我國順逆流連續(xù)式烘干機的發(fā)展現(xiàn)狀

◎ 羅 棟，孫慧男，夏朝勇

（鄭州中糧科研設計院有限公司，河南 鄭州 450001）

1 烘干機概述

我國既是糧食生產(chǎn)大國，也是糧食消耗大國，保障糧食安全是保證國家安全的重要基礎，目前我國每年糧食總產(chǎn)量已超6億t，但是每年因收獲水分過高導致霉變、發(fā)芽等造成的糧食損失量巨大，造成了巨大的資源浪費。為滿足生產(chǎn)需要，自20世紀50年代初從前蘇聯(lián)引進糧食烘干機械開始，糧食烘干機在我國開始逐漸發(fā)展，經(jīng)歷了從無到有，從簡單到復雜，從仿造到自主創(chuàng)新的過程。開發(fā)出一批流化（振動）烘干機、滾筒烘干機、順（逆）流烘干機、錯流烘干機、混流烘干機和組合式烘干機等大型烘干機以及各類移動式小型烘干機[1]。其中順逆流連續(xù)式烘干機是我國在20世紀70年代后期，國家糧食局鄭州院在吸收國外先進技術的基礎上開始研制開發(fā)的，技術相對來說比較成熟，干燥工藝也比較先進，主要應用于我國東北、華北、華中等糧食主產(chǎn)區(qū)。

2 順逆流連續(xù)式烘干機的干燥原理

順逆流連續(xù)式烘干機通過直接加熱或者間接加熱的方法，將冷空氣加熱后作為干燥介質(zhì)。加熱后的冷空氣在與糧食接觸的過程中，提供糧食升溫及水分蒸發(fā)所需熱量，并將糧食中蒸發(fā)出來的水分帶走，從而達到干燥糧食的目的。

3 順逆流連續(xù)式烘干機的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀90年代以來，隨著我國科技能力的大大提高，農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的全面展開，糧食烘干機行業(yè)也初具規(guī)模，我國生產(chǎn)的糧食烘干機從技術、性能、品牌等方面均已得到相當大的提升。就順逆流連續(xù)式烘干機而言，各項技術工藝日漸成熟完善。

3.1 工藝結構特點

順逆流連續(xù)式烘干機主體為積木式全鋼結構，采用“順流-逆流”的組合干燥工藝，并根據(jù)糧食受熱溫度實行“分段變溫干燥”。各干燥段之間設計有緩蘇段，綜合使用“預熱→干燥→緩蘇→干燥→緩蘇→冷卻”組合式長流程，嚴格控制糧食溫度，采用順流干燥和逆流干燥相結合的干燥方式進行降水，有效使糧食籽粒和干燥介質(zhì)充分混合，最大限度地進行水分與熱量的轉移，保障糧食烘后品質(zhì)，同時降低糧食干燥不均勻度。

3.2 生產(chǎn)能力

目前市場上順逆流連續(xù)式烘干機單臺處理量可達

1 200 t·d-1，由于獨特的塔式結構，烘干機高度一般為25 m左右，產(chǎn)量越高，體積越大。烘干機含有多個烘干段、緩蘇段、冷卻段，采用大風量、長流程處理方式使糧食自上而下持續(xù)干燥，連續(xù)流出。多段式的烘干和多段式的緩蘇極大地促進了糧食水分的蒸發(fā)，提升了烘干機的生產(chǎn)能力。

3.3 余熱回收

順逆流連續(xù)式烘干機是以對流熱力干燥方式對糧食進行干燥，將烘干機內(nèi)部具有一定溫度的熱風空氣作為干燥介質(zhì)，和糧食進行熱量交換后變?yōu)楹娓蓮U氣排出烘干機外。此時所排出的烘干廢氣仍具有一定的溫度，一般在40 ℃左右。同時在烘干機冷卻段對烘后糧食進行冷卻的過程中，冷卻段的空氣由于吸收糧食熱量也可達到35 ℃左右[2]。因此為了提高烘干機的熱效率，減少熱量的浪費，一部分廠家將這兩種空氣通過回收風機重新送入換熱器內(nèi)，空氣余熱從而得以回收再利用，達到節(jié)能減排效果。

3.4 廢氣粉塵處理

由于順逆流連續(xù)式烘干機一般體型較大，且干燥的糧食中含有較多雜質(zhì)，在干燥的過程中極易產(chǎn)生粉塵，影響周圍環(huán)境。為解決這一問題，目前應用最廣的是設置烘干機廢氣沉降室，通過物理沉降方式將較大顆粒物分離收集，改善烘干作業(yè)的工作環(huán)境。在環(huán)保要求比較嚴的地區(qū)，會加裝旋風分離器除塵系統(tǒng)，通過離心風機吸出粉塵，再由離心除塵器沉降，或者通過布袋除塵系統(tǒng)及噴淋除塵系統(tǒng)等降低廢氣粉塵濃度，達到排放標準。

3.5 智能化控制

順逆流連續(xù)式烘干機一般都配備有功能齊全的在線糧食溫濕度檢測系統(tǒng)與烘干機電氣自動控制系統(tǒng)，在烘干機運行過程中在線自動實時顯示糧食溫度、水分含量、熱風溫度、熱風爐溫度和糧食料位的高低等信息，采用PLC邏輯控制程序，顯示各個設備運行參數(shù)和工作狀態(tài)，并且具備網(wǎng)絡遠程診斷控制、與現(xiàn)代企業(yè)管理軟件互聯(lián)功能。

3.6 熱源類型

市場上順逆流連續(xù)式烘干機的熱源主要以燃煤熱風爐為主，成本較低，污染較大，需要配備一系列脫硫除塵裝置。隨著國家對大氣環(huán)境治理要求的提高，生物質(zhì)燃料、天然氣、空氣源熱泵、太陽能等一系列清潔能源逐漸進入烘干機市場，各種類型的燃燒爐不斷被開發(fā)應用。

4 存在的問題

（1）對于順逆流連續(xù)式烘干機，近20年來國內(nèi)專家、學者對其結構進行了大量的理論研究與實踐，在干燥工藝上基本達到了國際先進水平。但是在烘干機的塔體結構及加熱冷卻段的設計上沒有大的突破和改動，大多數(shù)企業(yè)缺乏創(chuàng)新精神，對產(chǎn)品研發(fā)投入太少。

（2）國內(nèi)烘干機在余熱回收及廢氣粉塵處理方面還在初步探索階段，技術還未成熟，余熱回收效率不高，廢氣粉塵處理不徹底，設備裝置安裝成本較大。目前市場上99%的順逆流連續(xù)式烘干機都是將烘干廢氣直接排放至大氣中，無余熱回收、粉塵處理裝置。

（3）現(xiàn)今糧食烘干機雖然已經(jīng)實現(xiàn)了自動控制，但是設備系統(tǒng)控制方法比較單一，糧食在線水分檢測精度不高，穩(wěn)定性差。設備控制系統(tǒng)一般都是將測定糧食水分的部分和控制干燥設備的部分作為兩個獨立部分來研發(fā)生產(chǎn)，很少有將兩部分結合一起的，即使有少數(shù)將兩者結合的廠家設備，在控制精度和智能化控制方面也還不是很完善。

（4）清潔能源雖然已經(jīng)開始應用，但是依舊存在諸多問題。生物質(zhì)燃料熱值較低，燃燒溫度控制不穩(wěn)定，使用成本比較高；天然氣需要在完善輸氣管道、消防等大量基礎設施的前提下才能使用，安全性不高；空氣源熱泵使用環(huán)境比較苛刻，不適合大面積推廣，且造價比較高。

（5）對于烘后糧食是否能夠精確滿足糧食儲存安全水分含量，干燥后的糧食裂紋率和破損率等是否達到糧食烘后品質(zhì)要求，能否實現(xiàn)糧食保質(zhì)干燥，安全儲藏，這些問題還有待進一步的研究和完善。

5 前景與展望

隨著我國糧食總產(chǎn)量的逐年遞增，國內(nèi)糧食烘干機的數(shù)量也在快速增加，但是糧食機械烘干比例與歐美國家的90%以及日本的92%相差仍然很大，國內(nèi)烘干機的發(fā)展還遠遠不能滿足糧食生產(chǎn)需要。順逆流連續(xù)式烘干機作為我國糧食烘干機的主要機型，在糧食烘干行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，其技術研究以及設備制造的進步能夠帶動整個行業(yè)的提升。

（1）烘干機產(chǎn)品的創(chuàng)新設計及先進制造。研究與探討新的烘干機構造模式、烘干機關鍵部件的數(shù)字化成型工藝和裝備、多功能糧食烘干機試驗系統(tǒng)都將成為烘干機技術提升的方向。對此，應積極引進國外行業(yè)先進加工技術，改變烘干機粗制濫造的現(xiàn)狀，打造精品構件，提升產(chǎn)品外觀。

（2）廢氣余熱回收及粉塵處理裝置。滿足環(huán)保要求，響應國家節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，對此項技術的深入研究已經(jīng)迫在眉睫。

（3）智能化控制的應用將有較大發(fā)展。隨著各行各業(yè)中智能化系統(tǒng)的普遍應用，在糧食干燥中也應該加快研究實施，多參數(shù)檢控裝置研發(fā)，在線氣溫、氣濕、糧溫、糧濕一體化檢測裝置研發(fā)，電器自動保護、熱風風量自動調(diào)節(jié)、糧食入機出機流量自動控制等方面的技術應該進一步地完善、提高和發(fā)展，從而實現(xiàn)全流程、全自動化、全智能化控制[3]。

（4）新能源技術的研發(fā)與應用。傳統(tǒng)能源帶來的環(huán)境污染問題日趨嚴重，烘干機熱源在清潔能源、空氣源熱泵等方面的研究需要不斷深入。

6 結語

目前我國的糧食烘干裝備研究還處于發(fā)展階段，前路充滿挑戰(zhàn)，需要注入新活力、新思路以及新技術。按照我國目前的糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和環(huán)境保護要求，今后的糧食烘干機一定會朝著節(jié)能減排、減損增效的方向發(fā)展，建立高標準、高效率、高品質(zhì)、低能耗、低排放、低成本和無污染的糧食干燥體系。