糧技術，由數(shù)字變頻器控制六葉輪轉(zhuǎn)速精確調(diào)整糧食流量。
1.3.3配套機械設備
(1)提升機。提升機采用軸裝式減速機、組合一體角帶、高強度聚酯尼龍帶，保證J設備運行安全、可靠、故障率低。采用重力式張緊裝置，自動調(diào)節(jié)皮帶張緊度，裝配專用傳感器，可有效防止堵料、跑偏，同時有失速報警功能并及時停車保護。為了減少糧食破碎，特別采用r新技術——柔性接觸技術，有效降低糧食破碎，保證稻谷干燥質(zhì)量。
(2)塔體和熱風道外飾。塔體和熱風道采用通體保溫，外覆彩色鋼板，耐腐蝕性高，同時熱損失率低，起到節(jié)能效果。
(3)風機。風機n十輪采用錳鋼制造，百葉窗式配風門，進風溫度町以調(diào)節(jié)控制，熱風溫度易于掌控，靈敏度高，可完全滿足變溫干燥的需要。
(4)輸送機。輸送機采用鼠籠尾輪、EP200聚脂尼龍帶、無縫對接技術和柔性拋料技術，有效降低稻谷破碎。
(5)清理篩。采用稻谷專用清理篩，可去除100%的粗雜和40%的細雜。
(6)溜管。干燥機流程中安裝有旁通溜管，可根據(jù)需要，靈活調(diào)整工藝流程。溜管底部和側(cè)面安裝有10 mm厚聚氨酯耐磨襯板，增加溜管耐磨度，并運用了“緩沖節(jié)”防碎和防堵料技術，保證了系統(tǒng)工作的安全可靠性。
1.3.4控制和電器系統(tǒng)
(1)控制臺。采用琴式操作臺和直觀模擬屏，所有機電設備的運行狀況和儀表電器的工藝參數(shù)清晰可控。整個系統(tǒng)使用“安全保護”、“聲光報警”、“電器聯(lián)鎖”裝置，可以實現(xiàn)“無人操作”狀態(tài)；系統(tǒng)還設置有“穩(wěn)定工作”模式，可對設備運行狀態(tài)實時遠程控制，保證設備處于最佳運行狀態(tài)，干燥質(zhì)量優(yōu)良。
(2)水分監(jiān)測。采用糧食水分智能檢測儀，在出糧口安裝有水分變送器，出機糧食水分每8s刷新一次顯示數(shù)據(jù)，溫度每l min刷新一次數(shù)據(jù)，可在線監(jiān)測烘后糧水分和溫度，并具有數(shù)據(jù)存儲和打印功能，對異常數(shù)據(jù)實時反饋，保證糧食安全。
(3)溫度控制。各段風溫數(shù)字顯示，可即時人工調(diào)整作業(yè)狀態(tài)，也可運用熱風溫度自動調(diào)整技術，自動調(diào)整熱風溫度．控制干燥質(zhì)量。
(4)料位顯示。彩色可視料位監(jiān)視器與阻旋式機械料位器相結合，保證塔內(nèi)料位處于正常限位，確保設備安全穩(wěn)定運行。
(5)流量控制。干燥機排糧機構采用數(shù)字式變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，流量可在設計處理最的70%-200%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)，能根據(jù)不同干燥條件，靈活變動干燥工藝。
(6)電器安全控制。配備先進的電機軟啟動器，更好的保護電機，延長使用壽命。配備有自藕降壓裝置，大于15 kW電機均為降壓啟動，并配備多種自動安全保護裝置，確保安全運行。
1.3.5熱風爐
(1)熱風爐整體。采用機械燃燒熱風爐，進行微負壓燃燒，可燃燒Ⅱ類煙煤或稻殼，燃燒充分，燃燒效率達90%以上。
(2)換熱器。采用新型快裝式換熱器，全鋼式結構，維修方便。高溫段采用耐熱不銹鋼管制造，延長使用壽命，提高換熱效率，換熱效率達80%以上。
(3)上煤機。采用整煤篩選技術，從煤堆直接輸送至煤斗內(nèi)，可自動濾掉大煤塊，人工作業(yè)強度低，工作環(huán)境優(yōu)良。
(4)其它設備。爐排采用諧波減速機構，轉(zhuǎn)速和煤層均可任意調(diào)節(jié)。引風機、鼓風機采用低噪聲中壓風機，作業(yè)噪聲污染低。熱風爐溫度與鼓風機啟動等有效聯(lián)鎖，自動控制供熱溫度，系統(tǒng)可在“手動”或“自動“兩種狀態(tài)進行工作。
1.3.6其它新技術的應用
(1)安保措施。系統(tǒng)采用了HPL噴淋消防滅火專利技術，并在整個系統(tǒng)的多個部位安裝監(jiān)控傳感器，同時配備有聲光報警裝置，整個系統(tǒng)處于全程監(jiān)控之下，從而保證穩(wěn)定運行，確保人員、糧食、設備“三安全”。
(2)節(jié)能減排干燥技術。①可采用基于糧食干燥系統(tǒng)“三大廢氣（余熱）”——爐子尾氣、冷卻廢氣、干燥廢氣（余熱）回收再利用的節(jié)能環(huán)保技術，綜合節(jié)能可達8%以上。②可通過清理和吸風除塵最大限度的去除濕糧中的雪面、冰塊和雜質(zhì)，降低干燥機的熱耗。
(3)環(huán)保除塵技術。①干燥機加廢氣道，廢氣集中沉降后高空排放，環(huán)保效果明顯。②在濕糧投料口、初清篩、烘前倉下皮帶機進出料口設置吸風點，最大限度的去除原糧中的雜質(zhì)，避免在于燥過程中這些雜質(zhì)被廢氣帶出對環(huán)境造成影響。
1.4中國稻谷干燥技術展望
1.4.1 優(yōu)化大型稻谷干燥系統(tǒng)新型工藝流程
目前稻谷干燥系統(tǒng)工藝研究創(chuàng)新緩慢，干燥質(zhì)量仍然有待提高，深入分析稻谷干燥傳熱傳質(zhì)及干燥工藝特性，研究優(yōu)化最佳工藝組合，發(fā)現(xiàn)新型干燥工藝、提高熱能利用率，提高稻谷烘后品質(zhì)是必然趨勢。
1.4.2 自動控制技術與稻谷干燥技術設備結合
目前，大型稻谷干燥系統(tǒng)自動控制水平仍有很大提高空間，許多操作仍然以人為經(jīng)驗進行，干燥品質(zhì)、能耗、產(chǎn)量等存在較多人為因素影響。由于稻谷干燥過程的復雜性、時變性和非線性，給傳統(tǒng)控制的應用帶來很多困難。應研究適合大型稻谷干燥系統(tǒng)白動控制系統(tǒng)，比如干燥模糊控制系統(tǒng)，將干燥技術與控制技術充分結合，提高稻谷干燥精度，提升烘后品質(zhì)，降低勞動強度，充實稻谷集約化干燥的科技含量。
1.4.3提高稻谷集約化干燥節(jié)能減排水平
稻谷干燥是產(chǎn)后領域的耗能大戶，目前我國的稻谷干燥設備節(jié)能措施還較落后，集約化干燥可以研發(fā)應用有效的節(jié)能環(huán)保措施。研究開發(fā)廢氣利用裝置，能有效提高節(jié)能效果；設計安裝廢氣粉塵排出裝置，能提高環(huán)保效果；研發(fā)新型燃料熱源裝置，能提高干燥供熱系統(tǒng)能量利用率，減少對化石能源的依賴。
1.4.4發(fā)展完善適合新農(nóng)村使用的小型高效稻谷保質(zhì)干燥機
隨著工廠化農(nóng)業(yè)和集約化農(nóng)業(yè)的發(fā)展，特別是隨著城鄉(xiāng)“二元”結構的破除和新農(nóng)村建設政策的出臺，我國糧食生產(chǎn)模式也將發(fā)生變化。發(fā)展適合新農(nóng)村使用的“高效、低廉、保質(zhì)、節(jié)能”的小型糧食干燥設備及配套熱源系統(tǒng)是今后糧食干燥技術設備發(fā)展的必然趨勢。
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