劉 攀，張 虎，張玉龍，梁里鵬

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，山西 太谷 030800；2.石家莊科林電力設(shè)計(jì)院有限公司，河北 石家莊050000；3.山西西山晉興能源有限責(zé)任公司斜溝礦，山西 呂梁 033602）

0 引言

我國(guó)是人口大國(guó)，也是農(nóng)業(yè)大國(guó)，糧食作為生存的基礎(chǔ)，保障糧食安全是我國(guó)的頭等大事，也是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重中之重。糧食收獲后，在儲(chǔ)糧過(guò)程中遇到多雨天氣或有雜質(zhì)混合時(shí)，會(huì)使糧食發(fā)芽霉變，不僅造成糧食的巨大損失，也會(huì)污染環(huán)境。使用糧食干燥機(jī)可以降低糧食產(chǎn)后損失，特別是在我國(guó)人口眾多而耕地相對(duì)較少的特殊情況下，意義十分重大。

在20世紀(jì)80年代，我國(guó)在糧食生產(chǎn)和加工方面，很大程度上是依靠人工晾曬的方式使糧食失水，從而達(dá)到干燥糧食的效果。長(zhǎng)期以來(lái)大多數(shù)農(nóng)戶(hù)通過(guò)人工晾曬的方法解決了小部分濕糧的干燥問(wèn)題，但人工晾曬費(fèi)時(shí)、費(fèi)人、費(fèi)力，同時(shí)還受氣候、晾曬場(chǎng)地等條件的制約，所以原始的糧食干燥方法有一定的缺陷[1]。

使用糧食干燥機(jī)可以改善糧食品質(zhì)，提高附加值。通過(guò)對(duì)糧食采用調(diào)制、控制糧食內(nèi)部結(jié)構(gòu)水分流失速度等手段，使糧食內(nèi)部的淀粉結(jié)構(gòu)、糖分、脂質(zhì)及其生命狀態(tài)達(dá)到最佳狀態(tài)，使糧食在長(zhǎng)時(shí)間保存、天氣變化等諸多情況下，仍能在食用時(shí)保持新鮮的口感、味道、品質(zhì)等感官指標(biāo)。

1 工作原理

糧食干燥通常采用循環(huán)式干燥或連續(xù)式干燥2種方法，循環(huán)干燥法主要指通過(guò)順流、逆流、混流循環(huán)的方式進(jìn)行，有效控制烘干室的溫度，以保證農(nóng)作物的品質(zhì)。糧食經(jīng)過(guò)清洗和選良之后，通過(guò)提升設(shè)備將糧食運(yùn)送至干燥機(jī)糧食儲(chǔ)存段，干燥機(jī)糧食上料系統(tǒng)自動(dòng)控制上糧，系統(tǒng)內(nèi)熱風(fēng)流動(dòng)與糧食反方向運(yùn)行，形成錯(cuò)流，實(shí)現(xiàn)糧食預(yù)熱、反轉(zhuǎn)、干燥、冷卻的全過(guò)程[2]。該方法能夠使糧食作物與氣流充分接觸，干燥過(guò)程中，碎粒較少，能夠有效保證農(nóng)作物原有品質(zhì)不發(fā)生變化，干燥速度較快，干燥后的糧食作物降溫后，通過(guò)排料段膠帶輸送機(jī)排出。連續(xù)式干燥法是農(nóng)作物從干燥機(jī)的頂部連續(xù)地注入到最頂層的加熱盤(pán)表面，在機(jī)械作用下，一邊攪拌，一邊向前不斷移動(dòng)，然后農(nóng)作物從第1層掉落到第2層、第3層最終經(jīng)過(guò)干燥后的農(nóng)作物從干燥機(jī)的底部卸料口排出，獲得合格的干燥成品。

2 糧食干燥機(jī)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 國(guó)外糧食干燥機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1.1 理論實(shí)踐相互結(jié)合

國(guó)外在對(duì)糧食干燥理論不斷深化研究的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)了對(duì)糧食干燥機(jī)的物理研究，理論與實(shí)踐相結(jié)合，通過(guò)實(shí)踐及時(shí)發(fā)現(xiàn)理論中的不足，不斷加強(qiáng)理論完善，推進(jìn)糧食干燥產(chǎn)品的發(fā)展。

2.1.2 自動(dòng)化發(fā)展早、水平高

在20世紀(jì)六七十年代，部分發(fā)達(dá)國(guó)家實(shí)現(xiàn)了糧食干燥自動(dòng)化，形成了糧食干燥機(jī)械的工廠(chǎng)化生產(chǎn)，配置完善的自動(dòng)控制系統(tǒng)對(duì)糧食進(jìn)行加熱干燥。通過(guò)不斷試驗(yàn)研究，有效提高了糧食干燥及冷卻效率，研制出了干燥機(jī)械節(jié)約能源裝置，使熱能得到了進(jìn)一步的充分利用[3,4]。

2.1.3 機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化比較規(guī)范

一些發(fā)達(dá)國(guó)家在1970—1990年繼續(xù)探索和研究，使糧食干燥機(jī)械化發(fā)展向高質(zhì)量、高效率、高智能、節(jié)能、降低成本的方向邁進(jìn)。1990年以后，發(fā)達(dá)國(guó)家糧食干燥設(shè)備發(fā)展實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、規(guī)范化。

2.2 國(guó)內(nèi)糧食干燥機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀

與國(guó)外糧食干燥技術(shù)相比，我國(guó)作為糧食大國(guó)，雖然在傳統(tǒng)糧食干燥方法上時(shí)間較為久遠(yuǎn)，但干燥技術(shù)的研究與發(fā)展速度相對(duì)于國(guó)外較為遜色。近年來(lái)，隨著機(jī)械制造技術(shù)、智能控制技術(shù)、電子信息技術(shù)的不斷探索和發(fā)展，通過(guò)軟件的研發(fā)和升級(jí)，對(duì)谷物干燥機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的提高起到了關(guān)鍵作用，各種新型干燥機(jī)應(yīng)運(yùn)而生，但仍存在一些問(wèn)題。

1）制造工藝落后。由于干燥機(jī)制造工藝水平較低，設(shè)備用材不夠標(biāo)準(zhǔn)，導(dǎo)致設(shè)備可靠性差，使用壽命短；生產(chǎn)過(guò)程不合理，導(dǎo)致干燥質(zhì)量無(wú)法保證，影響干燥機(jī)的正常運(yùn)行；附屬設(shè)備的配置不合理，導(dǎo)致維修成本增加。

2）能耗高、不利于環(huán)保。我國(guó)目前采用的糧食干燥機(jī)大多數(shù)是以燃煤為熱源，因燃煤熱效率低，熱耗較快，溫度不易控制，同時(shí)以燃煤為熱源，容易對(duì)生態(tài)環(huán)境造成污染。

3）自動(dòng)化控制程度較弱。自動(dòng)化控制系統(tǒng)還有待進(jìn)一步提高，在其自動(dòng)化控制過(guò)程中電氣控制技術(shù)應(yīng)用相對(duì)較少，而且自動(dòng)化控制技術(shù)不成熟，導(dǎo)致干燥設(shè)備自身存在安全隱患，且工作過(guò)程不十分可靠，影響糧食干燥質(zhì)量。

3 國(guó)內(nèi)糧食干燥機(jī)發(fā)展趨勢(shì)

隨著糧食產(chǎn)量的不斷增長(zhǎng)和儲(chǔ)藏需要、糧食市場(chǎng)價(jià)格的變動(dòng)、糧食加工企業(yè)的不斷增多，及糧農(nóng)賣(mài)糧習(xí)慣的改變，使得糧食干燥設(shè)備的需求量逐漸增加。我國(guó)的糧食干燥技術(shù)未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)主要包括：

1）逐步取消靠生物質(zhì)能直接加熱的干燥方法，使用對(duì)環(huán)境無(wú)污染的新型燃料作為干燥機(jī)的熱量來(lái)源；

2）采用多種檢測(cè)糧食水分的方法對(duì)糧食干燥機(jī)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制；

3）采用智能控制系統(tǒng)，減少人力和勞動(dòng)力成本；

4）完善干燥機(jī)的除塵系統(tǒng)，使干燥機(jī)變得更加環(huán)保；

5）采用在線(xiàn)檢測(cè)糧食水分技術(shù)，對(duì)糧食水分準(zhǔn)確檢測(cè)，研發(fā)探索新方法，研制誤差小、精度高、穩(wěn)定性高、能夠?qū)崿F(xiàn)在線(xiàn)檢測(cè)的糧食水分檢測(cè)裝置。

隨著國(guó)內(nèi)對(duì)糧食安全儲(chǔ)藏的重視程度加強(qiáng)，近年來(lái)很多企業(yè)相繼進(jìn)入干燥設(shè)備行業(yè)[5]，使得干燥設(shè)備質(zhì)量良莠不齊。對(duì)此，應(yīng)通過(guò)制定相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范糧食干燥機(jī)的生產(chǎn)制造水平。提高自動(dòng)化控制技術(shù)自主創(chuàng)新能力，有效促進(jìn)糧食干燥機(jī)械的全程化、全面化、規(guī)范化、自動(dòng)化，加快糧食干燥行業(yè)更好更快地發(fā)展[6,7]。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的發(fā)展，糧食干燥機(jī)必然會(huì)有廣闊市場(chǎng)前景，發(fā)展?jié)摿薮?。根?jù)我國(guó)南北方對(duì)糧食干燥機(jī)需求的差異，應(yīng)進(jìn)一步研發(fā)高水平、高智能、規(guī)范化、多樣化、適用性強(qiáng)的糧食干燥機(jī)，解決我國(guó)糧食干燥問(wèn)題，從而改善我國(guó)糧食品質(zhì)，提高我國(guó)糧食干燥機(jī)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力。