摘要：概述了中國稻谷干燥技術(shù)設(shè)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(jié)構(gòu)、配套機械設(shè)備、電控系統(tǒng)、熱風(fēng)爐的配置及其它新技術(shù)的應(yīng)用，并對中國稻谷干燥技術(shù)設(shè)備發(fā)展前景進行了展望。
關(guān)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(dá)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(guān)系到質(zhì)量和數(shù)量損失的關(guān)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(yīng)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(shù)與設(shè)備得到進一步發(fā)展。
1、中國稻谷干燥技術(shù)設(shè)備的現(xiàn)狀
1.1中國稻谷干燥技術(shù)的研究現(xiàn)狀
中國對稻谷干燥技術(shù)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(shù)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(rèn)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(shù)及裝置進行了研究和設(shè)計，并進行了實地應(yīng)用，考證了檢測技術(shù)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(jié)果表明，干燥溫度是導(dǎo)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(jié)構(gòu)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(guān)系式。
1.2中國稻谷干燥設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(dá)l 200 t/d），干燥質(zhì)量好（各種指標(biāo)明顯優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)）、降水幅度大（一次可達(dá)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(yīng)用。
1.3東北地區(qū)連續(xù)式順逆流稻谷干燥技術(shù)設(shè)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(shè)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(fēng)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(fēng)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(dá)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(dá)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(dá)到最佳效果。
1.3.2干燥機結(jié)構(gòu)
干燥機采用塔式鋼結(jié)構(gòu)，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(shè)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(shè)計過程的科學(xué)合理，實現(xiàn)結(jié)構(gòu)最優(yōu)化，達(dá)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(fēng)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(fēng)節(jié)或進出氣角狀管形成順流或逆流干燥，保證了布風(fēng)均勻，干燥糧食后的水分不均勻度明顯優(yōu)于國家標(biāo)準(zhǔn)。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(shù)，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(shè)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(shè)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(shù)——柔性接觸技術(shù)，有效降低糧食破碎，保證稻谷干燥質(zhì)量。
(2)塔體和熱風(fēng)道外飾。塔體和熱風(fēng)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(fēng)機。風(fēng)機n十輪采用錳鋼制造，百葉窗式配風(fēng)門，進風(fēng)溫度町以調(diào)節(jié)控制，熱風(fēng)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(shù)和柔性拋料技術(shù)，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(xì)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(shù)，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(shè)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(shè)置有“穩(wěn)定工作”模式，可對設(shè)備運行狀態(tài)實時遠(yuǎn)程控制，保證設(shè)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(fēng)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(fēng)溫度自動調(diào)整技術(shù)，自動調(diào)整熱風(fēng)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(jié)合，保證塔內(nèi)料位處于正常限位，確保設(shè)備安全穩(wěn)定運行。
(5)流量控制。干燥機排糧機構(gòu)采用數(shù)字式變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速，流量可在設(shè)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(fēng)爐
(1)熱風(fēng)爐整體。采用機械燃燒熱風(fēng)爐，進行微負(fù)壓燃燒，可燃燒Ⅱ類煙煤或稻殼，燃燒充分，燃燒效率達(dá)90%以上。
(2)換熱器。采用新型快裝式換熱器，全鋼式結(jié)構(gòu)，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(dá)80%以上。
(3)上煤機。采用整煤篩選技術(shù)，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(shè)備。爐排采用諧波減速機構(gòu)，轉(zhuǎn)速和煤層均可任意調(diào)節(jié)。引風(fēng)機、鼓風(fēng)機采用低噪聲中壓風(fēng)機，作業(yè)噪聲污染低。熱風(fēng)爐溫度與鼓風(fēng)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(shù)的應(yīng)用
(1)安保措施。系統(tǒng)采用了HPL噴淋消防滅火專利技術(shù)，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(shè)備“三安全”。
(2)節(jié)能減排干燥技術(shù)。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(shù)，綜合節(jié)能可達(dá)8%以上。②可通過清理和吸風(fēng)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(shù)。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(shè)置吸風(fēng)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(shù)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(shù)與稻谷干燥技術(shù)設(shè)備結(jié)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(fù)雜性、時變性和非線性，給傳統(tǒng)控制的應(yīng)用帶來很多困難。應(yīng)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(shù)與控制技術(shù)充分結(jié)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(lǐng)域的耗能大戶，目前我國的稻谷干燥設(shè)備節(jié)能措施還較落后，集約化干燥可以研發(fā)應(yīng)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(shè)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(jié)構(gòu)的破除和新農(nóng)村建設(shè)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(shè)備及配套熱源系統(tǒng)是今后糧食干燥技術(shù)設(shè)備發(fā)展的必然趨勢。
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