谷物烘干機的合理操作與烘干質量提升途徑

佟 童，韓長生，姜 巖，許才花

(黑龍江省農業機械工程科學研究院 佳木斯分院，黑龍江 佳木斯 154000)

0 引言

隨著農業生產全程機械化理念的推廣，農業機械化的應用重點逐漸由產前、產中機械化向著全程機械化方向邁進，這有效促進了糧食處理和深加工設備的應用。谷物烘干機是糧食產出后進行干燥處理的重要設備，隨著農用糧食收獲機的廣泛普及，糧食的收獲效率明顯提升，短時間內可產出傳統生產幾倍甚至十幾倍的糧食，為更好地進行糧食貯存，應促進谷物烘干機得到更廣泛的普及。順應市場要求，我國近年來加強了對谷物烘干機的研發與技術推廣，谷物烘干機使用量也連續增長，截至2020年底，我國農業生產中谷物烘干機保有量已達到13.62萬臺(套)，對于保障糧食安全存儲意義重大。但與此同時，由于谷物烘干機在我國農業生產中的應用和普及時間較短，其在使用過程中仍存在操作不合理，烘干質量不達標等問題，需進一步提高谷物烘干機的使用操作能力。

1 谷物烘干機的應用前景

谷物烘干機在國際上的應用和研究起始于20世紀40年代，現階段如日本、美國等國家的糧食機械化烘干率已達90%以上，而我國對于谷物烘干機的技術引進和研究起始于20世紀70年代，經過近50年的發展，我國谷物烘干機生產能力得到了明顯提升，在實現自動化的同時實現了高效、節能等要求，并使谷物烘干機技術和相關產品向著大功率、高性能方向升級。受到高效率農業生產的影響，我國農民對于機械化替代傳統生產模式已經逐漸認可，這為谷物烘干機推廣造就了良好市場，隨著農業生產能力的提升，傳統人工晾曬和小規模烘干的方式逐漸不適用于現代化生產，農民自行烘干糧食存在設施簡陋、技術不規范、烘干質量不達標等問題，不合理的烘干方式可能造成8%～10%的糧食損失。近年來，隨著國家及地方紛紛將谷物烘干機納入財政補貼的范圍，谷物烘干機的普及速度得到了快速提升，其應用優勢也得到了凸顯。圖1所示為我國中聯重科生產的DC1000(5HXG-100)型橫流式谷物烘干機，可以實現最大10萬t稻谷的高效烘干[1]。

圖1 中聯重科DC1000(5HXG-100)谷物烘干機

利用谷物烘干機進行烘干作業具有以下優勢：1)相對于傳統晾曬自然干燥，谷物烘干機干燥質量更高，更能保證烘干后的谷物達到最佳貯藏含水率，有效降低貯藏過程中因發熱、發霉等造成的糧食損失；2)有利于提高工作效率。自然晾曬周期長，耗費人力物力很大，而通過谷物烘干機進行烘干，能有效減輕勞動強度，并保證快速完成烘干任務，避免了糧食堆積造成的損失，且節約場地，有效改善勞動條件；3)不受自然條件的影響，無論天氣如何，均能完成糧食烘干任務。

2 谷物烘干機的種類與特點

近年來，我國的谷物烘干機逐漸由傳統的中小型設備向中大型設備及超大型設備發展，谷物烘干機的質量、使用壽命、經濟性、可靠性、自動化及智能化程度都明顯提高。現階段，我國應用較多的谷物烘干機主要包括混流式、順流式、橫流式三種，部分廠家還生產了逆流式及復合式谷物烘干機[2]。

2.1 混流烘干機

混流烘干機是我國現階段應用較多的烘干機產品，其特點是熱風從三角或五角盒中以交錯的方式向烘干機內吹送，其結構較為復雜，但對于糧食的烘干均勻性好，能耗較低，不僅能用于大部分糧食作物的烘干，還能用于種子烘干。

2.2 順流烘干機

順流烘干機是指熱風流動方向與糧食運行方向一致，烘干過程所需風量較大，熱風需加熱溫度較高，通常在200～250 ℃，烘干效率高，適用于含水量較大的農作物。但對于糧食厚度大的情況烘干質量較差。

2.3 橫流烘干機

橫流烘干機在我國應用時間較長，其技術較為先進，該機型以方塔型篩孔式為主，用于替代傳統的圓柱塔層結構，該產品具有快速裝配、低成本的優勢，在我國谷物烘干機產品中銷量較高。但其烘干效率與烘干均勻性相對較弱，對于含水量偏高的糧食適用性不強[3]。

3 操作注意事項

3.1 合理選型

谷物烘干機的選型受多種因素影響，應結合地區農業生產規模、糧食品種、經濟狀況等進行合理選擇，對于水稻、小麥等產區更適宜選擇混流及順流技術的烘干機，而北方的玉米產區更適合橫流烘干機，若糧食產出品種較多，對于烘干要求不一，應以中小型烘干機的大量采購模式為主，而品種單一的地區農作物產量大，應以大型或超大型烘干機為主。

3.2 操作規范

3.2.1 準備工作

在烘干機正式開始烘干作業前，需先進行以下準備工作：首先，利用輸送機進行裝糧作業，根據烘干機的容量和單位時間烘干效率合理控制裝糧量，對于有自動檢測功能的烘干機當其顯示滿倉時可結束裝糧作業；其次，若谷物含水率較高，而不能立即開始烘干作業時，應開啟排風模式，以免谷物在倉中發熱膨脹影響后期烘干質量；再次，在正式開始烘干作業前，要認真檢查烘干機各項功能是否正常，利用自檢程序查看控制系統狀態，確認無誤后方可開啟烘干作業。

3.2.2 烘干操作

新型谷物烘干機主要以電控自動化烘干模式為主，因此在開機進行烘干過程中，大多數時間不需要人員進行干預，但為提高烘干質量，在開始烘干作業之前操作人員應對烘干機的各項烘干參數進行檢查與適當調整，應根據作物種類和貯存要求設置烘干標準，大部分糧食作物的烘干標準為含水率10%～13%，部分特殊作物，如油料作物的烘干需低于10%。通常情況下，用戶可根據谷物烘干機出廠設置的基礎參數結合谷物含水率特征對熱風風速和熱風溫度進行適當調整，若想提高谷物烘干效率可適當增加熱風溫度和風速，但此時烘干谷物的均勻性會相對降低。反之，當風速和風干熱風的溫度適當調低，谷物烘干的時間周期會延長，但谷物的烘干質量也相應提升[4]。對于含水率高于25%的谷物，為避免水汽膨脹影響烘干機的使用安全，應先適當降低熱風溫度，以較低的效率先進行預烘干，待水份降低到20%左右時，可以常規的程序進行烘干作業。

3.2.3 排糧操作

排糧操作是烘干完成后的一項重要工作，也是在烘干機使用過程中常被忽視的一項工作，尤其對于自動化程度不高的谷物烘干機，不規范的排糧操作會明顯影響糧食貯存質量。在烘干完成后，烘干機內的糧食主要通過兩種方式排出：一是自動控制排出，即無需人工干預，此時程序會對烘干機內的谷物進行自動循環降溫；二是人工控制排糧，由于缺少了程序輔助，應在排糧前人工操作冷風機進行降溫，根據糧食厚度的不同，降溫通常在60～120 min左右，降溫的標準是將糧食的溫度降至接近室溫，然后手動控制輸送裝置將糧食排出。

3.2.4 注意事項

1)烘干機使用過程要重視對翻斗、輸糧結構等重要部件進行緊固檢查，發現有緊固螺栓松動及時擰緊。

2)要定期檢查提升機及風機軸承的潤滑狀態，及時添加潤滑脂，重視對翻斗及傳送帶的檢查，發現磨損嚴重應及時進行更換或調整。

3)操作過程主要以電控方式實施，操作人員應注意用電安全，并掌握應急處理方式，學會急停操作流程。

4)若使用過程中出現熱風加熱器啟動失效，應間隔3～5 min后再嘗試啟動，不得連續進行啟動，若3次啟動均失敗則應進行故障排查，不可強行啟動，以免發生安全事故。

4 烘干質量的提升途徑

4.1 優化機械結構設計

從現階段我國應用的谷物烘干機來看，無論是順流式、橫流式還是混流式烘干機，其對糧食作物的烘干質量均存在一定不足之處，主要質量影響因素在于烘干后糧食的含水率不均勻，導致位于烘干機中間位置的糧食過于干燥，而角落位置的糧食含水率過高[5]。為進一步提高糧食烘干后的均勻性，應從機械性能的角度出發，進行技術升級與改造，例如優化振動提升機升運邏輯或改變帶式輸送機輸送軌跡，也可以考慮改變現有的氣流流通方式，通過不斷試驗和優化，探索提升糧食烘干的均勻性[6]。

4.2 優化智能檢測與調控能力

從發達國家的糧食烘干機發展的過程來看，到目前為止，其主要經歷了四個技術階段，分別為基礎烘干階段、自動烘干階段、低功耗烘干階段、大功率智能烘干階段。而從我國現階段應用的糧食烘干技術來看，大體位于發達國家的第二階段與第三階段之間，現有設備的智能化程度仍不盡人意。例如，不同谷物無法實現智能識別，也不能根據谷物含水率、比重等自動應用合理的烘干程序，對于烘干過程的監測合理性不足，且對烘干質量的自動監控不準確，導致國產設備對于谷物烘干質量仍與進口機型存在一定差距。據統計，不同的控制策略對于同標準下的谷物烘干機能耗影響在5%～30%。因此，我國谷物烘干機的產品研發應重視與計算機、傳感器、邏輯判斷等先進技術相結合，提高烘干機自主作業過程中對于糧食烘干品質的智能把控，逐漸實現根據不同糧食特征自主且合理地選擇烘干邏輯，實現無人管理的全智能作業。

4.3 新能源技術的應用

現階段使用的谷物烘干機主要以不可再生資源為能源，在烘干糧食的過程中，伴隨著嚴重的煤炭和燃油等資源浪費，而從國際谷物烘干機的發展趨勢來看，相關產品逐漸與無污染的新能源技術相結合。而相關技術在我國的應用仍較少，未來的谷物烘干機技術應重視如太陽能干燥、紅外干燥、微波干燥、冷凍干燥、地熱干燥、低溫干燥等技術相結合，從新能源的角度重新對谷物烘干機展開研發，利用新形式進行烘干作業，或采用“傳統技術+新能源技術”的復合式干燥模式，在降低資源消耗與環境污染的同時，提升糧食烘干的均勻性與效率。

5 結語

綜上所述，谷物烘干機在我國經過長時間的應用和發展，國產設備的技術水平已經得到顯著提高，干燥技術、工藝、能耗都得到了有效的優化提升，對于更先進技術的探索也開展了大量科研工作。目前來看，我國谷物烘干機技術要縮短與發達國家先進機型的差距，未來應從以下幾方面開展工作：1)利用政策支持科研，為谷物烘干機的節能、新能源、烘干品質優化等研究提供資金、設備等支持；2)加強新設備的推廣，設置專項資金加大高技術、新機型的推廣支持，幫助優勢產品實現推廣，并在市場檢驗下逐步升級；3)加強烘干機技術本土化研究，提高使用過程中的適用性。