稻谷烘干创新解决方案

张裕蓉，史 克，陈伦夏，李文彬

（布勒（中国）投资有限公司谷物食品事业部，江苏 无锡 214142）

大米是中国人的传统主食，我国的水稻产量维持在2亿吨/年。新收获的水稻水分含量大多在24%以上，易发生霉变。相关报道显示：我国每年因霉变造成的粮食损失高达2 100万t，占全国粮食总产量4.2%左右，造成直接经济损失高达180～240亿元。

1 批次式稻谷烘干方式

新收获稻谷的烘干是稻谷储藏及加工前必不可缺的一环，目前市场上稻谷烘干机种类各异，但总体可粗略分为批次式和连续式两类。

批次式烘干机初期投资少、处理量小、使用灵活，为市场所广泛接受。但同时也存在能耗大、现场环境保护和粉尘排放无法达到最新环保要求等诸多不足。连续式烘干机的初期投资高，但其处理量高，且总占地面积较批次式烘干机更小，在粉尘排放、节能等方面拥有多种优势。

稻谷烘干的目的不仅仅是为了降低稻谷水分含量，更为重要的是保留食物营养成分，去除有害物质，实现长期保存。图1为三种不同批次式烘干机烘干效果和温度的关系。

最传统的批次式烘干机（图1A），整个烘干过程耗时12h，随着水分快速降低，从第5个小时开始稻谷因过度干燥而变得脆弱易碎，也因此导致碎米率的升高。第二种批次式烘干机水分呈线性下降，但是从第6个小时起，碎米率开始升高（图1B）。第三种的烘干时间长达15 h，虽然碎米率升高的时间点比第二种稍有延后，但是从第9个小时起还是会出现碎米率升高（图1C）。碎米率直接和大米加工企业的收益相关，对多数大米加工企业来说，整米的含量越高，碎米率越低，企业的收益也就越好。

连续式烘干机的烘干分成三步，第一步快速烘干，间歇性缓苏和长烘干区域，可实现水分从37%降到24%，第二步中速烘干，可将水分从24%下降到18%，最后一步低速烘干，此时为低温温和烘干，可实现水分从18%下降到14%。

众所周知水分含量14%～14.5%是催生碎米发生的分界岭，若水分低于14%，一旦水分分布不均匀，就容易出现碎米。从这个角度出发，无论是批次式和连续式烘干机都无法合理规避这一问题。

2 布勒稻谷烘干创新方案

第一步采用的是批次式烘干机，通过批次烘干，可实现水分从24%快速下降到18%。然后物料进入缓苏仓静置，无需交互空气，让水分从稻谷的内部慢慢渗到表面，实现水分在稻谷内外的均匀分布。

第二步通过连续式烘干塔慢速烘干和缓苏，慢慢实现水分从18%下降到14%，实现稻谷内外的水分的均匀下降，从而有效规避碎米发生。而且，因为水分的均衡分布，也非常利于充分保留稻米营养成分和口感，帮助客户提升大米品质，货架期也更长。

表1分析了此种混合方案下三种不同的设备配置及工艺参数。

表1 批次式烘干机和连续式烘干塔的三种不同设备配置及工艺参数

从表1中可以清晰看到不管是哪一种烘干方式，烘干时间较之批次式烘干机和连续式烘干机都要短，换言之就是大大降低了能耗。当然，节能效果也会随着当地的气温，热源方式还有原料的不同而有所差异，但是最新的一个玉米烘干案例显示，采用这种创新烘干方式至少可降低20%的能耗。

更为重要的是，这种精准控制水分缓步下降可以减少0.5%的碎米率。这一改善都基于布勒连续式烘干设备的专利设计。如图2所示为烘干塔物料流及风道结构图，这种V型底端开头的锥形热风管设计，可以保证物料从顶端到底端的顺利流动；热空气从热源经热风管开口流进黑色管道并进入产品，然后通过灰色排气管道进入排气管，最终通过排气扇排出。独特的锥形设计，保证热风管内的空气分布均匀。这样一来，热空气顺利将原粮中的水分带走，最终实现烘干目的。

图2 烘干塔物料流及风道结构

优良的烘干效率还得益于专利的对角线管道排列。对角线管道排列，总能保证原料间隔经过热管和冷管，保证整米水分在稻谷内外的均匀降低，有效避免碎米的发生，如图3及图4所示。

图3 布勒对角线排列角状盒及传统垂直排列角状盒设计对比图

图4 烘干塔不同区域的物料水分分布对比

Leibniz研究所在Biosystem Engineering发布的一份报告充分证实了这一点，对角线的管道排列比起传统型的管道排列，在相同的烘干机跨度上可以实现更为精细的水分控制。

从图5及图6的热量分布图上也清晰地显示，对角线管道排列比垂直式的管道排列热量分布明显更为均匀。

图5 风道垂直排列烘干机热量分布图

图6 布勒风道对角线排列烘干塔热量分布图

布勒的创新烘干方案，不但能大大缩短烘干时间，提升烘干效率，降低碎米率，还能保证大米的品质，提升大米加工企业的收益，更为重要的是能保证人们都能吃上优质和更有营养的大米。