水稻浸種恒溫增氧輔助裝置設計分析

李冬 石建軍 張彤彤 郭華 王亮

摘要：水稻浸種催芽技術是水稻生產全程機械化的重要環節。目前，大型工廠化集中浸種催芽車間，通過機電監控設備的應用，基本實現了規?；a。本改進方案通過改進調整原理，由原來的區間溫度監控、整體換水模式，變成實時監控實時調整，讓水稻浸種催芽技術更加智能化，可靠性也更強。

關鍵詞：浸種催芽；水稻；工廠化

中圖分類號：S223文獻標識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2018.11.005

基金項目：黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目“大型水稻浸種催芽設備控溫系統的優化設計與研究”，項目編號：201713453002

作者簡介：李冬 （1972-），黑龍江友誼人，副教授，碩士，主要從事農業機械化方面的教學和研究，E-mail：343528871@qq.com。

1基本狀況

浸種催芽是水稻高產的重要生產環節。為保證出芽質量和適應大規模種植，目前應用較多的是工廠化集中浸種催芽，通過機電監控設備的應用，單箱生產規?？梢赃_到20 t以上[1]。大規模生產存在的技術難點，主要在溫差控制上。較早的技術采用攪拌或循環水的方案，但種子安全狀態及溫度死角問題不能解決。目前應用的技術，使用最多的方案是，溫度區間監控，整體排放控溫。基本操作規程是：浸種起始，水稻種子裝袋并在浸種催芽箱內碼垛，安放感溫器探頭，調溫箱調水溫到 12～15 ℃，供調溫水到浸種催芽箱內，若監測到種子溫度不達標，浸種催芽箱的水返回調溫箱，經調溫后再加入浸種催芽箱內，種子保溫 8～10 天，隨時準備重復用水調溫，每天至少水循環 2 次[2]。

2存在問題

在實施中存在人員勞動強度大、操作復雜、控制數據偏差大的問題，主要表現在以下三方面。

（1）袋裝種子的袋內袋外存在溫度差，因換水調溫頻率不能無限增加，浸種期間，種子溫度在一定范圍內浮動，個別溫差大的種子不能及時調整[3]。

（2）作業期間需要晝夜值班，根據要求觀察溫度變化隨時調整，技術人員責任風險大，工作壓力大。

（3）通過調水溶氧及“弱流噴淋”溶氧，溶氧量有限、不穩定[4]。

3改進目標

水稻浸種恒溫增氧輔助裝置設計，是在目前應用技術的基礎上，針對現行技術的缺點，重新設計了控溫技術方案，預計設計方案可以完成以下目標。

（1）準確控溫到每一個種子袋，實現各種子袋內外無溫差浸種。

（2）實現浸種箱內各位置無溫差作業，整個浸種作業期只需要一次調水操作。

（3）控溫措施技術方案理論根據充分，實現溫度控制精確，人工責任風險低。

（4）可快速恢復水中氧氣含量到標準值，并且均勻可靠，可以使浸種催芽設備更加智能、穩定、高效。

4系統結構工作原理

壓力空氣存儲裝置將空氣以一定的壓力在輸氣管路內輸送，由加熱裝置加熱管路內的空氣到指定溫度，加熱后的空氣由管路輸送到浸種箱內底部，經氣體細化裝置排出，至此構成水稻浸種催芽增氧恒溫裝置。具體實施工藝：鼓風機給氣體壓力，便于遠距離輸送；加熱恒溫裝置將氣體加熱到指定溫度，將曝氣裝置安置于種子袋下方，氣體以細小氣泡狀由浸種箱底部排出，氣泡在上升過程中，與水交換熱量，恒定水溫，上升的氣泡穿過種子間隙，使種子袋內外溫度均衡，整個浸種過程中不需要二次換水；輸入的空氣增加水中氧含量，替代水淋增氧裝置[5]。結構如圖所示，圖中未畫出水稻種子袋。

1.空氣增壓裝置2.輸氣管3.加熱恒溫裝置4.浸種箱5.曝氣裝置

5技術難點分析

（1）精準控溫系統下浸種箱溫度場分析。采用水層監測—控溫—水層監測—控溫，多段式微積分式控溫方式，對種子袋密度及空氣分子自由穿透過程，進行模擬分析。通過這個分析，可以從理論上證明，利用上升的空氣，可以帶走種子間不等的溫度，通過溫度傳遞，浸種箱內各點溫度從物理上保持均等，不用再重復進行換水流程。

（2）恒溫加熱部件參數與恒溫效果影響因素研究與試驗；對比分析，室內外溫度與水箱溫度差，對工作元件選用的誤差影響。由于室外的初始環境對控溫裝置的影響較大，實驗根據現實北方條件，只保留加熱功能。均溫介質宜采用蒸餾水，換熱管路采用薄壁銅管。

（3）較細管路內空氣流速與換熱關系的研究與試驗。空氣恒溫控制與輸送管路管徑、長短、熱導等參數的影響與控制。為確保供氣量和換熱效果，供氣設備宜采用低壓的鼓風機。曝氣裝置采用塑料材質，使用中不堵塞、不損耗。箱內連接采用較厚的橡膠軟管，可防止壓扁，還可以方便調整。

6結論

此項設計實現了：

（1）準確控溫到每一個種子袋，實現各種子袋內外無溫差浸種。

（2）浸種箱內各位置無溫差作業，整個浸種作業期只需要一次調水操作。

（3）快速恢復水中氧氣含量到標準值，并且均勻可靠。通過改進調整原理，由原來的區間溫度監控、整體換水模式，變成實時監控實時調整，讓水稻浸種催芽技術更加智能化，可靠性也更強。

參考文獻：

[1]韓茂波.水稻大型智控浸種催芽設備的應用現狀及發展前景[J].南方農業，2016，10（12）：217-218.

[2]韓霞，李佐同，于立河，等.水稻浸種催芽技術的研究現狀及發展趨勢[J].農機化研究，2012，34（5）：245-248.

[3]陶桂香，衣淑娟，李佐同，等.水浸控溫式水稻種子浸種催芽設備溫度場分析[J].農業機械學報，2011，42（10）：90-94.

[4]毛欣，衣淑娟，于立河，等.大型智能控溫水稻集中浸種催芽設備的研制[J].黑龍江八一農墾大學學報，2011，23（1）：28-30+50.

[5]李冬. 水稻浸種催芽增氧恒溫裝置：中國，CN202958129U[P].2013-06-05.

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