振科玉米烘干技术及装备的现状和发展设想

玉米其产量约占全国粮食总产量的25%。东北地区是我国玉米主产区之一，年总产量约占全 国玉米总产量的35%。东北地区的玉米多属于秋粮晚熟品种，玉米收获入庭院的水分普遍在2 8%～35%之间，收购入库时玉米水分平均仍在23%～30%之间。由于地区自然气候特点，上冻 时间早，这些高水分玉米来不及自然晾晒，主要依靠机械烘干方式将玉米水分降到14%以下 ，以达到安全储藏的要求。由于采用机械烘干降水方式具有方便快捷、节省大量人力、减少 粮食产后损耗、不受气候限制等优点，使得粮食烘干机在全国范围、尤其在本地区内得到普 遍发展。据调查统计，东北四省区现有各式粮食干燥机约2 000台，我们利用两个月的时间 对 东北四省区粮食烘干的现状进行实地考察，并对烘后粮食品质质量指标进行测定分析。通过 详细调查和测定分析，我们发现目前这些粮食烘干机在生产应用中不同程度地存在着一些问 题，如烘干机性能较差、烘后粮食品质下降等问题。​

对此，我们根据我国粮食烘干长远发展 的需要，提出从以数量为主向以质量为主转变，具体看法与建议如下。 1 烘干过程中存在的问题 1 1 现有粮食烘干系统存在着一些问题 粮食烘干塔结构不合理，干燥室内粮食受热存有死角，干燥介质究竟采用何种方式与粮食 进行热交换效果更好还有待于研究，现有粮食的 进、出方式极易造成粮食的破损等等。特别是现有粮食烘干机的干燥风机大都置于换热器之 后、干燥机之前，该种工艺布置因高温介质流经风机，不但使得风机材质相应提高，加大了 成本，而且还由于高温介质的膨胀，使得需要相同气体流量就得加大风机型号，从而增加动 力，同时，由于换热器内部为负压运行，经常因燃烧设备烧坏而将高温烟气和火星吸入管道 ，造成了干燥机的火灾隐患，并产生焦糊粒，使粮食质量受到影响，不利于粮食干燥机的安 全生产。 1 2 多数粮食烘干机的性能和质量不高 随着粮食形势的发展和变化，蒸汽烘干塔逐渐被淘汰，热风式粮食烘干机成为主流机型。 虽 然粮食烘干机已在许多方面有了革新，但新建的粮食烘干机绝大多数是低水平的重复建设， 应用*的粮食烘干机为数很少。由于缺乏必要的设计和制造标准，无法对生产厂家进 行规范生产，也无法对各家的粮食烘干设备进行公平、公正的考核，造成了只注重烘干能力 、忽视产品质量、甚至"以次充好"的不良现象，从而导致干燥后粮食品质严重下降，对粮 食的储藏保管、后续加工和工业用粮等方面造成很大的影响，并且无法真正实现粮食烘干设 备产品的更新换代的设想。 1 3 国内粮食烘干机自动控制水平较低 粮食烘干自动控制系统的重点是粮食水分的自动监测、干燥介质温度自动控制和排粮速度的 自动调节。目前，国内常用的控制方法仅仅是利用在线湿度传感器测定排粮口物料实际水分 含量，与给定的水分含量目标值进行比较，并将此差值反馈给计算机，通过控制系统调整排 粮速度来确保排粮口物料水分含量接近水分含量目标值。但是由于现有的在线湿度传感器和 排粮口调速装置的实际性能较差、准确率较低，与实际的情况产生很大偏差，使得干燥出来 的粮食水分不均匀度增大；再加上当测出粮食水分后再反馈到控制系统需滞后很长一段时间 ，会引起控制系统的严重震荡，难以实现稳定地控制，造成系统事故率较高。由于上述原因 ，大大影响了这种自控系统的实际效果，不但人为的造成了粮食烘干机处理量的不稳定和能 源的浪费，而且还不利于保证粮食的干燥品质，无法满足生产的实际需要，多数粮食烘干自 动控制系统已成为摆设。 1 4 粮食烘干技术参数的设定不科学 粮食烘干技术及装备的研究和开发迄今已有20多年，但由于粮食干燥机理的基础性研究比较 薄弱，造成理论与实践相脱节，特别是未对不同品种、不同水分和成熟度的热变性方面进行 深入的研究，以致对干燥介质温度和流量、粮食停留时间、缓苏时间、冷却的风量和时间等 主要烘干技术参数，无法进行科学合理的确定。致使粮食在烘干过程中，没有科学的依据进 行进、出粮速度和热风温度调整，也无法控制合理的粮食流量和介质温度，造成粮食烘后品 质变化较大，严重影响了粮食烘后质量的稳定性。 1 5 粮食烘干技术性能考核标准不合理 由于对现有的粮食烘干机的性能考核主要依据《粮食烘干技术标准（GB6970—86）》和《粮 食烘干机实验方法（GB 8876—88）》，这些标准制定的时间较早，在很多方面比较粗略， 一些方面的内容较为陈旧和过于简单。加之各粮食烘干机生产厂家和用户对粮食烘干机的技 术性能的认识和理解上存在差异，很难对粮食烘干机进行正确技术性能的比较和客观的评价 。例如干燥成本作为衡量粮食干燥机性能的一项重要指标，但由于各地区的煤价、电价和劳 动力价格不一样，每个粮库在粮食干燥各环节产生的费用和设备折旧也不一样，而这些均是 应当用来计算干燥成本的，由于缺乏可比性，从而造成很难对不同地区粮食烘干机实际的技 术性能进行正确地比较。 1 6 现有粮食烘干技术造成的污染较严重 我国现有粮食干燥机的热源主要是以燃烧原煤为主，这些原煤多数未经任何处理，在手烧炉 或机烧炉中燃烧时，均会造成能源利用率较低、对粮食和空气污染较严重的不良后果。 1 7 粮食烘干过程管理粗放、操作不规范 由于多数基层粮食烘干机的操作人员素质较低、技术水平和责任心较差，不严格按照粮食烘 干机的使用说明和技术标准进行正确操作，有的甚至对带冰、雪的粮食不经过任何处理，直 接进入烘干机进行干燥，严重影响了粮食烘干机的实际性能；加之东北地区地域广大、玉米 品种繁杂、 "混收混存"的现象较为严重等客观原因，由于操作人员在烘干前不对品种、 等级、水分含量、霉变程度等粮食的实际情况进行全面了解，只是简单的进行烘干，从而对 烘后粮食的安全储藏造成了很大隐患。 我们对辽宁省部分收纳库1999年新收玉米的烘干情况进行了实地调查，并对烘后玉米的各项 质量指标进行测定分析。对烘干前后玉米的纯粮率、不完善粒总量及其组成等各项指标 进行了对比，详见表1。对烘干前后玉米的发芽率、脂肪酸值、品尝评分值等储粮品质等 各项控制指标进行了对比，详见表2。 由表1可知：烘后玉米的纯粮率普遍比烘干前有所下降，平均下降了0 99%，其中zui大 相差了2 8%。特别是，烘后粮食中的烘伤和焦糊粒含量较高，平均为4 0%和2 6%，分别 占不完善粒总量的31%和20%。由表2可知：烘后玉米的发芽率显著降低、脂肪酸值明显升高 、品尝评分值有所降低，这说明烘后玉米的品质均有所降低，其中有生命力的粮粒明显减少 ，玉米的营养品质普遍变劣，按照1999年颁布的《粮油储存品质判定规则（试行）》的有关 标准，烘后的玉米只能划入"不宜存"的粮食之列。 可以说，由于烘干过程中存在着上述诸多问题，严重影响了粮食的烘后质量，已成为造成产 后粮食降等的主要原因之一，并造成了较大的经济损失。以辽宁省为例，全省每年需烘干 高水分玉米60亿kg，据不*统计，其中80%的玉米在烘后都要从上一等降到下一等，若差 价计为0 04元/kg，则每年将损失1 92亿元。另外，我们通过对烘后玉米水分含量抽查检 验发 现，由于粮食烘干机实际生产性能较差，造成烘后玉米的水分差异较大，其中烘后玉米水分 含量高于16%和低于11%的粮食数量分别占烘干玉米总量的15%左右。水分严重超过安全水 分标准的玉米只能进行二次干燥或自然晾晒以除去多余的水分，使烘干成本上升，并造成一 定的浪费；而水分明显低于安全水分标准的粮食，引起粮食无形中减量，也造成了一定的经 济损失。若再进一步考虑到这些烘后粮食由于质量的不稳定因素，这些已被列入"不宜存" 的粮食极易造成陈化加速等不良变化，缩短了粮食的正常轮换周期，造成的损失将更加严重 。 表1 烘干前、后玉米的纯粮率、不完善粒情况调查表 表2 烘干前、后玉米品质指标情况调查表 2 提高粮食烘干技术及装备水平的设想及建议 2 1 尽快完善和修订粮食烘干技术标准，规范粮食烘干机的设计和制造 应在认真总结现有粮食烘干技术和装备应用的成功经验和教训的基础上，借鉴国外的*经 验，并结合多年生产实践，组织有关专家详细论证，客观、科学地完善和修订现有的粮食烘 干技术标准。我们认为在完善和修订粮食烘干技术新标准时应着重考虑如下主要性能指标： （1）烘干品种和品种适应范围；（2）可适于正常生产作业的环境条件；（3）保证品质前 提下的合理降水幅度；（4）烘干质量（破碎、烘伤和焦糊）的限定指标；（5）烘干机自动 控制方式和水平；（6）设备的可靠性（故障率、安全性能）；（7）设备的单位造价、作业 成本和热耗指标；（8）空气污染（烟气排放）、粉尘与噪音是否符合国家标准等。对现有 的粮食烘干技术标准完善和修订，一方面，可对粮食烘干机的生产厂家进行规范设计和制造 ，另一方面，可对各家的粮食烘干设备进行公平、公正的考核。在此基础上，可对符合技术 标准的生产厂家发放生产许可证，从而加强对粮食烘干机市场的管理，杜绝"无序竞争"、 "以次充好"等不良现象的发生。 2 2 加快对粮食烘干自动控制系统的研究和开发，切实提高粮食烘干机的控制水平 由于粮食干燥过程中可变参数较多，我们既要保证粮食的烘干质量，同时又要简化自动控制 系统，因此，粮食烘干自动控制系统的研究和开发难度较大。我们应抓住其中的主要参数， 如粮食进出水分含量、出入口温度等，可首先在现有粮食烘干机自动控制方式的基础上，努 力提高关键装置（如在线湿度传感器、排粮口调速装置等）的质量和性能，开发符合我国国 情的粮食烘干自动控制系统。与此同时，我们还应借鉴*进的粮食烘干自动控制技术， 如上较为流行的自控方式是通过测量干燥废汽流量和温湿度进而调整进入干燥机的热量 ，以实现对粮食干燥的自动控制。通过合理的消化吸收和引进，实现对国内粮食烘干机的 粮食进出水分和温度及流量、干燥介质温度和流量等进行多方位控制，研制开发出高性能 、智能化的粮食烘干自动控制。 2 3 根据粮食的实际情况和市场需求，合理确定粮食烘干技术参数，确保粮食烘后质量 在烘干前应严格按不同的品种、等级、籽粒大小、水分含量等差别进行分类保管，杜绝"混 收混存"现象，在烘干时应全面了解需烘干粮食的实际情况，并根椐烘后粮食的市场需求， 客观合理的研究确定干燥介质温度、流量、停留时间、缓苏时间、冷却后风量和时间等粮食 烘干技术参数，以确保粮食烘后品质。如干燥实验证明，一般出机粮温50℃以下，对玉米色 泽、味道影响不大；出机粮温在50～60℃时，玉米色泽变淡，原有香味大为减少；60℃以上 ，玉米发灰，失去原有甜味。为了避免高温对玉米品质的影响，重要的是要考虑粮食在烘 干过程中籽粒所受的温度（即粮温）。要根据烘后粮食的用途，合理选择干燥介质温度，如 对于磨粉和食品工业所用的玉米，在进行干燥时不能使粮温超过45～54℃，zui高不超过60℃ ；对于淀粉工业用玉米，粮温允许为45℃；而对种子粮，粮温不能超过43℃。