我國順逆流連續(xù)式烘干機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

◎ 羅 棟，孫慧男，夏朝勇

（鄭州中糧科研設(shè)計院有限公司，河南 鄭州 450001）

1 烘干機(jī)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(chǔ)，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(dǎo)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(fèi)。為滿足生產(chǎn)需要，自20世紀(jì)50年代初從前蘇聯(lián)引進(jìn)糧食烘干機(jī)械開始，糧食烘干機(jī)在我國開始逐漸發(fā)展，經(jīng)歷了從無到有，從簡單到復(fù)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(jī)、滾筒烘干機(jī)、順（逆）流烘干機(jī)、錯流烘干機(jī)、混流烘干機(jī)和組合式烘干機(jī)等大型烘干機(jī)以及各類移動式小型烘干機(jī)[1]。其中順逆流連續(xù)式烘干機(jī)是我國在20世紀(jì)70年代后期，國家糧食局鄭州院在吸收國外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上開始研制開發(fā)的，技術(shù)相對來說比較成熟，干燥工藝也比較先進(jìn)，主要應(yīng)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(jī)的干燥原理

順逆流連續(xù)式烘干機(jī)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(dá)到干燥糧食的目的。

3 順逆流連續(xù)式烘干機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀

20世紀(jì)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(jī)行業(yè)也初具規(guī)模，我國生產(chǎn)的糧食烘干機(jī)從技術(shù)、性能、品牌等方面均已得到相當(dāng)大的提升。就順逆流連續(xù)式烘干機(jī)而言，各項(xiàng)技術(shù)工藝日漸成熟完善。

3.1 工藝結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

順逆流連續(xù)式烘干機(jī)主體為積木式全鋼結(jié)構(gòu)，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)計有緩蘇段，綜合使用“預(yù)熱→干燥→緩蘇→干燥→緩蘇→冷卻”組合式長流程，嚴(yán)格控制糧食溫度，采用順流干燥和逆流干燥相結(jié)合的干燥方式進(jìn)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(jìn)行水分與熱量的轉(zhuǎn)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(jī)單臺處理量可達(dá)

1 200 t·d-1，由于獨(dú)特的塔式結(jié)構(gòu)，烘干機(jī)高度一般為25 m左右，產(chǎn)量越高，體積越大。烘干機(jī)含有多個烘干段、緩蘇段、冷卻段，采用大風(fēng)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(jìn)了糧食水分的蒸發(fā)，提升了烘干機(jī)的生產(chǎn)能力。

3.3 余熱回收

順逆流連續(xù)式烘干機(jī)是以對流熱力干燥方式對糧食進(jìn)行干燥，將烘干機(jī)內(nèi)部具有一定溫度的熱風(fēng)空氣作為干燥介質(zhì)，和糧食進(jìn)行熱量交換后變?yōu)楹娓蓮U氣排出烘干機(jī)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(jī)冷卻段對烘后糧食進(jìn)行冷卻的過程中，冷卻段的空氣由于吸收糧食熱量也可達(dá)到35 ℃左右[2]。因此為了提高烘干機(jī)的熱效率，減少熱量的浪費(fèi)，一部分廠家將這兩種空氣通過回收風(fēng)機(jī)重新送入換熱器內(nèi)，空氣余熱從而得以回收再利用，達(dá)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(jī)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(yīng)用最廣的是設(shè)置烘干機(jī)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(yán)的地區(qū)，會加裝旋風(fēng)分離器除塵系統(tǒng)，通過離心風(fēng)機(jī)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(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.5 智能化控制

順逆流連續(xù)式烘干機(jī)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(jī)電氣自動控制系統(tǒng)，在烘干機(jī)運(yùn)行過程中在線自動實(shí)時顯示糧食溫度、水分含量、熱風(fēng)溫度、熱風(fēng)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(shè)備運(yùn)行參數(shù)和工作狀態(tài)，并且具備網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)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(jī)的熱源主要以燃煤熱風(fēng)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(jìn)入烘干機(jī)市場，各種類型的燃燒爐不斷被開發(fā)應(yīng)用。

4 存在的問題

（1）對于順逆流連續(xù)式烘干機(jī)，近20年來國內(nèi)專家、學(xué)者對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行了大量的理論研究與實(shí)踐，在干燥工藝上基本達(dá)到了國際先進(jìn)水平。但是在烘干機(jī)的塔體結(jié)構(gòu)及加熱冷卻段的設(shè)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(jī)在余熱回收及廢氣粉塵處理方面還在初步探索階段，技術(shù)還未成熟，余熱回收效率不高，廢氣粉塵處理不徹底，設(shè)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(jī)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(jī)雖然已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動控制，但是設(shè)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(shè)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(shè)備的部分作為兩個獨(dú)立部分來研發(fā)生產(chǎn)，很少有將兩部分結(jié)合一起的，即使有少數(shù)將兩者結(jié)合的廠家設(shè)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(yīng)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(chǔ)設(shè)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(dá)到糧食烘后品質(zhì)要求，能否實(shí)現(xiàn)糧食保質(zhì)干燥，安全儲藏，這些問題還有待進(jìn)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(jī)的數(shù)量也在快速增加，但是糧食機(jī)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(jī)的發(fā)展還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足糧食生產(chǎn)需要。順逆流連續(xù)式烘干機(jī)作為我國糧食烘干機(jī)的主要機(jī)型，在糧食烘干行業(yè)中發(fā)揮著重要的作用，其技術(shù)研究以及設(shè)備制造的進(jìn)步能夠帶動整個行業(yè)的提升。

（1）烘干機(jī)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計及先進(jìn)制造。研究與探討新的烘干機(jī)構(gòu)造模式、烘干機(jī)關(guān)鍵部件的數(shù)字化成型工藝和裝備、多功能糧食烘干機(jī)試驗(yàn)系統(tǒng)都將成為烘干機(jī)技術(shù)提升的方向。對此，應(yīng)積極引進(jìn)國外行業(yè)先進(jìn)加工技術(shù)，改變烘干機(jī)粗制濫造的現(xiàn)狀，打造精品構(gòu)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(yīng)國家節(jié)能減排、綠色生產(chǎn)的發(fā)展趨勢，對此項(xiàng)技術(shù)的深入研究已經(jīng)迫在眉睫。

（3）智能化控制的應(yīng)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(yīng)用，在糧食干燥中也應(yīng)該加快研究實(shí)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(hù)、熱風(fēng)風(fēng)量自動調(diào)節(jié)、糧食入機(jī)出機(jī)流量自動控制等方面的技術(shù)應(yīng)該進(jìn)一步地完善、提高和發(fā)展，從而實(shí)現(xiàn)全流程、全自動化、全智能化控制[3]。

（4）新能源技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用。傳統(tǒng)能源帶來的環(huán)境污染問題日趨嚴(yán)重，烘干機(jī)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(jié)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(shù)。按照我國目前的糧食產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢和環(huán)境保護(hù)要求，今后的糧食烘干機(jī)一定會朝著節(jié)能減排、減損增效的方向發(fā)展，建立高標(biāo)準(zhǔn)、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。