谷物干燥方法（一）

谷物干燥是當(dāng)前我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個(gè)薄弱環(huán)節(jié)。剛收獲的谷物含水率較高，必需通過谷物干燥來降低其水分以能達(dá)到安全儲(chǔ)藏目的。目前農(nóng)用干燥設(shè)備很少，廣大農(nóng)村主要靠自然晾曬來干燥谷物，往往因不能及時(shí)干燥處理而導(dǎo)致大量谷物霉?fàn)€、出芽，造成極大的損失。據(jù)有關(guān)部門測(cè)算，一般年景因不能及時(shí)干燥造成的谷物損失高達(dá)100億斤；而據(jù)一些專家測(cè)算，這一環(huán)節(jié)的谷物損失可高達(dá)10%～15%。谷物品質(zhì)不高一直是困擾我國谷物市場的重要因素之一。除了品種因素外，產(chǎn)后加工水平低下也是一個(gè)重要原因。傳統(tǒng)的攤曬無法生產(chǎn)高品質(zhì)的谷物，而且隨著農(nóng)村耕地量逐年減少，目前基本無曬場晾曬谷物。公路曬糧影響交通安全，而且影響谷物品質(zhì)，甚至影響人體健康。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械化將逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，發(fā)展谷物干燥技術(shù)是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要組成部分。只有發(fā)展谷物干燥新技術(shù)降低谷物產(chǎn)后水分，才能解決谷物收獲后及時(shí)干燥的問題，避免和減少糧食損失，從而保持谷物的品質(zhì)、提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)效益。

目前我國的谷物干燥技術(shù)已經(jīng)很成熟，基本上都能達(dá)到所要求的目的，而且能耗低、污染少和效率高，已經(jīng)基本上能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。

一、微波干燥谷物

微波干燥機(jī)理：微波是一種高頻電磁波，其波長0.001m～1m,頻率在3.0×102～3.0×105MHz之間?，F(xiàn)實(shí)中的谷物物料主要由極性分子組成，這種分子在微波場中由于受到電荷“同性排斥，異性相吸”的作用，分子將產(chǎn)生相應(yīng)運(yùn)動(dòng)，它的劇烈運(yùn)動(dòng)又促進(jìn)分子之間相互作用，從而為使分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇，在宏觀上表現(xiàn)為料溫度升高。隨著外加微波頻率的升高和電場強(qiáng)度的增加，分子的熱運(yùn)動(dòng)也將加劇，物料的溫度將變得更高。

微波干燥具有穿透能力強(qiáng)、選擇性加熱、熱慣性小、干燥速度快、時(shí)間短，符合環(huán)保要求和易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等特點(diǎn)。

目前微波干燥谷物在國內(nèi)外仍在不斷研究發(fā)展過程中，相關(guān)報(bào)道也不斷出現(xiàn)。國內(nèi)有學(xué)者研究了順流通風(fēng)狀態(tài)下厚層糙米的微波干燥問題。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：隨著微波功率的增加，糙米的溫度和干燥速度隨之增加。如果微波的功率被控制在0.05～0.09kW／kg范圍內(nèi)，風(fēng)速被控制在0.12～0.20m／s范圍內(nèi)，則可以保證不出現(xiàn)爆腰和發(fā)芽率降低等質(zhì)量問題。且糙米的有效干燥厚度大約0.130m。此值大于同等條件下稻谷的有效干燥厚度，在微波加熱的條件下干燥糙米的效率要高于稻谷干燥的效率。

還有針對(duì)玉米熱風(fēng)干燥中存在的問題，運(yùn)用自制的微波干燥試驗(yàn)測(cè)試系統(tǒng)。采用不同的質(zhì)量比功率和加熱時(shí)間及配套的工藝流程，研究了玉米微波干燥特性及干燥條件對(duì)干后品質(zhì)、能耗的影響。分析了微波干燥玉米過程中單位質(zhì)量功耗、溫度、平均失水速率與玉米籽粒發(fā)芽率、爆腰率和淀粉得率的關(guān)系。確定了影響微波干燥玉米的工藝參數(shù)和玉米微波干燥的最優(yōu)工藝流程。研究結(jié)果表明：玉米微波干燥主要處于恒速干燥階段，應(yīng)用微波技術(shù)既能快速而經(jīng)濟(jì)地對(duì)玉米籽粒進(jìn)行干燥，又能保持其種用價(jià)值，且能改良其品質(zhì)。

國外有學(xué)者做了微波干燥大豆的研究，假設(shè)以物料含水量按指數(shù)規(guī)律下降為前提，建立了水分?jǐn)U散的模型。研究表明：微波加熱可以使干燥加速。并且采用合適的微波功率，種子的發(fā)芽率也不會(huì)受到影響。

有學(xué)者認(rèn)為微波加熱對(duì)高水分糧食和具有堅(jiān)硬外殼物料的干燥效果比熱空氣干燥效果好。他們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)微波加熱后影響稻米品質(zhì)的脫支酶其活力明顯下降，而稻米的食用品質(zhì)和糊化特性變化不大。稻谷、玉米微波干燥應(yīng)采用低功率、長流程的干燥工藝，稻谷受熱溫度不超過50℃，玉米受熱溫度不超過55℃(種子糧除外)，利用高水分玉米對(duì)微波吸收量大、產(chǎn)生熱量大的特點(diǎn)，與熱風(fēng)干燥進(jìn)行組合，預(yù)熱段采用微波加熱可明顯縮短加熱時(shí)間，提高干燥效率。

二、紅外線輻射干燥谷物

紅外輻射線具有傳遞熱效率高、加熱時(shí)間短、易被一些物體所吸收等很多的優(yōu)點(diǎn)，因此在很多的生產(chǎn)領(lǐng)域里，廣泛地用來干燥谷物、煙葉、樹脂等，以及對(duì)汽車、自行車、家具等漆膜的干燥。

紅外線干燥是近年來幾個(gè)研究者所研究的主題。有研究表明可以通過增加50%的農(nóng)產(chǎn)品以降低干燥時(shí)間。

有學(xué)者研究了紅外線干燥谷物的機(jī)理，認(rèn)為谷物的干燥途徑雖有幾種方法，但是對(duì)其效果來說，還是紅外干燥技術(shù)是最為理想和有效方法。它不僅傳遞熱效率高，節(jié)約能源，裝置緊湊，便于自動(dòng)化，無污染等優(yōu)點(diǎn)。而且能夠較有效地避免或減少了關(guān)鍵性的問題，即出現(xiàn)的“爆腰”現(xiàn)象。因此，就目前谷物干燥技術(shù)來講，在考慮其干燥成本、干燥時(shí)間和干燥裝置等各方面因素以后，可以肯定紅外干燥技術(shù)是最適合、最具有發(fā)展?jié)摿Φ挠行Х椒ā２捎眉t外干燥與熱風(fēng)干燥相比有如下特點(diǎn)：

（1）干燥時(shí)間可以縮短 1/10～l/30。

（2）電力消耗可以降低到原用電量的l/2～1/3。

（3）烘道或爐體長度可以縮短到原有的1／10。

（4）溫度控制精度高，可以控制在±1／100～±1／1000 之間。

（5）使用、操作方便，造價(jià)低。

三、順流谷物干燥

順流谷物干燥技術(shù)是谷物干燥應(yīng)用最廣泛的一項(xiàng)技術(shù)，順流干燥是指熱介質(zhì)（熱空氣或爐氣）與谷物共同從上方向下方流動(dòng)，故稱為順流。順流干燥的特點(diǎn)：可使用高溫干燥介質(zhì)，單位耗氣量和單位熱量低，烘后谷物品質(zhì)好，特別適合于烘干水稻和種子。有研究發(fā)現(xiàn)對(duì)干燥介質(zhì)的初始溫度和極限溫度的選擇、谷物允許受熱溫度：

（1）玉米干燥介質(zhì)溫度：135～200℃；允許受熱溫度：60℃。

（2）小麥干燥介質(zhì)溫度：90～120℃；允許受熱溫度：50℃。

（3）水稻干燥介質(zhì)溫度：80～110℃；允許受熱溫度：40℃。

（4）種子干燥介質(zhì)溫度：90℃以下；允許受熱溫度：35℃。