對(duì)我國(guó)稻谷干燥的認(rèn)識(shí)和設(shè)備開(kāi)發(fā)(共7頁(yè))

1、對(duì)我國(guó)稻谷干燥(gnzo)的認(rèn)識(shí)和設(shè)備開(kāi)發(fā)摘要(zhiyo)：論文介紹了稻谷(dog)干燥的特點(diǎn),我國(guó)稻谷干燥設(shè)備開(kāi)發(fā)的情況、存在的問(wèn)題和解決的建議,重點(diǎn)闡述了稻谷干燥過(guò)程中爆腰、緩蘇和干燥速率等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題,簡(jiǎn)要論述了目前稻谷干燥技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和在我國(guó)實(shí)現(xiàn)稻谷干燥機(jī)械化的建議。關(guān)鍵詞：水稻 干燥 爆腰 緩蘇水稻是我國(guó)主要糧食作物,種植面積3300多萬(wàn)公頃,占我國(guó)總耕地面積的1/4,從南方到北方,許多地區(qū)都有種植,產(chǎn)量達(dá)118億噸,約占全世界水稻產(chǎn)量的37%。近年來(lái)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)體制的改革,東北墾區(qū)水稻種植面積有不斷擴(kuò)大的趨勢(shì),種植面積將由4萬(wàn)多公頃擴(kuò)大到200萬(wàn)公頃,加上水稻聯(lián)合收獲機(jī)的不斷發(fā)

2、展,水稻收獲后的稻谷干燥問(wèn)題便成了十分迫切的問(wèn)題。一、稻谷干燥的特點(diǎn)稻谷的干燥不同于其它糧食的干燥,稻谷是一種熱敏性的作物,干燥速度過(guò)快或參數(shù)選擇不當(dāng)容易產(chǎn)生爆腰。所謂爆腰就是稻谷干燥后或冷卻后,顆粒中產(chǎn)生可見(jiàn)裂紋。這將直接影響稻谷碾米時(shí)的碎米率,從而影響稻谷的出米率,也就是影響它的產(chǎn)量和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此我國(guó)干燥標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定:稻谷干燥機(jī)爆腰率的增值不超過(guò)3%。其次是稻谷的結(jié)構(gòu)不同于其它糧食作物,稻谷籽粒由堅(jiān)硬的外殼和米粒組成。外殼對(duì)稻米起著保護(hù)作用,故稻米比大米更易于保存。但是稻谷在干燥時(shí)其外殼就起著阻礙籽粒內(nèi)部水分向外表面轉(zhuǎn)移的作用。所以稻谷就成了一種較難干燥的糧食。試驗(yàn)表明稻殼、稻米和稻糠的干燥

3、特性是不同的,其平衡含水率也各不相同,因此不能把稻谷看成是均勻體,而應(yīng)看作是一種復(fù)合體。綜上所述,稻谷干燥后的品質(zhì)就成為關(guān)鍵問(wèn)題。即稻谷干燥不僅要求生產(chǎn)率高、爆腰率低,而且還應(yīng)保證整米率高。美國(guó)的資料表明,高等級(jí)大米(碎米率低于10%)與低等級(jí)大米的差價(jià)約為100美元/噸。我國(guó)稻谷年產(chǎn)量約為118億噸,但因大米的品質(zhì)不高,達(dá)不到國(guó)際市場(chǎng)對(duì)品質(zhì)的要求,影響了稻米的出口。試驗(yàn)研究表明,稻谷烘干時(shí)的整米率不僅和介質(zhì)溫度有關(guān),而且與空氣的相對(duì)濕度也有一定關(guān)系。熱風(fēng)溫度增加,則整米率降低;相對(duì)濕度增加,則整米率增加。為了解決稻谷烘干后的爆腰率問(wèn)題,一般采用以下措施。1 采用烘干緩蘇工藝即烘干以后(yhu

4、)將稻谷放入緩蘇倉(cāng)中保溫(bown)一段時(shí)間,使籽粒內(nèi)部水分向表面(biomin)擴(kuò)散,降低籽粒內(nèi)部的水分梯度。然后再次干燥,這樣就可以減少爆腰率。但是在干燥過(guò)程中增加一個(gè)緩蘇過(guò)程,勢(shì)必降低干燥機(jī)的生產(chǎn)率(干燥能力)。因此合理選擇緩蘇時(shí)間,便成了關(guān)鍵問(wèn)題。日本生產(chǎn)的橫流循環(huán)式水稻烘干機(jī)內(nèi)部均設(shè)有緩蘇段,其緩蘇時(shí)間與干燥時(shí)間的比值為51到81。美國(guó)稻谷加工廠為了減少爆腰率,提高出米率,緩蘇時(shí)間有的長(zhǎng)達(dá)24小時(shí)。2 采用較低的熱風(fēng)溫度為了保證稻谷烘后品質(zhì),減少爆腰率,必需采用較低的介質(zhì)溫度。根據(jù)泰國(guó)稻谷干燥的調(diào)查,干燥稻谷所用的熱風(fēng)溫度一般均在50以下。我國(guó)黑龍江農(nóng)墾科學(xué)院農(nóng)業(yè)工程研究所在山東省勝

5、利油田建立的日處理量200噸稻谷的干燥流程,采用3840的熱風(fēng)溫度,其爆腰率增值小于2%。根據(jù)日本伴敏三的研究,水稻干燥過(guò)程中的爆腰,不僅與熱風(fēng)溫度有關(guān),還與熱風(fēng)濕含量和稻谷的初水分有關(guān)。相同溫度條件下空氣濕含量較高時(shí)(0.024千克/千克),稻谷的爆腰率較低。為了使爆腰率增值低于5%,熱風(fēng)溫度應(yīng)在45以下。這里必須指出,決定稻谷品質(zhì)的主要參數(shù)應(yīng)為水稻本身的溫度,而不是熱風(fēng)溫度。因?yàn)椴煌母稍锕に?其糧溫和風(fēng)溫的差值是不同的。如果采用逆流烘干,則糧溫接近熱風(fēng)溫度;如果是順流干燥,則風(fēng)溫和糧溫相差較大。利用順流工藝烘干高水分糧食時(shí),風(fēng)溫高達(dá)120而糧溫有時(shí)不超過(guò)50。因此,嚴(yán)格的說(shuō),應(yīng)當(dāng)限制干燥

6、過(guò)程中糧食本身的溫度。3 限制稻谷的干燥速率稻谷干燥過(guò)快或冷卻過(guò)快均易產(chǎn)生爆腰。日本笠原正對(duì)循環(huán)式水稻干燥機(jī)的研究表明,當(dāng)連續(xù)干燥(無(wú)緩蘇)時(shí),平均降水速率超過(guò)每小時(shí)0.8%,稻谷的爆腰率急劇增加。日本東京大學(xué)教授細(xì)川明對(duì)水稻干燥的研究表明,低溫大風(fēng)量和高溫小風(fēng)量相比爆腰率的增值不多,但低溫大風(fēng)量可以使干燥速率從1%/時(shí)提高到1.8%/時(shí)。這也是日本橫流循環(huán)式水稻干燥機(jī)為什么采用低溫大風(fēng)量的原因。綜合以上研究,可以得出結(jié)論:即為了保證稻谷的干燥品質(zhì),干燥速度不可太快,日本的研究認(rèn)為干燥稻谷時(shí)減干率應(yīng)控制在0.8%1.0%/時(shí)以下。二、稻谷干燥中的幾個(gè)值得探討的問(wèn)題1 爆腰率問(wèn)題1)爆腰的定義與

7、標(biāo)準(zhǔn)爆腰有多種形式,如橫向(hn xin)單裂、橫向(hn xin)雙裂、縱向裂紋(li wn)和龜裂等,因此,什么樣的裂紋才算爆腰,應(yīng)當(dāng)有個(gè)標(biāo)準(zhǔn),否則人為的因素將影響爆腰率的測(cè)試。日本在稻谷爆腰檢測(cè)中分成輕度爆腰、重度爆腰,并規(guī)定了裂紋的長(zhǎng)度。我國(guó)在爆腰測(cè)試中也應(yīng)有個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。2)爆腰率的測(cè)定時(shí)間問(wèn)題日本伴敏三(1971年)的研究表明,稻谷的爆腰不一定在干燥時(shí)發(fā)生,而是在干燥后一直進(jìn)行,48小時(shí)后才趨于穩(wěn)定。美國(guó)Kunze教授的試驗(yàn)證明,用60的風(fēng)溫干燥稻谷,干燥后取13粒未爆腰的稻谷,放于環(huán)境溫度下觀察,4小時(shí)后有9粒爆腰,6小時(shí)后有11粒爆腰,24小時(shí)后全部爆裂。因此,在標(biāo)準(zhǔn)中應(yīng)規(guī)定檢測(cè)爆腰

8、率的時(shí)間,即測(cè)定稻谷爆腰率必需在烘后隔一段時(shí)間再取樣測(cè)定分析。3)爆腰與整米率的關(guān)系干燥中限制稻谷的爆腰率,主要是因?yàn)楸竟仍谀朊讜r(shí)容易產(chǎn)生碎米,但是造成碎米的原因有二,一是稻谷本身有裂紋缺陷,二是碾米機(jī)質(zhì)量不好或參數(shù)調(diào)節(jié)不當(dāng)。爆腰的稻谷也不一定全碎,所以應(yīng)以整米率為另一指標(biāo),并進(jìn)一步研究爆腰與碎米率的關(guān)系。2 減干率的限制問(wèn)題稻谷干燥的關(guān)鍵是干燥質(zhì)量與干燥機(jī)生產(chǎn)能力的矛盾問(wèn)題,根據(jù)日本的試驗(yàn)研究,為了保證干燥后稻谷的爆腰率不超過(guò)規(guī)定值,稻谷干燥時(shí)的降水速率不得超過(guò)0.8%1.0%/時(shí),因此,初水分為28%的稻谷要干燥到14%,至少需要十幾個(gè)小時(shí),這就大大地降低了干燥機(jī)的生產(chǎn)率。中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)

9、干燥室對(duì)逆流倉(cāng)式干燥機(jī)烘干稻谷的研究證明,干燥速率達(dá)到2.5%/時(shí),爆腰率增值也沒(méi)有超過(guò)規(guī)定。劉當(dāng)慧的研究表明,利用滾筒式干燥機(jī)烘干稻谷,熱風(fēng)溫度高達(dá)200,減干率在2%/時(shí)以上,但爆腰率并不高。以上研究證明,稻谷的干燥品質(zhì)與干燥工藝(干燥機(jī)型)有很大關(guān)系,不能一概而論。3 緩蘇時(shí)間的長(zhǎng)短問(wèn)題日本的稻谷干燥機(jī)采用較高的緩蘇比,其平均值為51,有的循環(huán)式干燥機(jī)緩蘇比高達(dá)101,因而影響了干燥效率。為了提高干燥效率應(yīng)當(dāng)在不影響干燥質(zhì)量的條件下,盡量減少緩蘇時(shí)間。美國(guó)的研究表明,當(dāng)緩蘇溫度為40時(shí),達(dá)到完全緩蘇的時(shí)間為4小時(shí)。當(dāng)緩蘇溫度為24時(shí),緩蘇時(shí)間為6小時(shí)。三、稻谷干燥設(shè)備目前用于干燥稻谷的機(jī)

10、型主要有以下幾種形式。1 橫流(hn li)循環(huán)式干燥機(jī)日本采用(ciyng)橫流循環(huán)式干燥機(jī)烘干稻谷,該機(jī)采用(ciyng)較低的熱風(fēng)溫度(5060),干燥和緩蘇在同一機(jī)體內(nèi)進(jìn)行,干燥加熱的時(shí)間較短(810分),緩蘇時(shí)間較長(zhǎng)(6080分左右)。其干燥原理為低溫大風(fēng)量、薄層多通道、干燥加緩蘇的干燥工藝。緩蘇與干燥段的時(shí)間比為581,風(fēng)量為每100千克谷物0.50.7立方米/秒。該機(jī)不僅可烘干商品糧也可以烘干種子,是一種比較理想的稻谷干燥機(jī)。此類(lèi)設(shè)備目前國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)。2 混流式干燥機(jī)美國(guó)采用混流式干燥機(jī)烘干稻谷,干燥工藝為干燥緩蘇干燥緩蘇,一個(gè)典型的例子就是LSU型稻谷烘干機(jī)。它是美國(guó)路易斯安納

11、州立大學(xué)研制成功的一種混流式干燥機(jī),由若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段組成,每段有15個(gè)全角管6個(gè)半角管,每段的尺寸為112112112米,體積為11728立方米,角狀管為三角形,頂角90,角狀盒橫向間距400毫米,縱向間距200毫米,常用的熱風(fēng)溫度為5066,風(fēng)量為4497立方米/噸分,每標(biāo)準(zhǔn)段可容納稻谷0.85噸,每段所需風(fēng)量為10000立方米/時(shí),烘干稻谷時(shí)每一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段的生產(chǎn)能力為1.5噸/時(shí)(降水3%5%)。根據(jù)美國(guó)的使用經(jīng)驗(yàn),當(dāng)熱風(fēng)溫度為5060時(shí),采用五個(gè)標(biāo)準(zhǔn)段,干燥機(jī)的生產(chǎn)率可達(dá)8噸/時(shí)。根據(jù)美國(guó)Calderwood和Webb對(duì)稻谷進(jìn)行的多年試驗(yàn)表明,使用LSU型稻谷干燥機(jī),每次通過(guò)干燥機(jī)的時(shí)間約為

12、15分,整個(gè)干燥過(guò)程需要使稻谷通過(guò)干燥機(jī)56次,最高糧溫為50,最低糧溫為38.3。3 橫流式谷物干燥機(jī)又稱(chēng)網(wǎng)柱式干燥機(jī),稻谷靠自重在兩個(gè)篩網(wǎng)間流動(dòng),熱風(fēng)橫穿谷層,使谷物中的水分蒸發(fā),調(diào)節(jié)谷物的流動(dòng)速度即可控制谷物的終水分。這種干燥機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,工作可靠,制造成本較低。烘干稻谷時(shí)往往不能一次干燥到要求的終水分,需要通過(guò)干燥機(jī)多次,中間還要有緩蘇裝置。這種類(lèi)型的干燥機(jī)主要缺點(diǎn)是干燥不均勻,進(jìn)風(fēng)側(cè)的谷物較干,排氣側(cè)的谷物則比較濕,采用以下措施可以克服上述缺點(diǎn):采用較薄的谷層(0.150.23米);采用較高的風(fēng)量;降低熱風(fēng)溫度,加快谷物流速。對(duì)于連續(xù)式橫流干燥機(jī),候斯頓推薦熱風(fēng)溫度不可超過(guò)55,機(jī)內(nèi)稻

13、谷溫度不可超過(guò)48?？s短干燥時(shí)間,增加通過(guò)次數(shù)可以增加出米率。4 順流式干燥機(jī)近年來(lái),美國(guó)也采用多級(jí)順流式干燥機(jī)烘干稻谷,它使用的熱風(fēng)溫度為65120,每一級(jí)順流段的最大去水量為1.5%2%,選擇糧食流速時(shí)要注意使稻谷接觸高溫?zé)犸L(fēng)的時(shí)間不超過(guò)1520秒,緩蘇段稻谷的溫度應(yīng)不超過(guò)43,三級(jí)順流干燥機(jī)中谷物流速約為57米/時(shí),干燥時(shí)稻谷通過(guò)干燥機(jī)二次,第一次降水5.4%,第二次降水4.6%。順流式干燥機(jī)雖然采用了較高的熱風(fēng)溫度,但是,產(chǎn)米率僅降低1.3%。5 逆流(nli)式干燥圓倉(cāng)逆流式干燥倉(cāng)是由金屬(jnsh)倉(cāng)、透風(fēng)板、拋撒器、風(fēng)機(jī)、加熱器、掃倉(cāng)螺旋(luxun)和卸糧螺旋組成。倉(cāng)體為金屬波

14、紋結(jié)構(gòu),直徑一般為412米,大的可達(dá)16米以上。谷物從進(jìn)料斗進(jìn)入,經(jīng)提升器、上輸送攪龍,送到拋撒器均勻地撒到透風(fēng)板面上,直到所要求的谷層厚度為止,然后開(kāi)動(dòng)風(fēng)機(jī),把經(jīng)加熱的空氣壓入熱風(fēng)室,熱風(fēng)從下而上穿過(guò)谷層,由排氣窗排出機(jī)外。需要翻動(dòng)谷物時(shí),開(kāi)動(dòng)掃倉(cāng)攪龍、下輸送攪龍、提升器、上輸送攪龍、拋撒器,下層的谷物由掃倉(cāng)攪龍送到下輸送攪龍,經(jīng)提升器、上輸送攪龍到拋撒器,均勻地拋撒在上層谷物的表面上。依此不斷地間歇翻動(dòng),使上下層谷物調(diào)換位置,達(dá)到干燥均勻的目的。此種類(lèi)型的干燥設(shè)備機(jī)械化程度較高,各種不同批量的糧食都能烘干,容易實(shí)現(xiàn)水分的自動(dòng)控制,干燥的能耗較低,但是設(shè)備的投資較大。6 圓筒內(nèi)循環(huán)式谷物干燥

15、機(jī)圓筒內(nèi)循環(huán)移動(dòng)式烘干機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便,可以移動(dòng)。用拖拉機(jī)不僅可以牽引還可以驅(qū)動(dòng)各工作部件。它有以下幾個(gè)特點(diǎn)。1)生產(chǎn)率高,干燥速度快。一個(gè)直徑214米,高度5米左右,重量1500千克的干燥機(jī)每小時(shí)可烘玉米2噸(降水5%),一天(20小時(shí))可烘40噸糧食。2)谷物循環(huán)速度快。每1015分鐘完成一次循環(huán),循環(huán)20次就可以降水20%以上。比混流式干燥機(jī)的谷物流速高7倍,比普通橫流式快3倍。因此可以使用高的風(fēng)溫,而不致使糧溫過(guò)高,且干燥均勻,混合好。3)干燥機(jī)設(shè)計(jì)為內(nèi)外圓筒型,機(jī)器結(jié)構(gòu)緊湊,占地面積小,熱空氣分布均勻,糧食受熱一致,而且制造容易。4)干燥緩蘇同時(shí)進(jìn)行,高溫干燥后的谷物用立式螺旋送到

16、上錐體上方,進(jìn)行短時(shí)間的緩蘇,便于谷粒內(nèi)部水分向外擴(kuò)散,符合糧食干燥的規(guī)律,有利于保證糧食品質(zhì)。5)本機(jī)利用較短的干燥段和谷物高速循環(huán)流動(dòng),代替高塔慢速流動(dòng),機(jī)身高度大大減小。另外,由于采用谷物內(nèi)循環(huán),省掉了龐大的提升機(jī),因此在相同的生產(chǎn)率和降水幅度條件下,機(jī)器的重量輕、體型小,大大節(jié)約鋼材。6)谷物始終處于不斷的混合與流動(dòng)狀態(tài)中,因此干燥均勻,水分蒸發(fā)速度快。7)烘干不受原糧水分影響,水分高時(shí)多循環(huán)一些時(shí)間。不需要因安裝烘干機(jī)而花費(fèi)土建費(fèi)用。目前(mqin)這種干燥機(jī)國(guó)內(nèi)已有生產(chǎn)。四、稻谷(dog)干燥機(jī)械化的的發(fā)展趨勢(shì)1 提高干燥后稻谷(dog)的品質(zhì)干燥不僅要去除糧食中的水分,還要保持它

17、的營(yíng)養(yǎng)成分和口味,目前日本已經(jīng)研制出測(cè)定干后稻谷品質(zhì)的儀器(食味計(jì)),它能定量地測(cè)出稻米的口味。為了生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)米,日本、臺(tái)灣和美國(guó)總結(jié)了一系列的經(jīng)驗(yàn),現(xiàn)將主要經(jīng)驗(yàn)歸納如下。1)收獲后立即干燥。經(jīng)驗(yàn)表明,含水率在24%以上的稻谷,放置10小時(shí)以后再烘干則口味下降,所以收獲后要立刻烘干。2)干到合適的水分。當(dāng)年食用的稻谷應(yīng)干燥到15%的含水率,不要過(guò)低。如果干后儲(chǔ)存則應(yīng)干燥到13%。3)采用好的干燥機(jī)械。稻谷干燥機(jī)應(yīng)采用低溫大風(fēng)量,干燥均勻無(wú)爆腰,緩蘇時(shí)間選擇合理。4)選擇口味好的水稻品種5)科學(xué)的種植和管理2 探索新的干燥工藝1)稻谷的低溫除濕干燥。除濕干燥是一種新型稻谷干燥方法,它是利用制冷原理

18、將空氣中的水蒸氣凝結(jié)除去,得到很干的空氣,然后再將干空氣鼓入干燥機(jī)中使稻谷干燥,適合于低溫大風(fēng)量的干燥作業(yè),每小時(shí)的干燥速率在0.15%以下,干后的稻谷品質(zhì)優(yōu)于熱風(fēng)干燥。這種干燥設(shè)備在日本已經(jīng)推廣270臺(tái),可用于干燥稻谷、小麥、大豆和大麥。用這種方法干燥稻谷能耗較低,但是設(shè)備費(fèi)用較高,需要一臺(tái)除濕空氣發(fā)生器。2)太陽(yáng)能干燥。整個(gè)干燥系統(tǒng)置于玻璃溫室內(nèi),稻谷鋪放在一個(gè)長(zhǎng)條形槽內(nèi),利用引風(fēng)機(jī)將溫室內(nèi)的熱氣從上往下吸引并穿過(guò)谷層,使稻谷干燥,在谷床上方設(shè)有攪拌輪,可以沿導(dǎo)軌左右移動(dòng)來(lái)攪拌稻谷,達(dá)到干燥均勻的目的。此設(shè)備的干燥速率為每小時(shí)0.15%0.3%。據(jù)介紹用這種方法干燥的稻谷叫太陽(yáng)米,干燥的品質(zhì)好,口味好,是日本已經(jīng)推廣的一種稻谷干燥方式。五