我国低温批循环式谷物干燥机的技术分析及发展建议

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

◎陈 莲1，李小化2（1.河南应用技术职业学院，河南 郑州 450042；2.中粮工程科技（郑州）有限公司，河南 郑州 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）

我国低温批循环式谷物干燥机的技术分析及发展建议

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

◎陈 莲1，李小化2
（1.河南应用技术职业学院，河南 郑州 450042；
2.中粮工程科技（郑州）有限公司，河南 郑州 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）

通过对低温循环式谷物干燥机的结构和工作过程进行研究，深入分析这种干燥机存在的缺陷和弊端。根据与逆流谷物干燥机的对比分析，提出具体的技术提升措施以及我国谷物干燥机的发展建议。

低温循环；谷物干燥机；粮食干燥技术

我国是世界上最大的粮食生产国和消费国，年总产粮食约5亿t。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输、加工和消费等过程中的损失高达18%左右，远远超过了联合国粮农组织规定的5%的标准。在这些损失中，每年因气候原因，谷物来不及晒干或未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食高达5%，若按年产5亿t粮食计算，相当于2 500万t粮食，若每人每天食用500 g粮食，可供6.8万人食用一年。这一数字是惊人的，把收到手的谷物损失降低到最低点，从这一意义上说，谷物干燥的机械化是谷物丰产、丰收的最后一道保障。

粮食干燥机械化技术是以机械为主要手段，采用相应的工艺和技术措施，人为地控制温度、湿度等因素，在不损害粮食品质的前提下，降低粮食中的含水量，使其达到国家安全贮存标准的干燥技术。其除了能有效地防止连绵阴雨等灾害性天气所造成的损失外，还具有明显的优势：一是减轻劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率，为实现农业现代化、生产产业化和集约化提供有效手段；二是提高了粮食品质，耐贮性和加工性；三是可以防止自然干燥对粮食造成的污染，以及杜绝农民占用公路晾晒造成的交通伤亡事故。粮食干燥机械化技术改变了长期以来粮食干燥单纯依靠自然阳光在晒场上翻晒的传统方法，为全面实现农业机械化、现代化又迈进了一步。

随着农业机械化的推进，我国国内干燥机保有量以年均50%左右的增幅快速攀升，这其中不乏各种形式的干燥机械在国内发展壮大。其中，低温循环式谷物干燥机是发展最快的一种机型，也是水稻产区最常见的机型。

1　低温循环式谷物干燥机的技术分析

国内低温循环式谷物干燥机以“三久”“金子”“山本”“太阳”等品牌为代表。1996年起，台湾独资企业上海三久机械有限公司生产的循环式低温干燥机、日本独资金子农机（无锡）有限公司经销的种子专用干燥机和通用型干燥机等也进入我国市场，并带动了南方水稻产区干燥机械化技术发展。这些品牌的干燥机均为舶来品，虽然这些干燥机在水分控制、电控等方面的确相对稳定，但这些洋品牌的批循环干燥机的原理实际上就是一种类似我国20世纪八九十年代时期建设的圆形横流干燥机的小型化产品，只是塔体外形由圆筒变为方形。

这种小型低温循环式谷物干燥机的结构由供热装置、粮温自动控制装置和主机三大部分组成。主机部分结构主要包括储粮箱、干燥箱、定时排粮机构、底部出粮搅龙、提升机、顶部入粮搅龙、引风机和传动机构等。低温循环式谷物干燥机的工作过程（见图1）。

图1　循环式干燥机干燥工艺流程图

粮食装入料斗，经提升机送至干燥机顶部，经顶部入粮搅龙装粮，直至装满整个干燥机。干燥过程中，随着排粮机构的排粮，干燥机内的谷物缓慢向下流动，流经干燥箱，在干燥箱内进行干燥后经由排粮进入底部出粮搅龙，由底部出粮搅龙输送至提升机料斗，再由提升机向上输送入顶部入粮搅龙，通过顶部入粮搅龙横向输送并均匀撒入干燥机料仓，经过一次干燥后的谷物在储粮箱贮留并缓苏一段时间后，再次进入干燥箱，再次受热干燥，如此反复循环直至达到设定的水分值。这类干燥机的容量1～10 t/批。为了获得较大处理量，还可将数台以至数十台干燥机并列配置，组成大规模谷物干燥中心。干燥机的控制系统根据设定温度自动调节供热装置的燃烧器的开闭。最新的干燥机采用电脑自动控制系统自动控制干燥速度，自动测定谷物水分，达到设定的水分时系统自动排出干粮并停机。

由于这种小型干燥机与圆形横流干燥机有着共同的缺陷—能耗高，干燥不均匀等特点，于是这种干燥机运用了2种变通的方式，即：①降低热风温度，使用低温进行干燥，避免高温产生焦煳粒；②使用多次循环改善烘干水分均匀性问题。

虽然使用上述两种变通方式改变了前述两个弊端，但又形成另外4个问题，即：①处理量小，单次干燥时间短，需要分批进行干燥，不能连续进行干燥；②降水幅度小，只能干燥低水分粮，需要多次循环才能把高水分粮的水分降下来；③破碎率高，因为需要多次循环，提升机和螺旋搅龙的多次冲击破碎进行了累加，总破碎率大幅增加；④热效率低，因为这种批循环干燥机的热风只有一次干燥机会，剩余的热量直接排空，无形中浪费了大量的热量，导致燃料成本高。

通过以上分析不难看出，这种批循环干燥机干燥原理导致了其具有以下缺陷：①这种干燥机干燥工艺不优；②干燥温度不能高；③干燥速率小；④缓苏时间长，超出了正常缓苏需要的时间，造成时 间的浪费；⑤碎米率升高；⑥热量利用率低，没有余热回收，能耗高。

以上海三久NEWPRO系列批循环干燥机为例进行说明。NEWPRO批循环干燥机热风温度40～60 ℃，干燥时间6～11 min，缓苏时间60 min左右，每次降水幅度0.6%～1.5%，总降水幅度3.0%，循环次数4～5次。

2　稻谷干燥的技术要求

由于稻谷自身生物学特性决定了稻谷是较难干燥的谷物，干燥技术提升必须以稻谷的干燥特性为依据进行设计，实际生产中不仅要求稻谷干燥机生产率高，烘后稻谷爆腰率低，还要保证稻米品质。因此，要探索稻谷干燥的新工艺，既要去除水分，又要保持其营养成分和口味，试验表明含水率在24.0%以上的稻谷放置10 h后再干燥，其口味开始下降；另外，稻谷应干燥到水分含量14.0%以下才可进行安全贮存。因此，需要对现有工艺及工艺参数进行优化组合，对现有机型的原理进行优化设计，促进新型干燥机的结构和参数的改进和提升，并借助计算机三维设计和模拟技术改进稻谷干燥机械。

3　谷物干燥技术提升措施

3.1发展中小型顺逆流谷物干燥机

目前我国的大型顺逆流粮食干燥技术已达世界领先水平，应借鉴大型干燥机的技术，把顺逆流干燥原理设计到中小型干燥机中。顺、逆流连续式谷物干燥机与台湾、日本的批循环干燥机对比结果见表1。

表1　顺、逆流连续式谷物干燥机与台湾、日本的批循环干燥机对比结果表

3.2优化现有批循环干燥机的工艺结构

优化现有批循环干燥机的工艺结构，提升现有批循环干燥机的技术水平。增加干燥时间，减少循环次数，即减少提升机的提升次数，从而降低破碎率。

4　我国谷物干燥机的发展建议

4.1不能片面强调低温干燥

低温干燥，谷物品质能保持良好状态，发芽率不受影响暴腰、破损率很小，是理想的干燥方式。但是生产率低，直接影响经济效益。为此，发展适合现在农村使用的干燥机，温度控制范围加大，农户可以根据需要来选择温度进行干燥。

4.2重点发展中小型干燥机械

机型大小是由农业生产条件决定的。农户种植规模小，就不会独户或联户购置干燥机。经济发达地区逐步形成的种粮大户目前以建立烘干中心为模式。为此，发展中小型干燥机械，由村镇农机服务组织根据烘干量多少选择购买何种干燥机械并进行烘干经营，面向广大没有购买干燥机的农户提供有偿烘干服务。

4.3开发多种国产机型和多种能源干燥机

进口机由于价格高、生产率低，很难有使用经济效益。因此，开发好适合我国国情的中小型谷物干燥机和多种热源的机型，综合考虑使用经营模式及跨区流动作业的发展方向，使其结构简单，价格低廉，热效率高，生产率高的谷物干燥机具有很好的推广应用前景。

5　结语

要依据上述对比分析，吸取外来产品的优点，克服其弱点，自主研发适合我国国情的实用的中小型高效环保保质干燥机。与“三久”“金子”“山本”“台湾三升太阳牌”和“辰宇机械”等循环干燥机相比，目前我国制造工艺已有很大的提高，可以研制出工艺比其更优化，性能比其好，功能比其全，烘出的谷物质量比其好，破碎率比其低，比其更节能的国产干燥机，以提高我国的谷物烘干技术水平，为我国广大农民朋友、土地流转种植大户、农业合作社等提供质优价廉性能先进的谷物干燥机械，以完善我国农业机械化的最后一公里。

另外，要大力推广我国的谷物干燥机械化，宣传其优势，尽量减少制约因素的影响，并不断完善投入机制。吸收各种社会资金，建立以国家投入为导向，农村集体和农民投入为主体的多元化、多渠道和多层次的投入机制，走社会化、产业化和服务化的道路，这样谷物干燥机械化才能有较为广阔的发展前景。

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

陈莲（1971-），女，硕士研究生，讲师，主要研究方向为化学工程与应用技术；李小化（1972-），男，本科，高级工程师，主要研究方向为粮食储运与干燥。