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0．前言
    我國南方稻谷收獲時(shí)氣溫在20～35℃之間，空氣相對(duì)濕度在70%～90%，收獲時(shí)間緊，大部分稻谷多采用聯(lián)合收割機(jī)收獲，收獲時(shí)稻谷水分含量大部分在16%~ 20%之間，如遇到陰雨天氣，稻谷水分含量高達(dá)220/0~33%.對(duì)于水分超過25 010的稻谷，堆放12 h就會(huì)發(fā)熱，堆放24 h會(huì)霉變甚至發(fā)芽，因此，高水分稻谷收獲后必須及時(shí)經(jīng)過干燥處理，才能保證其安全儲(chǔ)藏，減少損失．
    目前，我國稻谷干燥主要是自然晾曬、機(jī)械干燥、就倉干燥3種干燥類型并存，其中自然晾曬、就倉干燥（包括糧倉機(jī)械通風(fēng)）等降水方法是我國南方糧食企業(yè)的主要干燥方式．自然晾曬受天氣條件的影響大，就倉干燥只適合干燥水分低于18%的稻谷，不能滿足收獲季節(jié)大量高水分稻谷等待干燥的需要．北方稻谷機(jī)械干燥主要采用玉米等谷物的通用干燥機(jī)，主要機(jī)型為橫流式干燥機(jī)、混流干燥機(jī)、順流干燥機(jī)或順逆流干燥機(jī)，多以煤為熱源；南方稻谷機(jī)械干燥主要是小型循環(huán)式低溫干燥機(jī)，如1996年以后進(jìn)入我國的日本金子和臺(tái)灣三久等獨(dú)資企業(yè)生產(chǎn)的小型循環(huán)式低溫干燥機(jī)，其優(yōu)點(diǎn)是：采用低溫干燥，使用柴油或煤油作為熱源，直接加熱干燥，烘后稻谷品質(zhì)較好，自動(dòng)控制系統(tǒng)較完善．其缺點(diǎn)是：從原理和實(shí)際使用情況來看，造價(jià)高，效率低，特別是產(chǎn)量低，單機(jī)產(chǎn)量較小，大處理量時(shí)需多臺(tái)串或并聯(lián)使用，增加了附屬設(shè)備和土建的費(fèi)用；由于采用極限設(shè)計(jì)，易損件返修率高；循環(huán)式干燥機(jī)多采用柴油（煤油）作為熱源，干燥成本高，不適合我國國情．
    為解決我國南方高水分稻谷保質(zhì)干燥的難題，鄭州科研設(shè)計(jì)院首次開發(fā)設(shè)計(jì)了HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流高水分稻谷保質(zhì)干燥機(jī)，通過實(shí)際烘糧使用和性能檢測證明，該機(jī)型具有烘后稻谷品質(zhì)好、干燥效率高、烘干成本低、環(huán)保、無污染等特點(diǎn)，是高水分稻谷保質(zhì)干燥的理想機(jī)型。
1．設(shè)計(jì)方案
1.1設(shè)計(jì)要求
    稻谷籽粒是由穎殼、皮層（果皮和種皮）、糊粉層、胚和胚乳組成的一種熱敏性物料，且穎殼和其他成分的含水率不同，干燥時(shí)堅(jiān)硬的穎殼阻礙籽粒內(nèi)部水分向表面轉(zhuǎn)移，同時(shí)稻谷在干燥過程中容易爆腰，所以稻谷干燥是比較困難的．干燥后的品質(zhì)問題是稻谷干燥的關(guān)鍵，不適當(dāng)?shù)母稍锕に嚰肮に噮��?shù)必將造成爆腰率的增加，影響干燥后品質(zhì)，加工后整精米率降低．因此設(shè)計(jì)稻谷干燥機(jī)時(shí)應(yīng)考慮滿足生產(chǎn)率和干燥品質(zhì)的要求，同時(shí)還應(yīng)考慮滿足熱效率高、干燥成本低、環(huán)保、節(jié)能等要求。
1.2干燥工藝比選
    根據(jù)稻谷的谷物特性、干燥特點(diǎn)及降水規(guī)律，綜合考慮環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)性、有效性、安全性、保質(zhì)、高效、節(jié)能、環(huán)保等多種因素，比選了橫流、混流、順流、逆流、順逆流、順混流等干燥工藝，首次提出了我國高水分稻谷干燥宜采用逆順流多級(jí)變溫組合干燥工藝的有效方案，同時(shí)優(yōu)化了稻谷干燥工藝、工藝參數(shù)及干燥機(jī)結(jié)構(gòu)，開發(fā)設(shè)計(jì)了HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流高水分稻谷保質(zhì)干燥機(jī)．
2．干燥原理
    HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流高水分稻谷保質(zhì)干燥機(jī)采用逆順流組合干燥新技術(shù)，將逆流干燥技術(shù)和順流干燥技術(shù)有效合理地組合起來，實(shí)行“多段、變溫、長緩蘇”干燥，吸收了橫流、順流、逆流、順逆流、順混流和混流干燥工藝的優(yōu)點(diǎn)，突出特點(diǎn)為“低溫、大風(fēng)量、長流程、連續(xù)性”干燥工藝，嚴(yán)格控制干燥后糧食溫度，
    該機(jī)工藝路線為“(逆流干燥一順流干燥一緩蘇)4-（逆流冷卻一順流冷卻）”，即4級(jí)逆流干燥、4級(jí)順流干燥（共計(jì)8級(jí)干燥），4級(jí)緩蘇，2級(jí)冷卻，逆流和順流交替進(jìn)行，每一級(jí)逆流和順流干燥后設(shè)置一級(jí)緩蘇，干燥緩蘇級(jí)數(shù)隨降水幅度的增大而增加．
    該干燥工藝更符合糧食籽粒自身降水規(guī)律，干燥和冷卻條件溫和，干燥緩蘇比合理，干燥時(shí)間、緩蘇時(shí)間及冷卻時(shí)間充裕，糧食最高受熱溫度不會(huì)超過其允許的受熱溫度，確保糧食干燥的處理量和降水幅度達(dá)到設(shè)計(jì)要求，干燥后糧食的理化性質(zhì)不變化．
3．干燥系統(tǒng)主要設(shè)備及工藝流程
3.1干燥系統(tǒng)主要設(shè)備
    干燥系統(tǒng)主要設(shè)備包括：干燥機(jī)、熱風(fēng)爐、提升、
清理設(shè)備、輸送設(shè)備、設(shè)備烘前倉、烘后倉、脫硫設(shè)
備、除塵設(shè)備、電氣控制系統(tǒng)及相關(guān)的配套設(shè)施等．
3.2工藝流程
    濕糧經(jīng)檢驗(yàn)、計(jì)量后經(jīng)圓筒清理篩和振動(dòng)篩雙級(jí)清理后清除雜質(zhì)和異物，由提升機(jī)送入烘前倉，然后經(jīng)輸送機(jī)、提升機(jī)至干燥機(jī)機(jī)頂．糧食從機(jī)頂進(jìn)入向下緩慢流動(dòng)，熱風(fēng)爐內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)列管式換熱器對(duì)潔凈的自然空氣加熱，產(chǎn)生的干燥介質(zhì)由2臺(tái)熱風(fēng)機(jī)以不同的熱風(fēng)溫度經(jīng)熱風(fēng)管道送人干燥機(jī)進(jìn)氣角狀管，對(duì)糧食進(jìn)行加熱干燥．熱風(fēng)以逆流或順流的形式分別穿過糧層并帶走糧食中的水分，使糧食達(dá)到降水的目的。在每一個(gè)逆順流干燥段后均設(shè)置較大的緩蘇段，使糧粒內(nèi)外的溫度和水分進(jìn)行充分平衡．經(jīng)過8級(jí)干燥、4級(jí)緩蘇后的糧食降至安全水分，在干燥機(jī)底部被冷風(fēng)機(jī)送人的冷風(fēng)冷卻．冷卻后的糧食降至安全溫度，由干燥機(jī)的排糧機(jī)構(gòu)排出，經(jīng)輸送提升后進(jìn)入烘后倉暫存，干糧可入倉儲(chǔ)存，亦可向庫外直接發(fā)放．
3.3環(huán)保節(jié)能工藝設(shè)備
    設(shè)計(jì)時(shí)采用多項(xiàng)節(jié)能減排技術(shù)，具有“高效、節(jié)能、低排、環(huán)保、無污染”的特點(diǎn)，主要選用節(jié)能減排技術(shù)有：
    (1)干燥機(jī)兩側(cè)設(shè)置特別設(shè)計(jì)的除塵環(huán)保廢氣道，廢氣在廢氣道內(nèi)聚集沉降后通過廢氣道上部及側(cè)壁廢氣排放口集中高空排放，除塵效果較為明顯．同時(shí)，廢氣道里的空氣層還能起到保溫作用，可降低干燥系統(tǒng)能耗．
    (2)采用了廢氣回收裝置，部分干燥段及冷卻段排出的廢氣經(jīng)過熱風(fēng)機(jī)再次進(jìn)入干燥機(jī)與糧食接觸，熱量得到循環(huán)利用．
    (3)采用新型保溫技術(shù)和保溫材料進(jìn)行整機(jī)保溫，設(shè)備通體巖棉層保溫，外覆高強(qiáng)度彩板，環(huán)保耐用．
    (4)配備一體化除塵脫硫設(shè)備，降低熱風(fēng)爐煙氣污染物的排放濃度．
    (5)通過控制廢氣出口風(fēng)速來控制廢氣排放時(shí)帶出的粉塵，使稻毛等細(xì)微的粉塵停留在干燥機(jī)內(nèi)．
    (6)采用增加換熱器沉降室、煙道和熱風(fēng)爐沉降室截面積等方法降低煙氣速度，提高煙氣中煙塵的沉降率．
    (7)在換熱器沉降室、煙道和熱風(fēng)爐沉降室內(nèi)，增加擋灰墻，改變煙氣運(yùn)行路徑，提高煙塵沉降效率．
4．干燥機(jī)主要結(jié)構(gòu)
    HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流稻谷保質(zhì)干燥機(jī)采用積木式組合全鋼結(jié)構(gòu)，主要部件采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，外形結(jié)構(gòu)及尺寸兼容，互換性強(qiáng)，機(jī)型可放大或縮小，便于系列化和標(biāo)準(zhǔn)化．干燥機(jī)采用整機(jī)保溫，兩側(cè)設(shè)置有廢氣道使排放廢氣中的粉塵沉降，在緩蘇段、儲(chǔ)糧段及冷卻段設(shè)計(jì)人孔、觀察窗，在每個(gè)人孔處有平臺(tái)和梯子，便于檢修，底部設(shè)置對(duì)稱緊急排糧口，塔頂設(shè)有檢修人孔和安全圍欄．主機(jī)各段之間及風(fēng)管采用螺栓連接，安裝便捷．其主要結(jié)構(gòu)組成及配置見圖1．
5．干燥機(jī)設(shè)計(jì)及主要技術(shù)參數(shù)
    2010年鄭州科學(xué)研究設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)建造了中儲(chǔ)糧賀州直屬庫HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流稻谷保質(zhì)干燥機(jī)，該機(jī)采用逆順流組合干燥工藝，設(shè)計(jì)為4級(jí)逆流干燥、4級(jí)順流干燥，1、2、3、4級(jí)干燥用一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)供風(fēng)，為1#風(fēng)機(jī)供風(fēng)干燥段；5、6、7、8級(jí)干燥用另一臺(tái)熱風(fēng)機(jī)供風(fēng)，為2#風(fēng)機(jī)供風(fēng)干燥段；采用1級(jí)段逆流冷卻、1級(jí)順流冷卻，用一臺(tái)冷風(fēng)機(jī)，供熱裝置采用了高效節(jié)能燃煤一稻殼多用熱風(fēng)爐，能以煙煤或稻殼或二者混合物為燃料，換熱器采用列管式換熱器，換出的潔凈空氣為干燥熱介質(zhì)，提升機(jī)采用低破碎專用型提升機(jī)，配備糧食水分在線檢測和自動(dòng)控制系統(tǒng)．
6．實(shí)際應(yīng)用及性能測試
    中儲(chǔ)糧賀州直屬庫HNST500型環(huán)保型連續(xù)式逆順流稻谷保質(zhì)干燥機(jī)經(jīng)過了2010年晚稻和2011年早稻及晚稻的干燥使用，并按GB6970-86《糧食干燥機(jī)試驗(yàn)方法》進(jìn)行了性能測試，測試時(shí)間2010年10月26日至27日。
7．結(jié)論
    實(shí)際烘糧使用和性能測試的結(jié)果表明：HNST500型環(huán)保型連續(xù)式逆順流高水分稻谷保質(zhì)干燥機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)性能技術(shù)指標(biāo)，已達(dá)到國內(nèi)外先進(jìn)水平，具有廣闊的市場應(yīng)用推廣前景．