對我國稻谷干燥的認識和設備開發(fā)(共7頁)

1、對我國稻谷干燥(gnzo)的認識和設備開發(fā)摘要(zhiyo)：論文介紹了稻谷(dog)干燥的特點,我國稻谷干燥設備開發(fā)的情況、存在的問題和解決的建議,重點闡述了稻谷干燥過程中爆腰、緩蘇和干燥速率等關鍵技術問題,簡要論述了目前稻谷干燥技術的發(fā)展趨勢和在我國實現(xiàn)稻谷干燥機械化的建議。關鍵詞：水稻 干燥 爆腰 緩蘇水稻是我國主要糧食作物,種植面積3300多萬公頃,占我國總耕地面積的1/4,從南方到北方,許多地區(qū)都有種植,產量達118億噸,約占全世界水稻產量的37%。近年來隨著我國經濟體制的改革,東北墾區(qū)水稻種植面積有不斷擴大的趨勢,種植面積將由4萬多公頃擴大到200萬公頃,加上水稻聯(lián)合收獲機的不斷發(fā)

2、展,水稻收獲后的稻谷干燥問題便成了十分迫切的問題。一、稻谷干燥的特點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,干燥速度過快或參數(shù)選擇不當容易產生爆腰。所謂爆腰就是稻谷干燥后或冷卻后,顆粒中產生可見裂紋。這將直接影響稻谷碾米時的碎米率,從而影響稻谷的出米率,也就是影響它的產量和經濟價值。因此我國干燥標準規(guī)定:稻谷干燥機爆腰率的增值不超過3%。其次是稻谷的結構不同于其它糧食作物,稻谷籽粒由堅硬的外殼和米粒組成。外殼對稻米起著保護作用,故稻米比大米更易于保存。但是稻谷在干燥時其外殼就起著阻礙籽粒內部水分向外表面轉移的作用。所以稻谷就成了一種較難干燥的糧食。試驗表明稻殼、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,而應看作是一種復合體。綜上所述,稻谷干燥后的品質就成為關鍵問題。即稻谷干燥不僅要求生產率高、爆腰率低,而且還應保證整米率高。美國的資料表明,高等級大米(碎米率低于10%)與低等級大米的差價約為100美元/噸。我國稻谷年產量約為118億噸,但因大米的品質不高,達不到國際市場對品質的要求,影響了稻米的出口。試驗研究表明,稻谷烘干時的整米率不僅和介質溫度有關,而且與空氣的相對濕度也有一定關系。熱風溫度增加,則整米率降低;相對濕度增加,則整米率增加。為了解決稻谷烘干后的爆腰率問題,一般采用以下措施。1 采用烘干緩蘇工藝即烘干以后(yhu

4、)將稻谷放入緩蘇倉中保溫(bown)一段時間,使籽粒內部水分向表面(biomin)擴散,降低籽粒內部的水分梯度。然后再次干燥,這樣就可以減少爆腰率。但是在干燥過程中增加一個緩蘇過程,勢必降低干燥機的生產率(干燥能力)。因此合理選擇緩蘇時間,便成了關鍵問題。日本生產的橫流循環(huán)式水稻烘干機內部均設有緩蘇段,其緩蘇時間與干燥時間的比值為51到81。美國稻谷加工廠為了減少爆腰率,提高出米率,緩蘇時間有的長達24小時。2 采用較低的熱風溫度為了保證稻谷烘后品質,減少爆腰率,必需采用較低的介質溫度。根據(jù)泰國稻谷干燥的調查,干燥稻谷所用的熱風溫度一般均在50以下。我國黑龍江農墾科學院農業(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,水稻干燥過程中的爆腰,不僅與熱風溫度有關,還與熱風濕含量和稻谷的初水分有關。相同溫度條件下空氣濕含量較高時(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%,熱風溫度應在45以下。這里必須指出,決定稻谷品質的主要參數(shù)應為水稻本身的溫度,而不是熱風溫度。因為不同的干燥工藝,其糧溫和風溫的差值是不同的。如果采用逆流烘干,則糧溫接近熱風溫度;如果是順流干燥,則風溫和糧溫相差較大。利用順流工藝烘干高水分糧食時,風溫高達120而糧溫有時不超過50。因此,嚴格的說,應當限制干燥

6、過程中糧食本身的溫度。3 限制稻谷的干燥速率稻谷干燥過快或冷卻過快均易產生爆腰。日本笠原正對循環(huán)式水稻干燥機的研究表明,當連續(xù)干燥(無緩蘇)時,平均降水速率超過每小時0.8%,稻谷的爆腰率急劇增加。日本東京大學教授細川明對水稻干燥的研究表明,低溫大風量和高溫小風量相比爆腰率的增值不多,但低溫大風量可以使干燥速率從1%/時提高到1.8%/時。這也是日本橫流循環(huán)式水稻干燥機為什么采用低溫大風量的原因。綜合以上研究,可以得出結論:即為了保證稻谷的干燥品質,干燥速度不可太快,日本的研究認為干燥稻谷時減干率應控制在0.8%1.0%/時以下。二、稻谷干燥中的幾個值得探討的問題1 爆腰率問題1)爆腰的定義與

7、標準爆腰有多種形式,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,應當有個標準,否則人為的因素將影響爆腰率的測試。日本在稻谷爆腰檢測中分成輕度爆腰、重度爆腰,并規(guī)定了裂紋的長度。我國在爆腰測試中也應有個標準。2)爆腰率的測定時間問題日本伴敏三(1971年)的研究表明,稻谷的爆腰不一定在干燥時發(fā)生,而是在干燥后一直進行,48小時后才趨于穩(wěn)定。美國Kunze教授的試驗證明,用60的風溫干燥稻谷,干燥后取13粒未爆腰的稻谷,放于環(huán)境溫度下觀察,4小時后有9粒爆腰,6小時后有11粒爆腰,24小時后全部爆裂。因此,在標準中應規(guī)定檢測爆腰

8、率的時間,即測定稻谷爆腰率必需在烘后隔一段時間再取樣測定分析。3)爆腰與整米率的關系干燥中限制稻谷的爆腰率,主要是因為爆腰稻谷在碾米時容易產生碎米,但是造成碎米的原因有二,一是稻谷本身有裂紋缺陷,二是碾米機質量不好或參數(shù)調節(jié)不當。爆腰的稻谷也不一定全碎,所以應以整米率為另一指標,并進一步研究爆腰與碎米率的關系。2 減干率的限制問題稻谷干燥的關鍵是干燥質量與干燥機生產能力的矛盾問題,根據(jù)日本的試驗研究,為了保證干燥后稻谷的爆腰率不超過規(guī)定值,稻谷干燥時的降水速率不得超過0.8%1.0%/時,因此,初水分為28%的稻谷要干燥到14%,至少需要十幾個小時,這就大大地降低了干燥機的生產率。中國農業(yè)大學

9、干燥室對逆流倉式干燥機烘干稻谷的研究證明,干燥速率達到2.5%/時,爆腰率增值也沒有超過規(guī)定。劉當慧的研究表明,利用滾筒式干燥機烘干稻谷,熱風溫度高達200,減干率在2%/時以上,但爆腰率并不高。以上研究證明,稻谷的干燥品質與干燥工藝(干燥機型)有很大關系,不能一概而論。3 緩蘇時間的長短問題日本的稻谷干燥機采用較高的緩蘇比,其平均值為51,有的循環(huán)式干燥機緩蘇比高達101,因而影響了干燥效率。為了提高干燥效率應當在不影響干燥質量的條件下,盡量減少緩蘇時間。美國的研究表明,當緩蘇溫度為40時,達到完全緩蘇的時間為4小時。當緩蘇溫度為24時,緩蘇時間為6小時。三、稻谷干燥設備目前用于干燥稻谷的機

10、型主要有以下幾種形式。1 橫流(hn li)循環(huán)式干燥機日本采用(ciyng)橫流循環(huán)式干燥機烘干稻谷,該機采用(ciyng)較低的熱風溫度(5060),干燥和緩蘇在同一機體內進行,干燥加熱的時間較短(810分),緩蘇時間較長(6080分左右)。其干燥原理為低溫大風量、薄層多通道、干燥加緩蘇的干燥工藝。緩蘇與干燥段的時間比為581,風量為每100千克谷物0.50.7立方米/秒。該機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。此類設備目前國內已有生產。2 混流式干燥機美國采用混流式干燥機烘干稻谷,干燥工藝為干燥緩蘇干燥緩蘇,一個典型的例子就是LSU型稻谷烘干機。它是美國路易斯安納

11、州立大學研制成功的一種混流式干燥機,由若干個標準段組成,每段有15個全角管6個半角管,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,常用的熱風溫度為5066,風量為4497立方米/噸分,每標準段可容納稻谷0.85噸,每段所需風量為10000立方米/時,烘干稻谷時每一個標準段的生產能力為1.5噸/時(降水3%5%)。根據(jù)美國的使用經驗,當熱風溫度為5060時,采用五個標準段,干燥機的生產率可達8噸/時。根據(jù)美國Calderwood和Webb對稻谷進行的多年試驗表明,使用LSU型稻谷干燥機,每次通過干燥機的時間約為

12、15分,整個干燥過程需要使稻谷通過干燥機56次,最高糧溫為50,最低糧溫為38.3。3 橫流式谷物干燥機又稱網(wǎng)柱式干燥機,稻谷靠自重在兩個篩網(wǎng)間流動,熱風橫穿谷層,使谷物中的水分蒸發(fā),調節(jié)谷物的流動速度即可控制谷物的終水分。這種干燥機結構簡單,工作可靠,制造成本較低。烘干稻谷時往往不能一次干燥到要求的終水分,需要通過干燥機多次,中間還要有緩蘇裝置。這種類型的干燥機主要缺點是干燥不均勻,進風側的谷物較干,排氣側的谷物則比較濕,采用以下措施可以克服上述缺點:采用較薄的谷層(0.150.23米);采用較高的風量;降低熱風溫度,加快谷物流速。對于連續(xù)式橫流干燥機,候斯頓推薦熱風溫度不可超過55,機內稻

13、谷溫度不可超過48。縮短干燥時間,增加通過次數(shù)可以增加出米率。4 順流式干燥機近年來,美國也采用多級順流式干燥機烘干稻谷,它使用的熱風溫度為65120,每一級順流段的最大去水量為1.5%2%,選擇糧食流速時要注意使稻谷接觸高溫熱風的時間不超過1520秒,緩蘇段稻谷的溫度應不超過43,三級順流干燥機中谷物流速約為57米/時,干燥時稻谷通過干燥機二次,第一次降水5.4%,第二次降水4.6%。順流式干燥機雖然采用了較高的熱風溫度,但是,產米率僅降低1.3%。5 逆流(nli)式干燥圓倉逆流式干燥倉是由金屬(jnsh)倉、透風板、拋撒器、風機、加熱器、掃倉螺旋(luxun)和卸糧螺旋組成。倉體為金屬波

14、紋結構,直徑一般為412米,大的可達16米以上。谷物從進料斗進入,經提升器、上輸送攪龍,送到拋撒器均勻地撒到透風板面上,直到所要求的谷層厚度為止,然后開動風機,把經加熱的空氣壓入熱風室,熱風從下而上穿過谷層,由排氣窗排出機外。需要翻動谷物時,開動掃倉攪龍、下輸送攪龍、提升器、上輸送攪龍、拋撒器,下層的谷物由掃倉攪龍送到下輸送攪龍,經提升器、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,使上下層谷物調換位置,達到干燥均勻的目的。此種類型的干燥設備機械化程度較高,各種不同批量的糧食都能烘干,容易實現(xiàn)水分的自動控制,干燥的能耗較低,但是設備的投資較大。6 圓筒內循環(huán)式谷物干燥

15、機圓筒內循環(huán)移動式烘干機結構簡單操作方便,可以移動。用拖拉機不僅可以牽引還可以驅動各工作部件。它有以下幾個特點。1)生產率高,干燥速度快。一個直徑214米,高度5米左右,重量1500千克的干燥機每小時可烘玉米2噸(降水5%),一天(20小時)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溫,而不致使糧溫過高,且干燥均勻,混合好。3)干燥機設計為內外圓筒型,機器結構緊湊,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)干燥緩蘇同時進行,高溫干燥后的谷物用立式螺旋送到

16、上錐體上方,進行短時間的緩蘇,便于谷粒內部水分向外擴散,符合糧食干燥的規(guī)律,有利于保證糧食品質。5)本機利用較短的干燥段和谷物高速循環(huán)流動,代替高塔慢速流動,機身高度大大減小。另外,由于采用谷物內循環(huán),省掉了龐大的提升機,因此在相同的生產率和降水幅度條件下,機器的重量輕、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,水分高時多循環(huán)一些時間。不需要因安裝烘干機而花費土建費用。目前(mqin)這種干燥機國內已有生產。四、稻谷(dog)干燥機械化的的發(fā)展趨勢1 提高干燥后稻谷(dog)的品質干燥不僅要去除糧食中的水分,還要保持它

17、的營養(yǎng)成分和口味,目前日本已經研制出測定干后稻谷品質的儀器(食味計),它能定量地測出稻米的口味。為了生產優(yōu)質米,日本、臺灣和美國總結了一系列的經驗,現(xiàn)將主要經驗歸納如下。1)收獲后立即干燥。經驗表明,含水率在24%以上的稻谷,放置10小時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。當年食用的稻谷應干燥到15%的含水率,不要過低。如果干后儲存則應干燥到13%。3)采用好的干燥機械。稻谷干燥機應采用低溫大風量,干燥均勻無爆腰,緩蘇時間選擇合理。4)選擇口味好的水稻品種5)科學的種植和管理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除去,得到很干的空氣,然后再將干空氣鼓入干燥機中使稻谷干燥,適合于低溫大風量的干燥作業(yè),每小時的干燥速率在0.15%以下,干后的稻谷品質優(yōu)于熱風干燥。這種干燥設備在日本已經推廣270臺,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,但是設備費用較高,需要一臺除濕空氣發(fā)生器。2)太陽能干燥。整個干燥系統(tǒng)置于玻璃溫室內,稻谷鋪放在一個長條形槽內,利用引風機將溫室內的熱氣從上往下吸引并穿過谷層,使稻谷干燥,在谷床上方設有攪拌輪,可以沿導軌左右移動來攪拌稻谷,達到干燥均勻的目的。此設備的干燥速率為每小時0.15%0.3%。據(jù)介紹用這種方法干燥的稻谷叫太陽米,干燥的品質好,口味好,是日本已經推廣的一種稻谷干燥方式。五