種子烘干設(shè)備講義

種子烘干機(jī)機(jī)械設(shè)備講義

干燥技術(shù)及設(shè)備

種子干燥技術(shù)

一般新收獲的種子水分高達(dá)25%～45%。這么高水分的種子，呼吸強(qiáng)度大，放出的熱量和水分多，種子易發(fā)生霉變；高水分種子貯藏期間很快耗盡種子堆中的氧氣，因此發(fā)生厭氧呼吸產(chǎn)生酒精致使種子受到毒害；高水分種子遇到零下低溫易受凍害而死亡；種子水分在40%～60%以上時(shí)，種子將發(fā)芽；種子水分高，有利于昆蟲活動(dòng)繁殖，為害種子。因此，種子收獲后，必須及時(shí)將種子干燥，將其水分降低到安全包裝和安全貯藏的水分，以保持種子旺盛的生命力和活力，提高種子質(zhì)量，使種子能安全經(jīng)過從收獲到播種的貯藏階段。

種子的特性

1、吸濕平衡特性----種子中的水分有兩種狀態(tài)，一種是游離水，另一種是結(jié)合水。游離水具有一般小的性質(zhì)，可作為溶劑，0℃能結(jié)冰，容易從種子中蒸發(fā)出來(lái)。結(jié)合水卻能牢固地和種子中的蛋白質(zhì)、糖類及磷脂等親水膠體結(jié)合在一起，不具有溶劑的性質(zhì)，低溫下不分結(jié)冰，也不容易蒸發(fā)。種子內(nèi)部的一系列生命活動(dòng)，必須在游離水存在的狀況下才能進(jìn)行，當(dāng)種子水分減少到不存在游離水時(shí)，種子新陳代謝將降至很微弱的程度。我們將種子的結(jié)合水達(dá)到飽和程度并將出現(xiàn)游離水時(shí)的種子水分，稱為臨界水分。

2、種子的臨界水分因作物種類而不同。在一定的溫度條件下，種子中出現(xiàn)游離水以后，即在臨界水分之上時(shí)，種子就不耐貯藏，種子的活力和生活力會(huì)很快降低和喪失；而在臨界水分以下時(shí)，則一般認(rèn)為可以安全貯藏，保持活力而延長(zhǎng)其壽命。在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)際中，總結(jié)出和臨界水分相似的種子安全貯藏水分，稱為安全水分。種子的安全水分隨作物種類，種子化學(xué)成分和各地溫度不同而有差異。

3、種子的水分主要受溫度和空氣相對(duì)濕度的影響，隨著吸附和解吸過程而變化。在低溫潮濕的條件下，干燥的種子會(huì)吸濕回潮，稱吸附。在溫度較高和濕度較低的條件下，潮濕種子內(nèi)部的水分就會(huì)逐漸向外散失，稱解吸。當(dāng)吸附過程占優(yōu)勢(shì)時(shí)，種子水分增高；當(dāng)解吸過程占優(yōu)勢(shì)時(shí)，種子水分降低。當(dāng)環(huán)境中溫度和濕度條件保持不變，經(jīng)過相當(dāng)時(shí)間后，種子水就基本穩(wěn)定，這時(shí)的水分，就稱為該溫度濕度條件下的平衡水分。

種子的干燥原理

種子干燥是通過干燥介質(zhì)給種子加熱，利用種子內(nèi)部水分不斷向表面擴(kuò)散和表面水分還斷蒸發(fā)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。種子子粒內(nèi)部水分的移動(dòng)現(xiàn)象，稱為內(nèi)擴(kuò)散。內(nèi)擴(kuò)散又分為濕擴(kuò)散和熱擴(kuò)散。

濕擴(kuò)散：種子干燥過程中，表面水分蒸發(fā)，破壞了種子水分平衡，使其表面全水平小于內(nèi)部全水平，形成了濕度梯度，而引起水分向全水平低的方向移動(dòng)，這種現(xiàn)象稱為濕擴(kuò)散。熱擴(kuò)散：種子受熱后，表面溫度高于內(nèi)部溫度，形成溫度梯度。由于存在溫度梯度，水分隨熱源方向由高溫處移向低溫處，這種現(xiàn)象稱為熱擴(kuò)散。當(dāng)種子內(nèi)部水分的蒸汽壓大于該條件下空氣相對(duì)濕度所產(chǎn)生的蒸汽壓時(shí)（空氣有缺水度），則種子內(nèi)部水分散發(fā)，種子失水而干燥，兩者相差越大，干燥作用越明顯。當(dāng)種子內(nèi)部水分蒸汽壓小于空氣中的水分蒸汽壓時(shí)，種子從空氣中吸水而含水量升高；當(dāng)空氣中和種子內(nèi)部水分蒸汽壓相等時(shí)，種子含水量不變（達(dá)到平衡水分）。由此可見，種子干燥的原理，簡(jiǎn)單的講就是：干燥是種子與干燥介質(zhì)濕熱交換的過程。也就是減少空氣蒸汽壓，使種子內(nèi)部水分不斷向外擴(kuò)散的過程。（至于“要使種子干燥，必須有一定溫度的流動(dòng)空氣通過種子，才能收到良好效果”的說(shuō)法只是其一般情況下的說(shuō)法，有合理的成份，但其不嚴(yán)密之處在于：一定溫度的飽和空氣通過種子就不能干燥）。缺水度：某一溫度下空氣的飽和含水量與實(shí)際含水量的差數(shù)。

干燥的必要性

按作物種類不同，谷物種子在含水量35—45%時(shí)達(dá)到生理和官能上的成熟。在這一發(fā)育階段，種子達(dá)最高的發(fā)芽能力和活力。種子成熟后收割越快，種子質(zhì)量越高。不及時(shí)收獲，除喪失發(fā)芽力和活力外，常由于倒伏、落粒、病蟲害而造成產(chǎn)量損失。收割含水量高的種子，不及時(shí)干燥，將很快發(fā)熱和變質(zhì)。貯藏期間，含水量14%以上就開始發(fā)霉，含水16%開始發(fā)熱，35—60%開始發(fā)芽，種子含水量對(duì)種子壽命的影響使種子干燥特別是人工干燥幾乎成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)種子必不可少的條件。干燥的基本要求由升溫造成的種子內(nèi)部活性物質(zhì)的變性，以及由濕熱應(yīng)力對(duì)種子組織結(jié)構(gòu)的破壞，加速了種子劣變，促使種子死亡。種子干燥一方面要求有高的干燥速率，獲得高效益，另一方面又要求盡量保持種子的活力，使種子保持原有的發(fā)芽力。

影響種子干燥的因素相對(duì)濕度溫度氣流速度種子本身生理狀態(tài)相對(duì)濕度：在溫度不變條件下，干燥環(huán)境中的相對(duì)濕度決定了種子的干燥速度和降水量。如空氣的相對(duì)濕度小，對(duì)含水量一定的種子，其干燥速度和降水量大；反之則小。同時(shí)空氣的相對(duì)濕度也決定了干燥后的最終含水量。溫度：干燥環(huán)境的溫度高，一方面具有降低空氣相對(duì)溫度的作用，另一方面能使種子水分迅速蒸發(fā)。所以應(yīng)盡量避免在氣溫較低的情況下對(duì)種子進(jìn)行干燥。氣流速度：種子干燥過程中，必須用流動(dòng)的空氣將其逐走，使種子表面水分繼續(xù)蒸發(fā)。種子本身生理狀態(tài)：剛收獲的種子含水量較高、新陳代謝旺盛，進(jìn)行干燥時(shí)宜緩慢，或先低溫后高溫進(jìn)行兩次干燥。干燥后重量損失的計(jì)算

例100噸種子，水分由21%降為15%，水分減少6%，但重量損失7噸，為什么？這是因?yàn)楦珊蟮淖蚜Ｋ质且婪N子的最后重量計(jì)算，而不是按原來(lái)重量計(jì)算的（種子含水量=（烘前重—烘后重）/烘前重）。為此應(yīng)：損失重量=100×（干前水分-干后水分）/（100—干后水分）

=100×（21-15）/（100-15）=7.06%

干燥方法自然干燥人工機(jī)械干燥自然干燥

自然干燥是利用日光曝曬、通風(fēng)和攤晾等方法降低種子水平。方法簡(jiǎn)便，經(jīng)濟(jì)而又安全，尤其適于小批量種子。但用此法干燥種子，必須做到清場(chǎng)預(yù)曬、薄攤勤翻，適時(shí)人倉(cāng)，防止結(jié)露回潮。人工機(jī)械干燥法A、自然風(fēng)干法此法簡(jiǎn)便易行，只要有一臺(tái)鼓風(fēng)機(jī)就能進(jìn)行工作，但干燥性能有一定限度。

B、熱空氣干燥由于專業(yè)化的種子生產(chǎn)批量大，自然干燥有時(shí)受氣候條件影響，自然風(fēng)干法又不適于大批量種子生產(chǎn)，這時(shí)就需要建立種子烘干加式廠用熱空氣干燥種子。其工作原理是：在一定條件下，提高空氣的溫度可以改變種子水分與空氣相對(duì)濕度的平衡關(guān)系。不同類型的種子，不同地域，所采用的加熱機(jī)械和烘房布局也各不相同。但用此法干燥種子都應(yīng)注意如下事項(xiàng)：決不可將種子直接放在加熱器上焙干；應(yīng)嚴(yán)格控制種溫；種子在干燥時(shí)，一次失水不宜太多；如果種子水分過高，可采用多次間隙干燥法；經(jīng)烘干后的種子，需冷卻到常溫時(shí)才能入倉(cāng)。機(jī)械干燥原理原理是提高空氣溫度，改變水分與空氣相對(duì)濕度的平衡關(guān)系。溫度越高，達(dá)到平衡的相對(duì)濕度越大，空氣的持水量隨之增多，干燥效果越明顯。流程：加熱系統(tǒng)—→熱空氣更換系統(tǒng)—→種子移動(dòng)系統(tǒng)熱風(fēng)溫度、通風(fēng)時(shí)間決定烘干速度。出機(jī)種溫很重要，一般不超過43℃（加熱氣體的溫度70℃為宜），籽粒厚度25—60cm。最新干燥技術(shù)（1）紅外線輻射干燥法紅外加熱的原理：從物質(zhì)結(jié)構(gòu)看，分子內(nèi)部的原子是以若干化學(xué)鍵相聯(lián)接的，而且這些原子都以一定的固有頻率運(yùn)動(dòng)著，當(dāng)分子受到紅外線輻射時(shí)，如紅外線的振動(dòng)頻率與原子的固有運(yùn)動(dòng)頻率相等的，就會(huì)發(fā)生與共振運(yùn)動(dòng)相似的情況，使分子運(yùn)動(dòng)加劇，由一個(gè)能級(jí)躍遷到了另一個(gè)能級(jí)運(yùn)動(dòng)，而使被照射物體升溫加熱。紅外線是一種電磁波，波譜介于可見光和微波之間的波段，波長(zhǎng)是0.76—1000um（1um=10-3mm）。紅外線按它的電磁波長(zhǎng)可分為近紅外線，中、遠(yuǎn)紅外線三種。目前還沒有統(tǒng)一的劃分標(biāo)準(zhǔn)。如以吸收光譜的方法來(lái)區(qū)分，一般將波長(zhǎng)為0.76—1.5um的稱為近紅外線，波長(zhǎng)1.5—5.6um稱中紅外線，波長(zhǎng)為5.6—1000um的稱為遠(yuǎn)紅外線。由于水分在遠(yuǎn)紅外區(qū)有較寬的吸收帶，故可利用遠(yuǎn)紅外線來(lái)干燥種子。其優(yōu)點(diǎn)是：①升溫快（紅外線有一定的穿透能力，透熱深度約等于波長(zhǎng)）當(dāng)種子被紅外線照射時(shí)，其表面與內(nèi)部同時(shí)加熱，此時(shí)由于谷物表面的水分不斷蒸發(fā)吸熱表面溫度降低，因而種子熱擴(kuò)散方向是由內(nèi)向外。另一方面，種子在干燥過程中，水分的擴(kuò)散方向總是由內(nèi)向外的。因此，當(dāng)種子接受紅外輻射時(shí)，種子內(nèi)部水分的濕、熱擴(kuò)散方向一致，加速了水分的汽化，提高了干燥速度。②干燥質(zhì)量好。國(guó)內(nèi)外經(jīng)驗(yàn)證明，用遠(yuǎn)紅外線干燥種子，只要溫度適當(dāng)，不會(huì)影響種子的質(zhì)量，當(dāng)種溫小于45℃時(shí)，不會(huì)影響種子的發(fā)芽率。此外，經(jīng)紅外線照過的種子還具有殺蟲卵、滅病菌的作用而利于種子質(zhì)量的提高。③設(shè)備簡(jiǎn)單，控制方便。④投資少，便于推廣，是較理想的一種干燥方法。微波干燥法微波通常是指頻率在300MHZ～300×103MHZ之間的電磁波，低于300MHZ電磁波是通常的無(wú)線電波，高于300×103MHZ的依次是紅外線，可見光等。微波的波長(zhǎng)范圍是1mm到1m。原理：一般物質(zhì)按其導(dǎo)電性質(zhì)大致可分為兩類，第一類是良導(dǎo)體，微波在其良導(dǎo)體表面產(chǎn)生全反射，極少吸收，所以良導(dǎo)體不能用微波直接加熱。第二類是不導(dǎo)電的介質(zhì)，微波在其表面發(fā)生部分反射，其余部分透入介質(zhì)內(nèi)部繼續(xù)傳播。微波在介質(zhì)內(nèi)部傳播很少被吸收，熱效應(yīng)甚微，故不導(dǎo)電介質(zhì)也不適宜用微波直接加熱。此外，還有吸收性介質(zhì)，微波在其中傳播時(shí)顯著地被吸收而產(chǎn)生熱，即具有明顯的熱效應(yīng)，這類吸收性質(zhì)最宜于用微波加熱。水能強(qiáng)烈地吸收微波，含水物質(zhì)一般都是吸收性介質(zhì)。可以用微波加熱干燥。特點(diǎn)：在干燥過程中，由于種子的表面與周圍介質(zhì)之間發(fā)生熱、濕交換，使種子表面消耗掉一部分熱，種子表面溫度升高就慢于內(nèi)部，其結(jié)果使種子內(nèi)部的溫度高于物料表面的溫度，不會(huì)造成外焦現(xiàn)象。速度快，效率高，提高種子發(fā)芽率，使種子消毒。

種子烘干機(jī)械混流式種子烘干機(jī)（連續(xù)式）橫流式種子烘干機(jī)（循環(huán)式）果穗烘干

1.混流種子烘干機(jī)結(jié)構(gòu)2.烘干原理——冷空氣與燃燒機(jī)（或熱風(fēng)爐）加熱的空氣進(jìn)入混風(fēng)室，再經(jīng)配風(fēng)室形成暖風(fēng)，暖風(fēng)在壓力作用下通過進(jìn)風(fēng)道入口進(jìn)入各烘干段并穿過物料層，物料接觸來(lái)自各方向的暖風(fēng)氣流，使物料蒸發(fā)出水份，并將其帶進(jìn)排風(fēng)道，從排風(fēng)風(fēng)機(jī)排出機(jī)外，達(dá)到烘干的目的。3.概念及術(shù)語(yǔ)1)混流——熱風(fēng)在烘干機(jī)內(nèi)與種子接觸時(shí)既有向上又有向下的方向流動(dòng)。2）降水幅——從大水分降到小水分的差值。3）生產(chǎn)率——烘后的干種子質(zhì)量4）處理量——烘前的濕種子質(zhì)量一、混流種子烘干機(jī)（連續(xù)式）5）干燥能力——處理量×降水幅6）破碎粒——脫殼的整粒稻米和破碎稻米的總稱7）驚紋?！摿！C(jī)械清選、輸送、撞擊、擠壓等使稻谷產(chǎn)生的裂紋粒。8）爆腰?！娓蛇^程中高溫受熱或冷卻過快使稻谷產(chǎn)生的裂紋粒。9）裂紋?！娓蛇^程中高溫受熱、脫水或冷卻過快使玉米產(chǎn)生的裂紋粒。4.烘干工藝一次烘干——經(jīng)過一次干燥過程使種子降到安全水分或所需水分。二次烘干

5.烘干機(jī)的調(diào)整控制1)調(diào)整——主風(fēng)機(jī)風(fēng)門和冷風(fēng)機(jī)風(fēng)門開度。2)控制——熱風(fēng)溫度（需要穩(wěn)定）和排種滾轉(zhuǎn)速。6.烘干機(jī)的使用操作7.烘干機(jī)正常作業(yè)8.停機(jī)9.烘后種子水分測(cè)定10.故障原因及排除方法

烘干機(jī)外觀1.橫流種子烘干機(jī)結(jié)構(gòu)2.烘干原理3.概念及術(shù)語(yǔ)橫流——熱風(fēng)在烘干機(jī)內(nèi)與種子接觸時(shí)呈垂直橫向方向流動(dòng)。4.特點(diǎn)每循環(huán)一次的干燥加熱時(shí)間約為6～11min，緩蘇時(shí)間為50～60min左右，干燥與緩蘇段的時(shí)間比為1：5～8。二、橫流式種子干燥機(jī)（循環(huán)式）1．玉米果穗烘干工藝2．熱風(fēng)溫度3．熱風(fēng)溫度控制4．熱風(fēng)溫度與發(fā)芽率5．種子出機(jī)溫度6．干燥不均勻度要求7．烘干機(jī)性能比較三、生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)問題玉米果穗烘干工藝

控制參數(shù)要求果穗含水率/％熱風(fēng)最高溫度/℃果穗最大堆積高度/m干燥到12％～13％所需時(shí)間/h40以上35～4030～3525～3020～2520以下3638404244462.02.53.03.53.53.58070605550452．熱風(fēng)溫度①實(shí)際上循環(huán)式橫流種子干燥機(jī)的熱風(fēng)溫度可高于連續(xù)式混流種子烘干機(jī)。②環(huán)境溫度高于25℃，相對(duì)濕度高于70％，熱風(fēng)溫度也可適當(dāng)提高。

3．熱風(fēng)溫度控制油爐的熱風(fēng)溫度控制為：設(shè)定值±3℃，煤爐（機(jī)燒）的熱風(fēng)溫度控制為：設(shè)定值±5℃，秸桿爐（機(jī)燒）的熱風(fēng)溫度控制為：設(shè)定值±10℃4．熱風(fēng)溫度與發(fā)芽率1）在相同烘干溫度下，初始水分不同，烘后發(fā)芽率也不同，初始水分越大，其發(fā)芽率損失也越大。2）初始水分越大，熱風(fēng)溫度應(yīng)相對(duì)越底。3）含水率在20％以上時(shí)，最好采用二次烘干工藝，以提高發(fā)芽率。

5．種子出機(jī)溫度出機(jī)種子溫度應(yīng)不高于環(huán)境溫度8℃。

6．干燥不均勻度要求小麥、玉米小于3％；水稻小于1％。NY/T370—1999《種子干燥機(jī)試驗(yàn)鑒定方法》）

7．烘干機(jī)性能比較以10t/h（5％）玉米烘干機(jī)為例，

10t/hX（