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一、谷物烘干機械化發(fā)展概況
    隨著世界各國農(nóng)業(yè)機械化的推進，糧食機械化收獲的普及，糧食機械干燥技術(shù)相應(yīng)地發(fā)展起來�，F(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．通風干燥（貯存）倉
    通風干燥倉的干燥方法是一種低溫糧食干燥，利用干燥貯存?zhèn)}通風和補充熱力干燥谷物，該技術(shù)早在20世紀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。它是通過鼓風機將干燥的自然空氣（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)一定干燥時間后，改為由上向下通風）的干燥方式進行了試驗研究。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，手動打開通氣板上的數(shù)十個落糧板，糧食就落到帶通氣孔的底板土，進行通氣冷卻。在冷卻過程中，由倉頂裝入另一批濕糧進行干燥處理，冷卻廢氣可匯同由燃爐和熱風機送出的熱介質(zhì)一道對頂層濕糧進行干燥，可大大縮短干燥時間。
    2．谷物平床干燥機
    平床干燥機是一種分批熱風加熱淺層糧食的最簡單的谷物干燥機，利用油爐將空氣升溫到35～45℃后，由鼓風機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，每批糧食干燥需時約8~15h。主要缺點是干燥不均勻，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)點是設(shè)備價格低廉，還能干燥其它農(nóng)產(chǎn)品。
    3．低溫循環(huán)式谷物干燥機
    低溫循環(huán)式谷物干燥機是水稻產(chǎn)區(qū)最常見的機型，由供熱裝置、糧食自動控制裝置和主機三大部分組成。干燥段是根據(jù)薄層干燥原理設(shè)計的，較低溫度（一般為40一50℃）的熱空氣以高風速、大風量強行通過薄層谷物，空氣流動方向與谷物流動方向相互垂直，熱空氣與谷物充分接觸，實現(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，被帶到烘干機上部的緩蘇段，谷物由緩蘇段再逐步進入干燥段。被干燥的糧食反復(fù)在倉內(nèi)進行干燥與緩蘇，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)式干燥機在日本被廣泛使用，新的機型采用了電腦自動控制系統(tǒng)：自動控制干燥速度，自動測定谷物水分，達到設(shè)定的水分時自動停機排糧。
    4．連續(xù)式谷物干燥機
    連續(xù)式谷物干燥機由于連續(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)相對運動方向的不同，烘干機可分為橫流、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
    橫流式干燥機可分為橫流循環(huán)式干燥機和橫流一緩蘇干燥機兩種。橫流循環(huán)式干燥機一般為中小型干燥機。如日本SDA型橫流循環(huán)式稻谷干燥機干燥和緩蘇在同一機體內(nèi)進行，采用低溫大風量、薄層多風道、干燥加緩蘇的干燥工藝。廣東南海和中國農(nóng)業(yè)大學研制生產(chǎn)的小型橫流循環(huán)稻谷干燥機工藝流程為：干燥一緩蘇一干燥一緩蘇。美國生產(chǎn)的移動式循環(huán)稻谷干燥機屬于圓筒形內(nèi)循環(huán)橫流干燥機，臺灣三久和日本金子公司生產(chǎn)的低溫稻谷干燥機屬橫流循環(huán)式干燥機，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——緩蘇型干燥機一般為大型干燥機，是國外大型連續(xù)式糧食干燥機的一種主要型式，也是我國最先引進的一種機型，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1/3以上。
    (2)流化谷物干燥機
    流化谷物干燥機也屬于橫流式干燥機，而且是一種典型的高溫快速干燥機。干燥過程中熱風風量超過或達到谷物臨界懸浮速度，谷物一次通過干燥機的時間短、降水幅度小，干燥高水分稻谷時需反復(fù)循環(huán)幾次，但爆腰率增值超過國家3%的標準。如廣東省農(nóng)機所研制生產(chǎn)的流化斜槽式干燥機具有：體積小、成本低、降水快、干燥時間短的特點，可于雨季進行搶救性干燥作業(yè)。
    (3)逆流谷物干燥機
    逆流式干燥機普遍采用低溫大風量干燥方式，以分批或連續(xù)方式干燥谷物，入倉谷物達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，熱風溫度30一50℃。卸出的熱糧在另一個通風倉內(nèi)進行冷卻。
    逆流式干燥過程的特點是：離開干燥區(qū)的廢氣，有一定溫度且濕度接近飽和，以預(yù)熱新進入的冷濕糧，這對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，逆流式干燥機較少單獨應(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
    順流干燥工藝，是熱介質(zhì)的流動方向與谷物的運動方向相同，相對濕度低的高溫熱介質(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)，其相對濕度較大，溫度較低時經(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，順流干燥時糧溫和風溫相差最大，由于濕谷物處于高溫熱風的時間極短和快速的水分蒸發(fā)，谷物糧溫比流至此點的熱風溫度要低很多，不會導(dǎo)致高水分谷物的過熱現(xiàn)象。一般情況下風溫高達120℃時糧溫仍可保持在42℃以下，對干燥后水稻品質(zhì)的影響最小。
    生產(chǎn)實踐證明，采用順流干燥具有以下優(yōu)點：(1)順流式干燥可采用較高的空氣流量和熱風溫度，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)三級順流以上的烘干機具有降大水份的優(yōu)勢，并能獲得較高的生產(chǎn)率；(4)連續(xù)烘干時一次降水幅度大，一般可達10%。15%；(5)最適合烘干大水份的糧食作物和種子。缺點是：(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；(2)糧層厚度大，所需高壓風機功率大，價格高。
    (5)混流式糧食干燥機
    混流式糧食干燥機可謂歷史攸久，也是近年來在我國糧食干燥行業(yè)中應(yīng)用最廣泛的一種機型，該機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，綜合干燥性能指標好以及對糧食的含雜率要求較低等顯著特點。
    利用混流式干燥機烘干稻谷時，也可以采用較高的熱風溫度，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
    順逆流、混逆流和順混流烘干機等屬于組合式烘干機，它們分別利用了各種烘干方式的優(yōu)點進行優(yōu)化組合，以達到高溫快速烘干，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。
    純逆流烘干機生產(chǎn)和使用的很少，它多數(shù)與其它氣流烘干機配合使用，如用于順流或混流烘干機的冷卻段，形成順逆流和混逆流烘干機。逆流冷卻的優(yōu)點是使自然冷風能與谷物充分接觸，可增加冷卻速度，適當降低冷卻段高度。
二、更多新方式在谷物烘干機上的應(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工作，早在20世紀50、60年代就開始了，1973年世界能源危機發(fā)生以后，許多國家和組積進行了大量的研究，我國太陽能干燥曾被列為國家“七五”重點科技攻關(guān)項目。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70年代開始進行微波技術(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。微波干燥的小時降水率是常規(guī)熱風干燥的幾倍，甚至幾十倍，大大縮短了糧食干燥所用的時間。由于微波干燥熱效率高，加熱時間短，處理溫度低，同時具有殺菌殺蟲作用，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)和實現(xiàn)自動化控制。
    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)報道也不斷出現(xiàn)。有關(guān)專家通過試驗研究認為：微波加熱對高水分谷物和具有堅硬外殼物料的干燥效果比熱風于燥效果好。
    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)抽真空的同時對被干燥物料加熱，使物料內(nèi)部水分通過壓力差或深度差擴散到表面，水分子在物料表面獲得足夠的動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)計劃“糧食儲藏完全保障關(guān)鍵技術(shù)研究開發(fā)與示范”重點項目“東北玉米低溫真空干燥新技術(shù)研究與開發(fā)”試驗研究證明：真空干燥設(shè)備固定投資略高于熱風干燥，運行成本與熱風干燥大致相當，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，干燥工藝也有待進一步優(yōu)化。
三、結(jié)論
    在科學技術(shù)處于突飛猛進的時期，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，與其它科學技術(shù)相比，谷物干燥技術(shù)至今并無重大技術(shù)突破�，F(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)必將取得新的進展。

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