谷物干燥技术2016.8.16(无锡)

（五）间隙干燥的方法
• 欧美烘干机缓苏与烘干段比例为3∶1，日本 为5∶1。
（六）低温循环式干燥机的总体构造
低温循环式干燥机的输送系统的示意图
低温循环式干燥机的干燥部示意图
循环式干燥机构成
• 下部本体 • 干燥部
• 缓苏储留部 • 循环输送系统 • 加温系统（风机、热源）
躯体
• 控制系统 -------------------
• ⑶将空气稍稍加热可以大大提高空气的干燥 能力。当温度为20℃，湿度为80%的空气只 能使谷物水分降到16%，但如将空气加热 5℃，则可使谷物干燥到12.2%。
干燥温度、干燥速度对谷物 爆腰率的影响
• 在稻谷的干燥过程中，高水分谷粒内部的水分不断向外部 移动，如果干燥温度过高，外部水分的蒸发过快，内层水 分转移速度跟不上，则内外层之间就会因较大的水分差异， 从而诱发应力集中现象，导致谷粒产生裂纹，这种裂纹俗 称“爆腰”。爆腰率的高低直接影响到稻米的重要指标： 整精米率。所以当遇高水分的稻谷干燥时，一定要按照说 明书要求，控制干燥温度。谷物的降水速度不宜过快，否 则加工后碎米率会增加。
• 这种机型是我国农场和 粮库常用的机型，该机 工作时，谷物依靠自身 质量在网柱内自上而下 流动，干燥介质热空气 从一侧接触粮食，并穿 透粮物层，使谷物中的 水分蒸发，调节谷物的 流动速度并可控制粮食 的最终水分。
低温循环式谷物干燥机
• 低温循环式谷物下燥 机是水稻产区最常见 的机型，循环式干燥 机南供热装置、粮温 自动控制装置和主机 三大部分组成。
粮食烘干机械化技术
江苏省农业机械技术推广站 卢 青 2016年8月16 无 锡
粮食烘干机械化技术
• 为什么需要粮食烘干 • 什么是粮食烘干机械化技术 • 低温循环式干燥技术及装备 • 干燥机选型与保养 • 粮食烘干机械化技术存在问题及发展建议
一、为什么需要粮食烘干
（一）粮食生产现状
• 我国是世界上最大的粮食生产国和消费国，我国 粮食年总产超过了6亿吨，江苏省年粮食产量约为 680亿斤。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾 晒、贮存、运输、加工、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6亿吨粮食计算，相当于 3000万吨粮食。
（三）自然干燥法的弊端
• 延迟收割时间，虽然可以适当降低粮食水 分，但增加了机械化收获时损失率，并且 耽误了下季谷物的种植 • 看老天的脸色。天气因素占主导 • 晾晒谷物干燥不均匀，100颗稻谷最起码 10颗达不到粮食储备标准值 • 晒场面积有限，影响收割进程
（四）马路晒粮食的弊端
• 容易诱发交通事故 • 晾晒的粮食不够干净，降低 粮食品质 • 沥青是碳数很高的固态烃及 其衍生物，是石油分馏剩余 的产物，含有很多的致癌物 与杂质 • 汽车尾气污染 • 车碾压粉碎，风吹鸟食等一 些非自然损失约5%左右。
（三）机械干燥谷物的目的
• 1．有利于储藏：谷物的储藏时间一般需要在一年 左右，机械干燥均匀性好，有利于长期储藏。 • 2．可以抗拒自然灾害：在小麦收获季节，阴雨天 气较多，水稻收获季节气温偏低等，给自然晾晒带 来一定的困难，易造成谷物霉烂损失，采用机械干 燥可不受气候影响，减少损失。 • 3．可提高谷物品质：自然晾晒由于受到气候和场 地等制约，无法保证干燥质量，采取低温循环式干 燥谷物，可以按照一定的规律，逐步去除谷物水分， 提高谷物干燥质量。
（五）稻谷含水率及保存期限
• 谷物一年收获1～3次，要存放数年。谷物 是有生命的有机体，水分是其赖以生存的 条件。但水分过高会诱发昆虫和微生物的 滋生，造成谷物发热、发酵、变质和发芽 率下降。 • 小麦刚收获时含水率在20%~25%，水 稻刚收获时含水率在25%~30%，远高 于长期贮藏国标要求的14.5%安全水分， 收获后要尽快降到安全水分13%～15% 。
Hale Waihona Puke Baidu灵魂
下部本体
• 干燥机的基座 • 控制循环速度 • 内藏热源或各种传感 器
干燥部
• • • • 多孔板 横向 纵向 原理：相对湿度、 干燥介质。饱和空 气、平衡水分
不锈钢加强的横向8槽干燥部
缓苏储留部
• 干燥机容量（8吨、 10吨、12吨等） • 干燥速度与爆腰
循环输送系统
• 由提升机、上绞龙、 排粮轮、下绞龙组成。 • 进出粮时间 • 循环时间
（二）低温循环式干燥技术及装备
• 低温循环式干燥技术是以 获得高品质稻米为主要目 标的现代智能机械化干燥 技术。低温循环式干燥机 在对稻谷进行干燥时确保 不损坏谷物生命特征的同 时对谷物进行合理的调制， 使各项优质稻米指标保持 最佳状态。
（三）循环式干燥机的干燥过程
在电脑控制下在线定 时对谷物水分进行检 测，达到设定水分后 发出停机指令。 使谷物 均匀分 布于干 燥机储 留部。
– 1．按介质温度和干燥速度分类：有低温慢速通风干燥， 高温快速干燥。 – 2．按谷物运动状态分类：有固定床(谷层)干燥、移动床 干燥、流化床干燥、沸腾床干燥、振动床干燥。 – 3．按谷物运动方向分类：有横流式干燥，混流式干燥， 顺流式干燥，逆流式干燥。
流化干燥是指干 燥介质使固体颗 粒在流化状态下 进行干燥的过程。
（一）谷物干燥的方法与原理
• 谷物的干燥实际上是通过干燥介质不断带走 谷物表面水分的过程。在干燥过程中，随着 稻谷表层水分的降低，稻谷内部的水分不断 向表层移动，直至介质无法从表层带走水分， 谷物内部与外部水分逐步达到平衡。
（二）粮食干燥设备各种类型
• 按热传递方式分类，粮食干燥方法分为对 流、传导和辐射干燥法三类。
取样检测传感器
操控显示器
• 电阻式水分仪的工作原理是：通常情况下谷物所含水分越高， 电阻值越小，反之水分越低电阻值越大，两者成非线性反比 关系。在大量试验数据的基础上建立不同谷物品种的“水 分—电阻关系曲线”。水分仪的取样检测传感器中由两个接 通电极的金属滚轮，同步反向转动，两轮间约1.5~2mm间 隙。按照预先设定的程序定时从干燥中的循环谷物流上随机 取样，被选取的谷粒随着轮子的旋转，谷物在最小间隙处被 压扁同时测量其电阻值，每压扁一粒测出一个电阻值，一般 每次检测100粒，取算术平均值，然后再通过“水分—电阻 关系曲线”自动换算成水分值在显示器上以数字显示。由于 电阻值不仅与水分高低有关，还与温度有关，所以在水分仪 中都安装有温度补偿的传感器。
稻谷含水率 24%以上 22% 21% 20% 19% 18% 17% 16% 15% 14% 12%
储藏期限 (15oC) 数小时 数小时～1d 3～5d 10d 15d 15～20d 20～25d 30d 半年 1年 2 ～4 年
三、低温循环式干燥技术及装备
（一）干燥机发展历程
• 日本50年代开始研制干燥机，初始需求是降 低碎米率，提高大米品质，目前日本机械化 干燥比例超过90%。 • 我国的粮食烘干技术研究始于解放初期，由 仿制日本、苏联的烘干机开始，于结构复杂 、耗用钢材多、造价高，不适合当时农村的 经济和体制状况，当时仅在大型农场和粮库 应用。
– 对流热力干燥法，热量传给粮食是靠干燥介质 (加热空气或干燥的空气)与粮食直接接触，以 对流换热的方式来实现的。 – 传导干燥法，主要依靠粮食和加热表面的直接 接触，通过热传导的方式将热量传给粮食的。 – 辐射干燥法，热量传给粮食是通过辐射的方式 来实现的。
（二）粮食干燥设备各种类型
• 对流热力干燥法是应用最广的粮食干燥方法。 • 应用对流热力干燥法的干燥设备，由被干燥物料运 动状态、干燥介质温度、干燥介质流动方式的各种 不同组合，有以下几种类型：
也称缓苏部，缓苏 时间是加热时间的 4~5倍，谷物水分由 内部向外部移动。
OK
NO
出料
水分仪
上搅龙
均分机
储留部
提升机
下搅龙
排粮筒
由计算机控制，按 照不同装载量确定 不同的加热与缓苏 比、循环速度。
干燥部
热风加热稻谷使水 分子运动加快，同 时带走稻谷表面水 分子。
进料
• 低温循环式干燥机所谓的“低温”，是指用于干燥稻谷的介 质温度被控制在60℃内，在不同的季节或对不同的干燥谷物， 干燥热风温度是有差别的，如果是干燥种子，温度将更低。 • 计算机程序控制是低温循环式干燥机另一个重要特征。采用 先进的计算机控制技术，通过控制核心部件——控制箱（或 称控制柜）以及机器所配备的室温传感器、谷温传感器、风 压传感器、在线水分测定仪等设备，随时采集数据进行分析， 随时调整干燥机的工作参数——热风温度、循环速度，从而 可以精准地控制干燥速度和稻谷含水率的均匀性，防止在干 燥中有减弱稻谷生命特征的现象发生，同时还可以有效地节 省能源。 • 对于初始水分差异较大（水分差异≥3%）或干燥精度要求 很高时，可以在干燥过程中增加调制工艺，可使最终水分差 异控制在0.2%以内。
由此可见
• 机械化收获需要机械化粮食烘干 • 社会主义新农村建设需要机械化粮食烘干 • 减少粮食损失，节省土地资源需要机械化 粮食烘干 • 真正的优质大米需要机械化粮食烘干
二、什么是粮食烘干机械化技术
• 粮食烘干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，在不损害粮食品质的前提下，降 低粮食含水率，使其达到国家安全贮存标准 的干燥技术。
（四）谷物干燥的主要因素
• 大家都知道：晾晒稻谷都要选阳光直射（温 度高）、通风良好（空气流动）、空气干燥 （湿度低）的场所。这是谷物干燥的基本条 件。谷物干燥机必须在这种环境下作业。 • 烘干三要素：温度、湿度、空气。
• 空气的干燥能力取决于空气的温度和湿度。 • ⑴温度相同时，空气越干燥能吸纳的水分越多：如当温 度为20℃，湿度为80%时，1立方米的空气可吸纳3.5克水； 当湿度降为40%时，可吸纳10.4克水。提高了3倍。 • ⑵湿度相同时，空气温度越高吸纳的水分越多：如当湿 度为40%，温度20℃时，1立方米的空气可吸纳10.4克水； 当温度增加到30℃时，可吸纳18.2克水。提高了80%。
横流粮食烘干机
• 横流粮食烘干机是我国最先引进 的一种机型，多为圆柱型筛孔式 或方塔型筛孔式结构。 • 横流粮食烘干机优点：制造工艺 简单，安装方便，成本低，生产 率高。 • 缺点：谷物干燥均匀性差，单位 热耗偏高，一机烘干多种谷物受 限，烘后部分粮食品质较难达到 要求，内外筛孔需经常清理等。
塔式网柱型干燥机
（四）低温循环式干燥机原理：
• 采取低温、谷物循环的方法，使干燥空气经过谷物， 把谷物的表面水分带走，加热后的谷物通过循环， 输送到储留部进行缓苏，使谷物内部的水分外溢， 经过反复加热缓苏后，把谷物水分降至储藏水分。 谷物在循环过程中，谷物循环速度可根据谷物量设 定（一般在一个小时左右循环一次），加热温度是 根据周围环境气温及谷物品种设定的，干燥机采用 了烘干工艺卡，自动控制加热温度，既把谷物品种 和烘干谷物量设定后，即可自动控制循环速度与热 风温度，设定准确，烘干的谷物水分均匀，不易出 现暴腰现象（暴腰多、出米率低、碎米多，煮饭易 烂）。
进料斗
下搅龙
提升机料斗
提升机头部
除尘机
上搅龙
（七）低温循环式干燥机主要部 件的构造与原理
• 1、加温系统 • 2、水分仪 • 3、电脑控制系统
1、加温系统
固体燃料 煤、秸秆等
液体燃料
柴油等
热 源
气体燃料 天然气等
风 机 电能 电能
2、水分仪的原理与组成
• 水分仪的种类很多，按照工作原理分，常见的有电阻式水分 仪、电容式水分仪等。低温循环式干燥机采用的是电阻式水 分仪。由于水分仪在循环干燥过程中按照指令不断检测谷物 的水分，所以也称其为“在线（生产线）自动水分仪”。 • 电阻式水分仪一般由两部分组成，即取样检测传感器与操控 显示器,在许多干燥机上，操控显示器部分与干燥机控制箱设 计成一体。
（一）干燥机发展历程
• 70年代一些科研单位开始研制适合我国的 中、小型烘干机，多用于农场生产连队和 农村生产队。 • 80年代开始烘干机的研制趋向多样化和小 型化，如煤、气烘干机、稻壳热源烘干机、 固体燃料烘干机、太阳能烘干机等。 • 90年代开始外国独资或合资公司开始进入 中国，先进机型也开始普及，谷物干燥技 术逐步走向成熟。
未能及时晒干对粮食的影响
• 遇到天公不作美时，根本无法晾晒，眼睁 睁地看着稻谷霉变 ，人食用了致癌，动 物食用了间接致癌。
（二）粮食生产过程
耕、整地
施肥 种植 产 前
收获
植保
产 中
干燥
贮藏 加工
产 后
延时收割
自然干燥法
利用太阳光的热量 自然风的干燥方法
常规的 谷物干 燥方法
机械干燥法
利用机械方式的干 燥方法