我国稻谷每年总产量约2000亿kg，其中，江西、安徽等南方13省总产量1700亿kg，占全国总产量的85%，收购量超过25亿kg的省份依次为江西、安徽、湖北、湖南、四川和江苏等省。北方稻谷收获时水分含量大部分在16%～18%，而南方稻谷收获时气温在20。35℃，空气相对湿度在70%～90%，收获时间紧，大部分稻谷多采用联合收割机收获，收获时稻谷水分大部分在16%～20%，收获时如遇到阴雨天气，稻谷水分高达22%～35%。对于水分超过25%的稻谷，堆放12 h就会发热，堆放24 h会霉变，甚至发芽。据有关方面统计，仅江淮流域，每年霉烂的稻谷达50亿kg。
    随着粮食流通体制改革的深入，粮食收购市场的全面开放，粮食收购主体多元化，为增加国有粮食企业在市场中的竞争力，确保粮安全量特别是国家储备粮的安全，保护农民利益，提高企业效益，发挥主渠道作用，必须解决我国稻谷烘干的问题。
1、我国稻谷烘干现状
近几年有一些粮食企业开始自行购置小型稻谷烘干机，以便收购高水分粮。2000年以后，由国家投资建设了300多套烘干机，其中，北方粮食（玉米）连续式烘干机共287套；南方小型循环式38套，南方大型连续式烘干机10余套。这些烘干机的建设解决了部分高水分粮食收入粮食企业急待干燥的现实。粮食企业可以及时收购并干燥潮粮，减少粮食霉变损失，大大提高粮库经济效益。
1.1  北方稻谷烘干现状
    北方地区粮食收获季节多在秋冬季，外界气温低，原粮含水率较高，客观上要求烘干机产量高，降水幅度较大，效率高。因此，北方地区粮库多为大型连续式烘干机，配套清理、提升、除尘设备和烘前、烘后仓；配备完善的温度和水分检测及自动控制系统。产量500 t/d以下，降水幅度7%左右的稻谷烘干机能够实现单机连续作业。烘干机绝大多数配备燃煤热风炉，少量为稻壳、油或其他燃料。
1.2南方稻谷烘干现状
    南方地区粮食企业稻谷烘干机形式多为小型循环式和大型连续式。小型循环式烘干机单机降水幅度小（一般小于3%），产量较小，一般小于20 t/d，若要满足大产量或高降度幅度的稻谷烘干需求，必须采用多机串联或并联作业，一般为6-12个小型循环式烘干机式烘干机串联或并联作业。为保证稻谷品质，减少爆腰和提高整精米率，通常使用的热风温度不超过60℃，小时降水率≤1%。主要机型为1996年以后进入我国的日本金子和台湾三久等独资企业生产的小型循环式低温烘干机，国外通常作为种子烘干机。特点是单机产量较小，采用柴油或煤油作为热源，直接加热干燥，烘后稻谷品质较好，自动控制系统较高。但从原理和实际使用情况来看，其设备占地面积大，造价高，效率低，干燥成本高，多机串联生产时稻谷爆腰率较高，不适于大型粮食企业使用。南方稻谷大型连续式烘干机单机产量可达2000t/d，主要机型为逆顺流烘干机、顺逆烘干机和混流烘干机，其中逆顺流烘干机是最适合南方稻谷烘干机的机型，其特点为热效率高、节能显著、干燥后粮食品质好、环保、能一次性将稻谷降至安全水分、自动化程度高、可操作性强、通用性及适用性好、便于系列化和标准化生产。
2、稻谷烘干机
2.1我国稻谷烘干机研究应用发展历程
    目前我国使用的连续式烘干机有以下几种基本形式：顺流、逆流、顺逆流、逆顺流、顺混流、混流与错流烘干机。根据各种机型的基本原理和使用经验，逆顺流、顺逆流和混流烘干机在保证稻谷烘后品质上有其突出的优势，适用于稻谷干燥。
    早在20世纪60年代，郑州科研设计院就对混流烘干机进行了深入的研究，在国家“七五”攻关中对流化烘干机和错流烘干机进行了研究，“七五”攻关项目当年获部科技进步二等奖。“九五”攻关中，又对世界较先进的顺逆流烘干机进行深入的研究，取得成功。“九五”攻关项目《大型干燥机的研究和开发》获国家科技进步二等奖。2002年烘干机专项建设项目——吉林省磐石国家粮食储备库300 t/d烘干机系统项目，郑州科研设计院为吉林省磐石国家稻谷储备库设计了DSH 15型顺混流烘干机，采用低温大风量连续式烘干稻谷，运行成本低（吨粮降1%水的费用8.7元），适用于高水份玉米和稻谷的干燥，尤其是对高水份稻谷的烘干更具有优势。2003年郑州科研设计院研究开发了SH连续式稻谷烘干机，并在九江中谷家粮食储备库进行了SH 40 (40t/d)连续式稻谷烘干机的生产性试验，试验结果表明：SH 40型连续式稻谷烘干机具有投资成本低、运行费用低、烘后稻谷品质好、效率高与可操作性强等特点。2008年，我国首次研究设计的DSH 500型连续式稻谷烘干机，应用在东北建三江地区中储粮抚远、创业、前锋等直属库。2010年至今，我们利用北方地区连续式烘干机的现有技术，结合我国南方稻谷的干燥特点及降水规律．优化了稻谷干燥工艺、工艺参数及烘干机结构，研究设计了适于南方大中型粮食企业使用并兼顾小型粮食企业使用的DSH系列环保型逆顺流连续式高水分保质稻谷烘干机，已应用在中储粮荆门、贺州、梧州、全州、桂林、万年、宁都等直属库和合肥市第二粮库，使用效果良好。“十一五”期间，国家粮食储备局郑州科学研究设计院承担了“‘十一五’国家科技支撑计划”项目“粮食丰产科技工程（产后领域）”的第19课题“粮食干燥防霉技术和质量控制关键技术创新研究”的研发实施工作，其中子课题19-2“长江中下游平原小型高效稻谷保质干燥设备研究开发”经过大量的调查研究，开发了小型高效稻谷保质干燥和木材、秸杆燃烧炉，实践证明，该机具有烘干成本低、烘后稻谷品质好、节能、工艺灵化（设有循环烘干工艺）等优点。2008-2010年，国家粮食储备局郑州科学研究设计院与河南神华承担了农业科技成果转化资金项目——小型高效稻谷保质干燥机中试与示范，研发了小型高效稻谷保质干燥和小型稻壳燃烧炉，实践证明，该机具有“保质、高效、节能、环保、低费用”的特点。
2.2河南神华连续式稻谷烘干机
2.2.1河南神华DSH连续式稻谷烘干机
    DSH连续式稻谷烘干机是我院自主研发的新型稻谷烘干机。适用于南方地区早、晚稻谷的烘干，也可用作油菜籽、小麦等粮食的烘干。其主要特点是采用新型干燥工艺，根据降水率(3%-5%)和品质要求配备2段干燥和2段缓苏，采用逆流干燥方式，角状管横向交错密布排列，纵向层与层之间垂直排列，2段干燥共用一台热风机，采用中间送风方式，热风分部均匀，无死角，稻谷缓苏和干燥时间之比约为5:1，粮粒内外充分进行湿热平衡，稻谷烘后水分均匀，减少稻谷爆腰率，保证烘后品质。采用错流冷却方式，降温效果好，冷却均匀且比较缓和，减少了稻谷因冷却而产生爆腰。湿粮在机内一次达到安全水分，冷却后排出机外。该机优点是：①不论产量和降水幅度如何变化，烘干机均可设计为单台，占地面积小，附属设备少，且不增加操作人员数量。②产量越大，系统投资总费用与循环式烘干机相比越低，效率高的优势越明显。③烘后粮食品质好，稻谷爆腰率低，脂肪酸值低，均匀性好。④经济实用，运行成本低。
2.2.2  
    DSH系列顺混流连续式稻谷烘干机是针对南方稻谷干燥的特点，将顺流和混流结合干燥形式充分结合而成的新型组合连续式稻谷烘干机。根据稻谷内部温度和水分分布规律，交错采用顺流和混流干燥形式，低温大风量均匀干燥，设计合理的缓苏段，使粮粒内外充分进行湿热平衡，并配以比较缓和的冷却方式。该机缓苏与干燥时间之比达到5:1，其目的也是在保证降水的同时保护稻谷品质。DSH系列顺混流连续式稻谷烘干机具有烘后稻谷爆腰率低、脂肪酸值低、烘后稻谷品质好、水分均匀性好、节能明显、干燥成本低等优点，是稻谷保质节能干燥的理想机型。这种稻谷烘干机是近几年烘干机发展的成果，在国际上也是较先进的机型。
2.2.3DSH系列顺流连续式稻谷烘干机是目前国际上较先进的干燥形式，其工艺条件和降水过程接近粮粒自然降水过程。稻谷籽粒结构复杂，外壳与内部不是均匀体，干燥不能过急，否则会产生大量的爆腰粒。而该机型的最大的特点是使稻谷得到充分的缓苏，这对谷物干燥尤为重要。根据稻谷降水量小、产量大的特点，采用多极干燥多级缓苏和逆顺流冷却的合理方案，干燥过程为：（顺流干燥一缓苏）m-（逆流干燥一缓苏）n-逆顺流冷却，m和n为干燥级数，根据粮食品种、烘干机产量、降水幅度、烘干后粮食品质等诸多因素综合而定。虽由于机体较高，采用固定式干燥机型。
2.2   DSH系列环保型逆顺流高水分稻谷保质烘干机采用逆顺流组合干燥新技术，将逆流干燥技术和顺流干燥技术有效合理地组合起来，实行“多段、变温、缓苏”干燥，吸收了横流、顺流、逆流、顺逆流、顺混流和混流干燥工艺的优点，突出特点为采用“低温、大风量、长缓苏、长流程、连续性”干燥工艺，严格控制干燥后粮食温度。其典型工艺路线为：（逆流干燥一顺流干燥一缓苏）n-（逆流冷却一顺流冷却），即n级逆流干燥、n级顺流干燥（共计2n级干燥），n级缓苏，2级冷却，逆流和顺流交替进行，每一级逆流和顺流干燥后设置一级缓苏，干燥和缓苏级数随降水幅度的增大而增加。
    该干燥工艺更符合粮食籽粒自身降水规律，干燥和冷却条件温和，干燥缓苏比合理，干燥时间、缓苏时间及冷却时间充裕，粮食最高受热温度不会超过其允许的受热温度，确保粮食干燥的处理量和降水幅度达到设计要求，干燥干后粮食的理化性质不变化。
2.2.5 河南神华 DSH混流连续式稻谷干燥机
    DSH混流连续式稻谷干燥也是目前使用较多的一种稻谷干燥形式，这种机型种类多，适用性广，可根据不同要求灵活操作，适用于多种物料的干燥。根据稻谷降水特性，采用预热、干燥、缓苏相结合并有废气回收的设计方案。预热是回收干燥段排出的废气对稻谷进行预热，干燥后再经过一段较长的缓苏，使稻谷籽粒内部充分进行湿热平衡，减少温度梯度，汽化排湿，而后冷却。这样做可以避免湿热籽粒突然冷却产生爆腰，更好地保证烘后品质。
2.2.6连续式稻谷干燥机热源配置
    连续式烘干机可配套根据当地资源情况和粮食企业要求配套燃煤热风炉、油炉或稻壳炉等。煤和稻壳等作燃料的热风炉必须配备换热器，油炉因为热值高，燃烧完全，水稻外表面残留少，因此可根据烘后稻谷用途选择是否配备换热器。
2.3循环式稻谷干燥机
2.3.1  单台循环式稻谷烘干机
    循环式烘干机采用电脑自动控制。该机型干燥段是根据薄层干燥原理设计的，即在送风机和二级串联的吸引风机作用下，较低温度（一般为40~50℃）的热空气，以高风速、大风量强行通过薄层谷物，空气流动方向与谷物流动方向相互垂直，使热空气与谷物充分接触，实现干燥谷物的目的。经过干燥段的谷物由下部间隙排粮装置排出，再经输送、提升、均分等装置，被带到烘干机上部的缓苏段，谷物由缓苏段再逐步进入干燥段。这样周而复始的循环干燥过程，是通过短时间的受热蒸发掉表层水分，长时间的缓苏使内部水分向表层移动扩散，二者相互协调，保证了干燥后的谷物有较好的品质。循环式烘干机将谷物含水量由24%降到14.50%，一般需要13h。
    日本金子单台循环式稻谷烘干机由下体、干燥段、缓苏段、稻谷提升机、输送机、燃烧炉和油箱、油路系统、通风系统、电气控制系统组成。台湾三九烘干机与其相似。
2.3.2  多台串并联循环式稻谷烘干机
    多台串并联循环式稻谷烘干机是把单台循环式稻谷烘干机串联或并联组合起来的一种长工艺流程循环式稻谷烘干机。其典型工艺流程为：湿粮→提升机（皮带机）→清理筛→提升机→湿粮仓→提升机→水平输送机→（烘干机）→皮带机。
3、烘干机评价指标
3.1  烘干机的主要评价指标
    评价烘干工艺优劣或烘干机性能的指标主要有干燥速率、能耗和品质3个方面。能耗包括热耗和电耗，是衡量烘干机技术性能好差的一项经济指标。干燥速率可以用小时降水量和降水率表示。品质指标较多，主要有裂纹率、热损伤、破碎率、发芽率和容重等。
3.2烘干机的主要评价指标之间的关系
    改变干燥工艺或干燥方法对3类指标的影响是不同的，研究表明：①提高热风温度，降水率提高，单位热耗降低，总裂纹率和破碎率升高。存在着提高干燥速率、降低能耗与改善稻谷品质之间的矛盾。②提高热风速度，干燥速率提高，对裂纹率和破碎率影响不大，但能耗大幅度增加。存在着提高干燥速率与能耗之间的矛盾。因此，进行干燥机及干燥工艺选择时，3类指标不可能全部达到最优。选择的依据主要是干燥目的和本地区的资源情况（如煤炭、油料、稻壳和电力等）。应综合分析3类指标的优先权重选择烘干机。
3.3烘干机性能指标权重的优先顺序
    对不同用途烘干机，烘干性能指标权重的优先顺序为：①种子用烘干机：发芽率、脂肪酸值、裂纹率、热损伤、热耗、破碎率、电耗及容重。②食用烘干机：降水率、热耗、电耗、脂肪酸值、容重、破碎率、裂纹率、热损伤、发芽率。③用于加工（如饲料等）：降水率、容重、裂纹率、热损伤、脂肪酸值、发芽率。
4、连续式与循环式稻谷烘干机技术经济性能评价对比
    对于40 t/d的小型稻谷烘干机，设备投资：连续式与循环式烘干机差别不大；烘后稻谷品质：连续式接近循环式，但循环式的运行费用高于连续式烘干机。处理量较小时，循环式烘干机有品质和操作方便的优势。
    对大产量的稻谷烘干机，连续式烘干机具有设备投资少、效率高、运行费用低，操作灵活性好的优势。当处理量较大时，循环式烘干机必须采用多台串并联的工艺安排，这是由循环式烘干机本身的批量特点决定的，提升、出粮、输送、供热装置等设备重复设置，设备投资、直接成本与运行成本都大大增加。
    连续式与循环式稻谷烘干机主要技术经济性能综合评价对比结果，见表1。
5、结束语
5.1  根据实际情况比选烘干机型
    不同烘干机型各有其适用条件，循环式稻谷烘干机适用于产量小的低温优质干燥，如种子干燥或南方小产量的零散式谷物干燥。具有烘后粮食品质好、发芽率不受影响、爆腰、破碎率低等优点。连续式稻谷烘干机适用于常规食用稻谷干燥和大产量稻谷干燥，具有结构简单，工艺配置简单灵活，价格低廉，生产率高，烘后粮食品质较好、干燥成本低廉等优点。
5.2河南神华连续式烘干机比循环式烘干机具有整体优势
    不能片面强调低温干燥而降低生产率，烘干机应具有使用性能良好，可靠性、自动化程度高，售后服务周到等特点，投资不能偏高。循环式稻谷干燥机采用较低的干燥温度，很温和的干燥条件，干燥效率与生产率较低，连续式稻谷干燥机可采用较高的干燥温度，较温和的干燥条件，干燥效率与生产率较高。粮食企业应根据实际情况选用循环式或连续式稻谷干燥机。连续式稻谷烘干机经过郑州科研设计院多年的改进，其烘后稻谷品质已超过低温循环式烘干机的指标，干燥效率与生产率高于循环式烘干机，投资成本和运行成本低于循环式烘干机，其整体优势强于循环式烘干机。
5.3开发多种能源的烘干机
    国外的烘干机由于价格高，生产率低，普遍以油为燃料，在我国使用很难有较高的经济效益。应根据国情因地制宜，开发以煤、稻壳、秸杆等燃料的多种能源烘干机和太阳能烘干机，这些烘干机必将拥有良好的推广前景。
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