佟 童，韓長(zhǎng)生，姜 巖，許才花

(黑龍江省農(nóng)業(yè)機(jī)械工程科學(xué)研究院 佳木斯分院，黑龍江 佳木斯 154000)

0 引言

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全程機(jī)械化理念的推廣，農(nóng)業(yè)機(jī)械化的應(yīng)用重點(diǎn)逐漸由產(chǎn)前、產(chǎn)中機(jī)械化向著全程機(jī)械化方向邁進(jìn)，這有效促進(jìn)了糧食處理和深加工設(shè)備的應(yīng)用。谷物烘干機(jī)是糧食產(chǎn)出后進(jìn)行干燥處理的重要設(shè)備，隨著農(nóng)用糧食收獲機(jī)的廣泛普及，糧食的收獲效率明顯提升，短時(shí)間內(nèi)可產(chǎn)出傳統(tǒng)生產(chǎn)幾倍甚至十幾倍的糧食，為更好地進(jìn)行糧食貯存，應(yīng)促進(jìn)谷物烘干機(jī)得到更廣泛的普及。順應(yīng)市場(chǎng)要求，我國(guó)近年來加強(qiáng)了對(duì)谷物烘干機(jī)的研發(fā)與技術(shù)推廣，谷物烘干機(jī)使用量也連續(xù)增長(zhǎng)，截至2020年底，我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中谷物烘干機(jī)保有量已達(dá)到13.62萬(wàn)臺(tái)(套)，對(duì)于保障糧食安全存儲(chǔ)意義重大。但與此同時(shí)，由于谷物烘干機(jī)在我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用和普及時(shí)間較短，其在使用過程中仍存在操作不合理，烘干質(zhì)量不達(dá)標(biāo)等問題，需進(jìn)一步提高谷物烘干機(jī)的使用操作能力。

1 谷物烘干機(jī)的應(yīng)用前景

谷物烘干機(jī)在國(guó)際上的應(yīng)用和研究起始于20世紀(jì)40年代，現(xiàn)階段如日本、美國(guó)等國(guó)家的糧食機(jī)械化烘干率已達(dá)90%以上，而我國(guó)對(duì)于谷物烘干機(jī)的技術(shù)引進(jìn)和研究起始于20世紀(jì)70年代，經(jīng)過近50年的發(fā)展，我國(guó)谷物烘干機(jī)生產(chǎn)能力得到了明顯提升，在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)了高效、節(jié)能等要求，并使谷物烘干機(jī)技術(shù)和相關(guān)產(chǎn)品向著大功率、高性能方向升級(jí)。受到高效率農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，我國(guó)農(nóng)民對(duì)于機(jī)械化替代傳統(tǒng)生產(chǎn)模式已經(jīng)逐漸認(rèn)可，這為谷物烘干機(jī)推廣造就了良好市場(chǎng)，隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的提升，傳統(tǒng)人工晾曬和小規(guī)模烘干的方式逐漸不適用于現(xiàn)代化生產(chǎn)，農(nóng)民自行烘干糧食存在設(shè)施簡(jiǎn)陋、技術(shù)不規(guī)范、烘干質(zhì)量不達(dá)標(biāo)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(guó)家及地方紛紛將谷物烘干機(jī)納入財(cái)政補(bǔ)貼的范圍，谷物烘干機(jī)的普及速度得到了快速提升，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)也得到了凸顯。圖1所示為我國(guó)中聯(lián)重科生產(chǎn)的DC1000(5HXG-100)型橫流式谷物烘干機(jī)，可以實(shí)現(xiàn)最大10萬(wàn)t稻谷的高效烘干[1]。

圖1 中聯(lián)重科DC1000(5HXG-100)谷物烘干機(jī)

利用谷物烘干機(jī)進(jìn)行烘干作業(yè)具有以下優(yōu)勢(shì)：1)相對(duì)于傳統(tǒng)晾曬自然干燥，谷物烘干機(jī)干燥質(zhì)量更高，更能保證烘干后的谷物達(dá)到最佳貯藏含水率，有效降低貯藏過程中因發(fā)熱、發(fā)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(zhǎng)，耗費(fèi)人力物力很大，而通過谷物烘干機(jī)進(jìn)行烘干，能有效減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，并保證快速完成烘干任務(wù)，避免了糧食堆積造成的損失，且節(jié)約場(chǎng)地，有效改善勞動(dòng)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(wù)。

2 谷物烘干機(jī)的種類與特點(diǎn)

近年來，我國(guó)的谷物烘干機(jī)逐漸由傳統(tǒng)的中小型設(shè)備向中大型設(shè)備及超大型設(shè)備發(fā)展，谷物烘干機(jī)的質(zhì)量、使用壽命、經(jīng)濟(jì)性、可靠性、自動(dòng)化及智能化程度都明顯提高?，F(xiàn)階段，我國(guó)應(yīng)用較多的谷物烘干機(jī)主要包括混流式、順流式、橫流式三種，部分廠家還生產(chǎn)了逆流式及復(fù)合式谷物烘干機(jī)[2]。

2.1 混流烘干機(jī)

混流烘干機(jī)是我國(guó)現(xiàn)階段應(yīng)用較多的烘干機(jī)產(chǎn)品，其特點(diǎn)是熱風(fēng)從三角或五角盒中以交錯(cuò)的方式向烘干機(jī)內(nèi)吹送，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但對(duì)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(jī)

順流烘干機(jī)是指熱風(fēng)流動(dòng)方向與糧食運(yùn)行方向一致，烘干過程所需風(fēng)量較大，熱風(fēng)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(nóng)作物。但對(duì)于糧食厚度大的情況烘干質(zhì)量較差。

2.3 橫流烘干機(jī)

橫流烘干機(jī)在我國(guó)應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，其技術(shù)較為先進(jìn)，該機(jī)型以方塔型篩孔式為主，用于替代傳統(tǒng)的圓柱塔層結(jié)構(gòu)，該產(chǎn)品具有快速裝配、低成本的優(yōu)勢(shì)，在我國(guó)谷物烘干機(jī)產(chǎn)品中銷量較高。但其烘干效率與烘干均勻性相對(duì)較弱，對(duì)于含水量偏高的糧食適用性不強(qiáng)[3]。

3 操作注意事項(xiàng)

3.1 合理選型

谷物烘干機(jī)的選型受多種因素影響，應(yīng)結(jié)合地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)模、糧食品種、經(jīng)濟(jì)狀況等進(jìn)行合理選擇，對(duì)于水稻、小麥等產(chǎn)區(qū)更適宜選擇混流及順流技術(shù)的烘干機(jī)，而北方的玉米產(chǎn)區(qū)更適合橫流烘干機(jī)，若糧食產(chǎn)出品種較多，對(duì)于烘干要求不一，應(yīng)以中小型烘干機(jī)的大量采購(gòu)模式為主，而品種單一的地區(qū)農(nóng)作物產(chǎn)量大，應(yīng)以大型或超大型烘干機(jī)為主。

3.2 操作規(guī)范

3.2.1 準(zhǔn)備工作

在烘干機(jī)正式開始烘干作業(yè)前，需先進(jìn)行以下準(zhǔn)備工作：首先，利用輸送機(jī)進(jìn)行裝糧作業(yè)，根據(jù)烘干機(jī)的容量和單位時(shí)間烘干效率合理控制裝糧量，對(duì)于有自動(dòng)檢測(cè)功能的烘干機(jī)當(dāng)其顯示滿倉(cāng)時(shí)可結(jié)束裝糧作業(yè)；其次，若谷物含水率較高，而不能立即開始烘干作業(yè)時(shí)，應(yīng)開啟排風(fēng)模式，以免谷物在倉(cāng)中發(fā)熱膨脹影響后期烘干質(zhì)量；再次，在正式開始烘干作業(yè)前，要認(rèn)真檢查烘干機(jī)各項(xiàng)功能是否正常，利用自檢程序查看控制系統(tǒng)狀態(tài)，確認(rèn)無誤后方可開啟烘干作業(yè)。

3.2.2 烘干操作

新型谷物烘干機(jī)主要以電控自動(dòng)化烘干模式為主，因此在開機(jī)進(jìn)行烘干過程中，大多數(shù)時(shí)間不需要人員進(jìn)行干預(yù)，但為提高烘干質(zhì)量，在開始烘干作業(yè)之前操作人員應(yīng)對(duì)烘干機(jī)的各項(xiàng)烘干參數(shù)進(jìn)行檢查與適當(dāng)調(diào)整，應(yīng)根據(jù)作物種類和貯存要求設(shè)置烘干標(biāo)準(zhǔn)，大部分糧食作物的烘干標(biāo)準(zhǔn)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(jù)谷物烘干機(jī)出廠設(shè)置的基礎(chǔ)參數(shù)結(jié)合谷物含水率特征對(duì)熱風(fēng)風(fēng)速和熱風(fēng)溫度進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，若想提高谷物烘干效率可適當(dāng)增加熱風(fēng)溫度和風(fēng)速，但此時(shí)烘干谷物的均勻性會(huì)相對(duì)降低。反之，當(dāng)風(fēng)速和風(fēng)干熱風(fēng)的溫度適當(dāng)調(diào)低，谷物烘干的時(shí)間周期會(huì)延長(zhǎng)，但谷物的烘干質(zhì)量也相應(yīng)提升[4]。對(duì)于含水率高于25%的谷物，為避免水汽膨脹影響烘干機(jī)的使用安全，應(yīng)先適當(dāng)降低熱風(fēng)溫度，以較低的效率先進(jìn)行預(yù)烘干，待水份降低到20%左右時(shí)，可以常規(guī)的程序進(jìn)行烘干作業(yè)。

3.2.3 排糧操作

排糧操作是烘干完成后的一項(xiàng)重要工作，也是在烘干機(jī)使用過程中常被忽視的一項(xiàng)工作，尤其對(duì)于自動(dòng)化程度不高的谷物烘干機(jī)，不規(guī)范的排糧操作會(huì)明顯影響糧食貯存質(zhì)量。在烘干完成后，烘干機(jī)內(nèi)的糧食主要通過兩種方式排出：一是自動(dòng)控制排出，即無需人工干預(yù)，此時(shí)程序會(huì)對(duì)烘干機(jī)內(nèi)的谷物進(jìn)行自動(dòng)循環(huán)降溫；二是人工控制排糧，由于缺少了程序輔助，應(yīng)在排糧前人工操作冷風(fēng)機(jī)進(jìn)行降溫，根據(jù)糧食厚度的不同，降溫通常在60～120 min左右，降溫的標(biāo)準(zhǔn)是將糧食的溫度降至接近室溫，然后手動(dòng)控制輸送裝置將糧食排出。

3.2.4 注意事項(xiàng)

1)烘干機(jī)使用過程要重視對(duì)翻斗、輸糧結(jié)構(gòu)等重要部件進(jìn)行緊固檢查，發(fā)現(xiàn)有緊固螺栓松動(dòng)及時(shí)擰緊。

2)要定期檢查提升機(jī)及風(fēng)機(jī)軸承的潤(rùn)滑狀態(tài)，及時(shí)添加潤(rùn)滑脂，重視對(duì)翻斗及傳送帶的檢查，發(fā)現(xiàn)磨損嚴(yán)重應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換或調(diào)整。

3)操作過程主要以電控方式實(shí)施，操作人員應(yīng)注意用電安全，并掌握應(yīng)急處理方式，學(xué)會(huì)急停操作流程。

4)若使用過程中出現(xiàn)熱風(fēng)加熱器啟動(dòng)失效，應(yīng)間隔3～5 min后再嘗試啟動(dòng)，不得連續(xù)進(jìn)行啟動(dòng)，若3次啟動(dòng)均失敗則應(yīng)進(jìn)行故障排查，不可強(qiáng)行啟動(dòng)，以免發(fā)生安全事故。

4 烘干質(zhì)量的提升途徑

4.1 優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

從現(xiàn)階段我國(guó)應(yīng)用的谷物烘干機(jī)來看，無論是順流式、橫流式還是混流式烘干機(jī)，其對(duì)糧食作物的烘干質(zhì)量均存在一定不足之處，主要質(zhì)量影響因素在于烘干后糧食的含水率不均勻，導(dǎo)致位于烘干機(jī)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(jìn)一步提高糧食烘干后的均勻性，應(yīng)從機(jī)械性能的角度出發(fā)，進(jìn)行技術(shù)升級(jí)與改造，例如優(yōu)化振動(dòng)提升機(jī)升運(yùn)邏輯或改變帶式輸送機(jī)輸送軌跡，也可以考慮改變現(xiàn)有的氣流流通方式，通過不斷試驗(yàn)和優(yōu)化，探索提升糧食烘干的均勻性[6]。

4.2 優(yōu)化智能檢測(cè)與調(diào)控能力

從發(fā)達(dá)國(guó)家的糧食烘干機(jī)發(fā)展的過程來看，到目前為止，其主要經(jīng)歷了四個(gè)技術(shù)階段，分別為基礎(chǔ)烘干階段、自動(dòng)烘干階段、低功耗烘干階段、大功率智能烘干階段。而從我國(guó)現(xiàn)階段應(yīng)用的糧食烘干技術(shù)來看，大體位于發(fā)達(dá)國(guó)家的第二階段與第三階段之間，現(xiàn)有設(shè)備的智能化程度仍不盡人意。例如，不同谷物無法實(shí)現(xiàn)智能識(shí)別，也不能根據(jù)谷物含水率、比重等自動(dòng)應(yīng)用合理的烘干程序，對(duì)于烘干過程的監(jiān)測(cè)合理性不足，且對(duì)烘干質(zhì)量的自動(dòng)監(jiān)控不準(zhǔn)確，導(dǎo)致國(guó)產(chǎn)設(shè)備對(duì)于谷物烘干質(zhì)量仍與進(jìn)口機(jī)型存在一定差距。據(jù)統(tǒng)計(jì)，不同的控制策略對(duì)于同標(biāo)準(zhǔn)下的谷物烘干機(jī)能耗影響在5%～30%。因此，我國(guó)谷物烘干機(jī)的產(chǎn)品研發(fā)應(yīng)重視與計(jì)算機(jī)、傳感器、邏輯判斷等先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合，提高烘干機(jī)自主作業(yè)過程中對(duì)于糧食烘干品質(zhì)的智能把控，逐漸實(shí)現(xiàn)根據(jù)不同糧食特征自主且合理地選擇烘干邏輯，實(shí)現(xiàn)無人管理的全智能作業(yè)。

4.3 新能源技術(shù)的應(yīng)用

現(xiàn)階段使用的谷物烘干機(jī)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(yán)重的煤炭和燃油等資源浪費(fèi)，而從國(guó)際谷物烘干機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)來看，相關(guān)產(chǎn)品逐漸與無污染的新能源技術(shù)相結(jié)合。而相關(guān)技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用仍較少，未來的谷物烘干機(jī)技術(shù)應(yīng)重視如太陽(yáng)能干燥、紅外干燥、微波干燥、冷凍干燥、地?zé)岣稍?、低溫干燥等技術(shù)相結(jié)合，從新能源的角度重新對(duì)谷物烘干機(jī)展開研發(fā)，利用新形式進(jìn)行烘干作業(yè)，或采用“傳統(tǒng)技術(shù)+新能源技術(shù)”的復(fù)合式干燥模式，在降低資源消耗與環(huán)境污染的同時(shí)，提升糧食烘干的均勻性與效率。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，谷物烘干機(jī)在我國(guó)經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)用和發(fā)展，國(guó)產(chǎn)設(shè)備的技術(shù)水平已經(jīng)得到顯著提高，干燥技術(shù)、工藝、能耗都得到了有效的優(yōu)化提升，對(duì)于更先進(jìn)技術(shù)的探索也開展了大量科研工作。目前來看，我國(guó)谷物烘干機(jī)技術(shù)要縮短與發(fā)達(dá)國(guó)家先進(jìn)機(jī)型的差距，未來應(yīng)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(jī)的節(jié)能、新能源、烘干品質(zhì)優(yōu)化等研究提供資金、設(shè)備等支持；2)加強(qiáng)新設(shè)備的推廣，設(shè)置專項(xiàng)資金加大高技術(shù)、新機(jī)型的推廣支持，幫助優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)推廣，并在市場(chǎng)檢驗(yàn)下逐步升級(jí)；3)加強(qiáng)烘干機(jī)技術(shù)本土化研究，提高使用過程中的適用性。