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    摘要：水稻干燥后的品質(zhì)問題是水稻干燥的關(guān)鍵問題，水稻干燥不僅要求生產(chǎn)率高，還要保證干燥后的品質(zhì)好。本論文從水稻保質(zhì)干燥原理出發(fā)，設(shè)計(jì)并簡(jiǎn)述了5GSH-16型水稻保質(zhì)干燥烘干機(jī)的工藝流程、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及主要設(shè)計(jì)參數(shù)。該機(jī)型采用五級(jí)順流連續(xù)式加熱及緩蘇和一級(jí)逆流冷卻的干燥工藝，間接加熱，熱風(fēng)溫度在50～160℃之間自動(dòng)控制，通過生產(chǎn)實(shí)踐證明該機(jī)型具有熱效率高，節(jié)能顯著，烘干品質(zhì)好，單位質(zhì)量成本低，自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)。
0、引言
    水稻是我國(guó)主要糧食作物，近年來東北墾區(qū)水稻種植面積迅速擴(kuò)大，東北寒區(qū)水稻收獲在十月初，氣溫在0℃左右，收獲季節(jié)緊，因此大部分水稻采用水稻聯(lián)合收獲機(jī)聯(lián)合收獲，收獲后的水稻含水率高，水稻收獲后的干燥問題便成了十分迫切的問題。而干燥后的品質(zhì)問題是水稻干燥的關(guān)鍵。水稻干燥不僅要求生產(chǎn)率高，還要求干燥后品質(zhì)好，即爆腰率低，口感好。美國(guó)的資料表明，高等級(jí)大米(碎米率低于10%)與低等級(jí)大米的差價(jià)約為100美元／噸，我國(guó)稻谷年產(chǎn)量約為118億噸，但因大米的品質(zhì)不高，達(dá)不到國(guó)際市場(chǎng)對(duì)品質(zhì)的要求，影響了稻米的出口和創(chuàng)匯。因此研究開發(fā)性能優(yōu)良、工作安全可靠、制造成本及干燥成本低廉且能保證干燥品質(zhì)的稻谷干燥設(shè)備，對(duì)保證我國(guó)水稻的加工及稻米在國(guó)際市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力具有重要意義，富通新能源銷售木屑顆粒機(jī)、木屑烘干機(jī)等生物質(zhì)顆粒燃料成型、木屑烘干機(jī)械設(shè)備。
1、5GSH-16型水稻保質(zhì)干燥烘干機(jī)的設(shè)計(jì)方案
1.1設(shè)計(jì)要求
    稻谷的干燥不同于其它糧食作物，稻谷籽粒由堅(jiān)硬的外殼和米粒組成，干燥時(shí)外殼起著阻礙籽粒內(nèi)部水分向表面轉(zhuǎn)移的作用，所以稻谷的干燥較其它作物更困難，同時(shí)稻谷干燥時(shí)容易出現(xiàn)爆腰，影響稻米的品質(zhì)，因此設(shè)計(jì)水稻干燥烘干機(jī)時(shí)應(yīng)考慮滿足生產(chǎn)率及干燥品質(zhì)要求，同時(shí)還應(yīng)考慮滿足熱效率高、環(huán)保、節(jié)能、干燥成本低等要求。
1.2干燥工藝流程
    根據(jù)對(duì)水稻的谷物特性及國(guó)內(nèi)外有關(guān)資料的分析，干燥水稻時(shí)為保證干燥品質(zhì)，介質(zhì)溫度不能過高，同時(shí)要控制糧食本身的溫度。采用不同的干燥工藝，其糧溫和風(fēng)溫的差值是不同的。在黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)工程學(xué)院干燥實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了逆流、混流、順流等幾種干燥工藝的試驗(yàn)研究，研究了干燥工藝對(duì)糧食溫度的影響進(jìn)而對(duì)品質(zhì)的影響，研究結(jié)果表明：與其它幾種干燥工藝相比，順流干燥時(shí)糧溫和風(fēng)溫相差最大，風(fēng)溫高達(dá)120℃時(shí)糧溫仍可保持在42℃以下。對(duì)水稻品質(zhì)破壞的影響最小，因此采用順流干燥工藝有利予滿足生產(chǎn)率并保證烘后品質(zhì)。
    采用具有緩蘇功能的干燥工藝，即加熱一緩蘇一加熱一緩蘇一五級(jí)順流式干燥工藝，在緩蘇過程中，使內(nèi)部水分向表面擴(kuò)散，降低籽粒內(nèi)部的水分梯度，使內(nèi)外水分趨于平衡，可消除籽粒本身的熱應(yīng)力，減小爆腰率。
    同時(shí)有研究表明稻谷干燥時(shí)降水過快或冷卻過快均易產(chǎn)生爆腰，為了保證稻谷的干燥品質(zhì)，干燥速度不可過快，日本的研究認(rèn)為干燥稻谷時(shí)降水率應(yīng)控制在0.8%-1%以下，因此應(yīng)選擇多級(jí)干燥工藝。既可保證干燥后品質(zhì)，又可達(dá)到一次降至安全水分，實(shí)現(xiàn)連續(xù)干燥作業(yè)�；�于以上研究及分析，5GSH-16型水稻保質(zhì)干燥烘干機(jī)采用五級(jí)順流緩蘇干燥工藝。其具體工藝流程如下：
    水稻→預(yù)儲(chǔ)→I級(jí)加熱→緩蘇→II級(jí)加熱→Ⅱ緩蘇→In級(jí)加熱→III緩蘇→Ⅳ級(jí)加熱→Ⅳ緩蘇→V級(jí)加熱→V級(jí)緩蘇→逆流冷卻→排糧。
2、主要結(jié)構(gòu)及技術(shù)性能參數(shù)
2.1結(jié)構(gòu)
    SGSH-16型干燥烘干機(jī)主體采用雙層金屬單塔式結(jié)構(gòu)，中間使用巖棉進(jìn)行保溫。結(jié)構(gòu)主要包括上蓋、五層緩蘇段、五層進(jìn)氣段、排氣段、冷卻段及底座、排糧等幾部分。目前，烘干機(jī)采用的換熱器形式較多，但多數(shù)存在以下缺點(diǎn)：熱效率低、使用壽命短。本機(jī)的換熱器為WRFL-120型臥式熱風(fēng)爐，爐采用臥式套筒結(jié)構(gòu)，其爐體采用兩體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)避免了爐火對(duì)換熱器的燒損，延長(zhǎng)了使用壽命，熱效率高，可達(dá)70%以上，保證了烘干機(jī)的性能要求。以加熱的新鮮空氣為熱介質(zhì)，對(duì)稻谷的污染小，同時(shí)由于采用了保溫結(jié)構(gòu)減少了熱量損失，適于北方使用。排糧結(jié)構(gòu)采用滑板外槽輪式結(jié)構(gòu)，用水平輸送帶輸送排糧，降低了水稻的破碎率。干燥烘干機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。
2.2主要技術(shù)參數(shù)
    通過試驗(yàn)臺(tái)試驗(yàn)，確定了SGSH．16型水稻保質(zhì)干燥烘干機(jī)的主要參數(shù)及性能指標(biāo)如下：
    主機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸：2080×3080×18290mm
    配套提升機(jī)生產(chǎn)率：60t/h
    配套熱源：WRFL-120型臥式熱風(fēng)爐
    整機(jī)容積：100m3
    裝機(jī)糧重：70t
3、主要工藝參數(shù)及設(shè)計(jì)依據(jù)
    SGSH-16型水稻保質(zhì)干燥烘干機(jī)工藝參數(shù)設(shè)計(jì)主要從以下幾個(gè)方面考慮：爆腰率、介質(zhì)溫度、糧食溫度、生產(chǎn)率，能耗及干燥烘干機(jī)主要結(jié)構(gòu)尺寸。
    在保證生產(chǎn)率的條件下減少爆腰率是保質(zhì)干燥的設(shè)計(jì)依據(jù)。為了保證烘后品質(zhì)，減少爆腰率，必須采用較低的介質(zhì)溫度，結(jié)合順流干燥工藝特點(diǎn)及該機(jī)一機(jī)多用的要求，該機(jī)介質(zhì)溫度可選擇50～160℃。烘干水稻時(shí)溫度選擇90℃以下，通過試驗(yàn)此時(shí)糧食溫度可控制在40℃以下，該溫度可以滿足稻谷干燥后的品質(zhì)要求。
4、經(jīng)濟(jì)效益分析
    通過節(jié)能、節(jié)電、節(jié)人工等計(jì)算，該機(jī)單位烘干成本降低20%左右，按日生產(chǎn)300噸計(jì)算，每個(gè)烘干周期可烘干水稻6萬(wàn)噸。其產(chǎn)值約為180萬(wàn)，節(jié)約成本36萬(wàn)，經(jīng)濟(jì)效益60萬(wàn)，當(dāng)年既可收回成本并贏利。
    由于烘干品質(zhì)好，爆腰率明顯低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，相對(duì)地提高了糧食等級(jí)。由于本機(jī)烘干后的水稻糙米的裂紋及龜裂的比率很小，因此在烘后將水稻加工成大米的過程中，碎米率低，提高了水稻的出米率，經(jīng)試驗(yàn)出米率提高5%以上。水稻按7500kg/kh2計(jì)算，每公頃可多出米150千克，按市場(chǎng)價(jià)可增收150元，墾區(qū)1000多畝水稻每年增收3億元以上。經(jīng)濟(jì)效益相當(dāng)可觀。
5、結(jié)論與創(chuàng)新
    測(cè)試結(jié)果和對(duì)實(shí)際干燥作業(yè)考核表明，5GSH-16型谷物烘干機(jī)完全滿足設(shè)計(jì)要求，并得出如下結(jié)論與創(chuàng)新：
    1)該機(jī)烘干水稻，其烘干品質(zhì)好，干燥不均勻度、爆腰率等指標(biāo)明顯低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
    2)該機(jī)以燃煤間接加熱，熱風(fēng)爐為臥式套筒結(jié)構(gòu)且采用爐體與換熱器分體結(jié)構(gòu)，使用壽命延長(zhǎng)，其熱效率可達(dá)70%以上。
    3)該機(jī)主體采用單塔式結(jié)構(gòu)，并采用五級(jí)順流高溫加熱及緩蘇，逆流冷卻及排糧干燥工藝，較好地解決了水稻干燥中存在的熱風(fēng)溫度低、均勻性差、結(jié)構(gòu)龐大、生產(chǎn)率低等問題。
    4)該機(jī)排糧結(jié)構(gòu)采用滑板式外槽輪結(jié)構(gòu)，用水平輸送帶輸送排糧，降低了水稻的破碎率，對(duì)提高水稻干燥的品質(zhì)具有重要意義。同時(shí)該機(jī)具有良好的通用性，通過溫度調(diào)節(jié)可用于烘干玉米、小麥等。