低溫烘干玉米對其品質(zhì)影響及效益分析

李根　李繼文　尚賀

[摘要]自2016年以來，中央儲(chǔ)備糧大慶直屬庫有限公司采用鄭州糧科所順逆流HSNT25型烘干機(jī)低溫烘干玉米，根據(jù)低溫烘干玉米摩擦力變小、容重增加的原理進(jìn)行了多次試驗(yàn)，同高溫烘干玉米比較容重明顯提高，破碎率顯著降低，水分均勻性明顯提高，脂肪酸值較正常值偏低。同時(shí)低溫烘干玉米溫度較低，有效降低了入倉成本，提高了儲(chǔ)藏的穩(wěn)定性，在銷售出庫時(shí)價(jià)格始終占據(jù)高位，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[關(guān)鍵詞]低溫烘干;品質(zhì)影響;效益分析

中圖分類號(hào)：TS210.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.16465/j.gste.cn431252ts.202006

1 設(shè)備及材料

1.1 順逆流HSNT25型烘干機(jī)

烘干基本原理：順逆流糧食烘干機(jī)是采用“順流-逆流”的組合干燥工藝，并根據(jù)糧食受熱溫度實(shí)行“分段變溫干燥”，各干燥段之間設(shè)計(jì)緩蘇段，“干燥-緩蘇”交替進(jìn)行[1]。在頂端的干燥段采用較高的熱風(fēng)溫度使糧食快速升溫，并帶走一部分表面水分;中間干燥段采用中等熱風(fēng)溫度脫去大量水分;經(jīng)過以上步驟，糧食籽粒溫度已經(jīng)升高，所以底部干燥段采用較低溫度即可脫去糧粒內(nèi)部吸附力較強(qiáng)的水分，同時(shí)避免糧溫升得過高;最后經(jīng)過冷卻段的充分冷卻，達(dá)到安全水分和溫度的出機(jī)糧食可以直接入庫儲(chǔ)存。該烘干塔將“順流”“逆流”干燥工藝優(yōu)化組合運(yùn)用，達(dá)到了最優(yōu)效果，是中央儲(chǔ)備糧大慶直屬庫有限公司的精品糧食烘干塔機(jī)型[2]。

1.2 試驗(yàn)糧食

品種為高水分玉米，數(shù)量6 000t，等級為二等，烘干前水分26.5%，雜質(zhì)1.3%，破碎率2.9%，生產(chǎn)年份為2015年，產(chǎn)地為黑龍江省大慶市。

1.3 試驗(yàn)倉房

高大平房倉。具體倉房數(shù)據(jù)見表1。

1.4 入倉形式

干糧出塔后經(jīng)自然冷卻，直接由平板輸送機(jī)經(jīng)流篩后裝車入高大平房倉。

2 試驗(yàn)方法

對試驗(yàn)高水分玉米進(jìn)行高溫快速烘干，自然冷卻，經(jīng)流篩入46號(hào)倉。烘干時(shí)爐溫、熱風(fēng)溫度、糧溫、排糧速度以及烘干后的糧食溫度5d的對比試驗(yàn)詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2。烘干后糧食的品質(zhì)及質(zhì)量結(jié)果見表3。

對試驗(yàn)高水分玉米進(jìn)行低溫慢速烘干，自然冷卻，經(jīng)流篩入42號(hào)倉。烘干時(shí)爐溫、熱風(fēng)溫度、糧溫、排糧速度以及烘干后的糧食溫度5d的對比試驗(yàn)詳細(xì)數(shù)據(jù)見表4，烘干后糧食的品質(zhì)及質(zhì)量結(jié)果見表5。

高溫烘干玉米與低溫烘干玉米入倉后靜態(tài)保管期間，2016年和2017年春秋兩季糧食質(zhì)量普查糧食的相關(guān)儲(chǔ)存控制指標(biāo)變化情況見表6。

3 試驗(yàn)分析

3.1 低溫烘干對玉米容重的影響

糧食的容重是指單位體積的糧食質(zhì)量。影響糧食容重的因素有很多，比如水分、溫度、成熟度、品種、籽粒大小及籽粒表皮光滑程度等。其中，玉米籽粒表皮光滑程度是決定玉米容重變化的主要因素之一[3]。分析烘干過程可知，當(dāng)潮玉米籽粒受熱后，首先是表層水分汽化蒸發(fā)，形成表層與內(nèi)部水分梯度，內(nèi)部水分向表層移動(dòng)的速度與表層水分蒸發(fā)速度相差越大，產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力也越大。當(dāng)高溫烘干玉米時(shí)，來自外部的熱能迅速傳到玉米籽粒表皮，把浮在玉米籽粒表皮的機(jī)械結(jié)合水蒸發(fā)掉，并在表皮形成結(jié)構(gòu)緊密的硬層，影響了內(nèi)部化學(xué)結(jié)合水的蒸發(fā)速度。隨著內(nèi)部應(yīng)力的增大，在籽粒表皮形成褶皺，輕則出現(xiàn)裂紋，籽粒膨大，表皮光滑度降低，摩擦力增大;重則導(dǎo)致焦糊。相反，采用適當(dāng)?shù)牡蜏睾娓沙庇衩?，水分勻速蒸發(fā)，表皮緩慢收縮，能夠顯著抑制潮玉米光滑度的降低，在單位體積的空間里能裝更多的玉米籽粒，所以在其他條件相同時(shí)，低溫烘干的玉米比高溫烘干的玉米品質(zhì)好，容重高[4]。高溫和低溫烘干后出塔玉米容重結(jié)果見表7、表8。通過比較表7和表8得知，低溫慢速烘干的玉米容重要比高溫快速烘干玉米的容重偏高16g/L。

3.2 低溫烘干對玉米水分均勻度的影響

低溫烘干使玉米籽粒由外到內(nèi)受熱均勻，水分逐漸緩慢溢出，烘干時(shí)間及緩蘇時(shí)間較長，給不同水分段的玉米降到所要求水分的時(shí)間較為充足。因此在同樣的條件下，低溫烘干的玉米水分均勻，夾生粒比較少，不易發(fā)熱，能夠有效地抑制玉米生霉粒和脂肪酸值的增長速度，利于玉米安全儲(chǔ)藏[5]。

從實(shí)際烘干工作中發(fā)現(xiàn)，玉米經(jīng)過高溫烘干后的水分不均勻度差異比較明顯。雖然烘干后玉米綜合水分平均值能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水分14%，但是實(shí)際糧食水分有較大差異，最高水分達(dá)到18%的占2.1%，最低水分達(dá)到12%的占8.7%，其中水分為13.0%～15.0%的占66.9%，總體水分相對分散不均。（見表9）。高溫烘干過程中夾生糧的不均勻度較高。低溫慢速烘干后玉米水分達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)水分14%時(shí)，其中最高水分達(dá)到18%的占0.3%，最低水分達(dá)到12.0%的占2.1%，其中水分為13.0%～15.0%的占88.6%?？傮w水分相對集中，低溫烘干過程中夾生糧的不均勻度較低。見表10。高溫烘干過程中夾生糧的不均勻度較高，糧食入倉后夾生糧占比例多的同時(shí)還伴有糧堆的高溫，為了確保儲(chǔ)糧穩(wěn)定就必須通風(fēng)降溫，在降溫過程中水分還會(huì)繼續(xù)丟失，導(dǎo)致糧食的損耗增大。根據(jù)筆者多年的實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)可以得出：烘干溫度越高，原糧水分越大，烘干時(shí)間越短，水分不均勻度越大，反之低溫烘干則能達(dá)到理想的結(jié)果[6]。

3.3 高溫烘干玉米與低溫烘干玉米對入倉后玉米質(zhì)量的影響

經(jīng)高溫烘干后的玉米，糧食出塔溫度一般在22℃左右，糧食入倉后，由于氣溫與糧溫溫差較大，為了減少溫差，達(dá)到安全儲(chǔ)存的目的，要通過通風(fēng)降低糧食溫度，又由于糧食溫度過高，通風(fēng)過程中糧食溫度降低的同時(shí)水分也會(huì)丟失，導(dǎo)致糧食減量。特別是與高溫烘干糧相比，低溫烘干的糧食耐儲(chǔ)存、糧堆表層局部無高溫現(xiàn)象發(fā)生、損耗少、糧堆透氣性好、落糧點(diǎn)少、通風(fēng)后溫度梯度值差率低。夏季低溫慢速烘干與高溫快速烘干相比，使用內(nèi)環(huán)流控溫效果明顯、管理成本低，且低溫慢速烘干玉米容重高、銷售價(jià)格高、效益可觀，值得推廣。中央儲(chǔ)備糧大慶直屬庫將高低溫兩種形式烘干的玉米分別存儲(chǔ)于 46號(hào)倉和42號(hào)倉，具體情況見表11、表12。

3.4 低溫烘干對出塔玉米糧溫及入倉后玉米溫度的影響

低溫烘干玉米出塔糧溫一般在12℃，適度通風(fēng)就能達(dá)到安全儲(chǔ)存的要求，能耗較低。

4 成本與效益分析

4.1 成本分析

（1）高溫烘干成本。燃煤按600元/t計(jì)算，噸費(fèi)用：0.6×61+8.4+4.4=49.4元。

（2）低溫烘干成本。燃煤按600元/t計(jì)算，噸費(fèi)用：0.6×57+6.8+3.6=44.6元。

按烘出2 500t干玉米計(jì)算，低溫比高溫烘干多耗費(fèi)成本：（49.4-44.6）×2 500=12 000元。

4.2 效益分析

4.2.1 烘干效益

（1）高溫烘干效益：高溫烘干干玉米出品率81%，3 000×81%=2 430t。

（2）低溫烘干效益：低溫烘干干玉米出品

率82.7%，3 000×82.7%=2 481t，凈剩糧效益：1 800×

51=91 800元，等級差效益：40×2 481=99 240元。

4.2.2 銷售價(jià)格比較

同期中央儲(chǔ)備糧大慶直屬庫有限公司42號(hào)倉與46號(hào)倉玉米拍賣出庫價(jià)格比較見表13。

5 結(jié)論與建議

如今，我國東北四省每年玉米生產(chǎn)量達(dá)上億噸，雖然自然晾曬玉米品質(zhì)好，省能源，又環(huán)保，但由于數(shù)量巨大，受場地資源緊缺影響，自然晾曬無法正常實(shí)現(xiàn)，所以大量使用塔式烘干機(jī)烘干玉米成為必然趨勢。中央儲(chǔ)備糧大慶直屬庫有限公司也使用過多種型號(hào)的烘干機(jī)，從烘干實(shí)踐中認(rèn)識(shí)到必須對烘干機(jī)的原理與結(jié)構(gòu)有充分的認(rèn)識(shí)，只有針對所在地區(qū)生產(chǎn)的玉米類型合理調(diào)整干燥工藝參數(shù)，并對不合適的機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造，才能烘出質(zhì)量較好的玉米，達(dá)到最佳的烘干效果，取得最好的經(jīng)濟(jì)效益[7]。故本文提出如下建議。

5.1 玉米品質(zhì)控制

在糧食收購中，根據(jù)當(dāng)年的糧食質(zhì)量狀況和收購的要求，有選擇性地收購品質(zhì)好、水分低、顆粒飽滿、硬質(zhì)率較好的潮玉米。在低溫烘干中能最大限度地提高容重，降低破碎率，增強(qiáng)水分的均勻性，得到較高的干玉米出品率，取得最大經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 合理調(diào)整干燥工藝參數(shù)

合理確定干燥介質(zhì)的溫度、流量、停留時(shí)間，積極采用低溫、大風(fēng)量的干燥工藝，控制糧食的受熱溫度，最大限度地減緩糧食因受熱而產(chǎn)生的內(nèi)部應(yīng)力及變性，同時(shí)加強(qiáng)干燥過程中糧食品質(zhì)的隨機(jī)檢測。糧食烘干塔在工作中，隨著介質(zhì)溫度的提高，干燥機(jī)的生產(chǎn)能力也有了顯著提高。但當(dāng)溫度超過150℃達(dá)到170℃時(shí)，生產(chǎn)能力的提高并不顯著。相反，玉米的品質(zhì)卻因此惡化了，不僅爆腰率增加，還出現(xiàn)了烘糊粒。糧食在干燥機(jī)內(nèi)被加熱的最高溫度超過60℃時(shí)，其爆腰率顯著增加。所以糧食被加熱的最高溫度不宜超過60℃，介質(zhì)最高溫度不宜超過130℃。我國實(shí)施《連續(xù)式糧食干燥機(jī)》（GB/T 16714—2007）國家標(biāo)準(zhǔn)，對干燥機(jī)主機(jī)造成的玉米破碎率作出了限制，應(yīng)該嚴(yán)格執(zhí)行。同時(shí)還應(yīng)改進(jìn)輸送設(shè)備，簡化工藝流程，盡量減少使用斗提機(jī)，盡可能地使用傳統(tǒng)的皮帶輸送設(shè)備，保證干燥后的糧食質(zhì)量符合國家標(biāo)準(zhǔn)要求，充分發(fā)揮烘干塔在實(shí)現(xiàn)糧食儲(chǔ)存、流通現(xiàn)代化體制中的作用。

5.3 提高認(rèn)識(shí)、更新觀念

提高糧食干燥技術(shù)水平，保證干燥后糧食的品質(zhì)，加強(qiáng)對糧食資源的保護(hù)，關(guān)系到我國新形勢下國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展問題。特別是在市場經(jīng)濟(jì)深入發(fā)展的今天，糧食作為商品進(jìn)入流通領(lǐng)域以來，講求質(zhì)量、注重經(jīng)濟(jì)效益已成為企業(yè)發(fā)展的根本和追求。在糧食干燥領(lǐng)域，也應(yīng)以科技為先導(dǎo)，以質(zhì)量求生存，樹立新的市場觀念，積極發(fā)展我國的糧食干燥事業(yè)。

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