谷物干燥机械及其发展动态
孙如金
谷物收获时含水量较高，收获后不适宜立即贮存。如小麦收获时水分约为9%～17%，水稻约为16%～26%。随着机械化事业的发展，谷物联合收获机的使用将逐渐增多，因而收获期缩短，含水量增高。为了防止谷物因含水量过高，引起发热、发霉和变质等，则必须进行干燥，使含水量达到安全贮藏标准。
一、谷物干燥机械
我国的干燥机械品种多样，主要有：5H-2.5农用中型谷物干燥机、立筒型气流干燥机、塔式干燥机、滚筒式干燥机、简易拖车式干燥机、低温慢速干燥设备等。本文主要介绍塔式干燥机和低温慢速干燥设备。
1.塔式干燥机
塔式干燥机由加热炉、风机和干燥室等组成。由加热炉加热的混合气，被吸风机吸入干燥室。干燥室内有许多进、排气管道。混合气从进气管口进入，其温度一般不超过110 ℃，经过输送管道逸入干燥室中，与由上向下靠重力运动的谷粒相接触，使之加热，汽化水分。然后经排气管由排气管口排出。进、排气管的布置各种机型不同，例如有的干燥机采用一排进气管和一排排气管相间排列。保证每一个进气管被四个排气管等距包围着。这样当谷粒由上往下流动时先接触到热管，再接触到低温排气管，受到由高到低的温度的均匀干燥。由于接触高温的热气流时间很短，谷物可以承受较高温度的热气。另一方面在接触低温气流时，又可充分利用热量进行干燥，这是该机的特点。此外该机管道还制成有一定的锥度，有利于谷物流动并改善气流的分布。管道一般由0.8～1.5 mm厚的薄钢板制成。管道长度不超过1 m，否则气流分布不均匀。
干燥室下部为冷却室，在冷却室与加热室之间有一段未配置进、排气管，用来调节谷物的温度。机器的生产率视机型大小而定，例如美国坎尔公司生产的塔式干燥机系列，在干燥稻谷时含水量从20%降至14%，每小时生产率可达10～100 t。这种烘干机结构简单，使用方便，工作可靠，经济技术指标较好。因此在国内外得到广泛应用。缺点是，由于进、排气管的排列和热风配置不均匀等问题，会使谷粒受热不均，目前国内外都在为消除这一缺点而努力。
2.低温慢速干燥设备
低温慢速干燥设备根据气流流过谷物的方向不同，可分成垂直气流式和径向通风式两种。
（1）垂直气流式通风仓
它主要由干燥仓和风机组成。干燥仓可以是圆形或长方形。在仓的底部留有气道，以便空气进入。仓中地板上有孔，以便气流通过，但不能漏谷粒。通风仓的地板是装备中重要组件之一，它要求对气流的阻力小，易于清扫和具有适当的强度。
（2）径向通风仓
在仓的尺寸选择合适时，径向通风仓能经济地快速干燥。这种仓的特点是顶部密封，气流自侧壁逸出，靠近中心处先行干燥。
进行通风干燥的关键在于根据外界条件和谷物含水量确定干燥的效果。例如在气温高于谷温1.5 ℃时，要使谷物干燥到15%时，外界空气的相对湿度不能大于66.3%。
二、谷物干燥机械的发展动态
一些发达的国家，二十世纪五十年代已实现干燥的机械，六十年代已具有全自动化的干燥机具，七十年代比较重视于研究高质量、低成本的干燥方法和机具。研究的动向大致如下：
1.新能源
例如美国对太阳能的利用一直很重视，目前已接近实用阶段。研究结果表明，太阳能可以成为谷物低温干燥的重要能源。它比连续加热作业的成本低，但总成本则较高。日本等国家则研究利用稻壳、玉米蕊和沼气等其他热源。
2.新的加热方法
传统的工艺是通过空气介质把热量传给谷物，这样易产生脱水不匀、外干内湿的缺点，不利于长期贮存。此外烟道气和空气的混合气（特别是煤气）含有一定的硫化物、磷化物等有害物质，这会造成对粮食的污染。一些国家研制了利用微波和远红外等技术对谷物进行干燥，以避免上述缺点。这些技术在食品工业和化工工业中已有应用，但在农业上还存在成本高的问题。我国也已试制出样机。
3.基本理论研究
谷物干燥的基本理论包括研究谷物的特性、介质的特性、介质与谷物之间关系和机械工程的基本理论等。由于谷物干燥技术是新兴的学科，不少理论是从别的部门移植过来的。虽然干燥机械已初具规模，自成体系，但尚不完善。特别是介质和谷物之间的关系非常复杂，到目前为止还没有一个理论方程能够精确地计算谷物在一切温度和相对湿度下的平衡水分。
4.降低成本及自动化
前者如余热回收，发展低温慢速干燥等。后者如利用传感器监测气流温度和湿度、谷物含水量、自动启闭风机和加热器等。
谷物干燥技术的发展与改善，如同其他技术领域一样，取决于新技术的突破和社会的经济条件。必须根据每个国家自己的条件来确定发展的方向。例如美国研究太阳能、日本研究稻壳作热源，加拿大研究砂子作介质，丹麦研究固体燃料和自动化等。
谷物收获时含水量较高，收获后不适宜立即贮存。如小麦收获时水分约为9%～17%，水稻约为16%～26%。随着机械化事业的发展，谷物联合收获机的使用将逐渐增多，因而收获期缩短，含水量增高。为了防止谷物因含水量过高，引起发热、发霉和变质等，则必须进行干燥，使含水量达到安全贮藏标准。
一、谷物干燥机械
我国的干燥机械品种多样，主要有：5H-2.5农用中型谷物干燥机、立筒型气流干燥机、塔式干燥机、滚筒式干燥机、简易拖车式干燥机、低温慢速干燥设备等。本文主要介绍塔式干燥机和低温慢速干燥设备。
1.塔式干燥机
塔式干燥机由加热炉、风机和干燥室等组成。由加热炉加热的混合气，被吸风机吸入干燥室。干燥室内有许多进、排气管道。混合气从进气管口进入，其温度一般不超过110 ℃，经过输送管道逸入干燥室中，与由上向下靠重力运动的谷粒相接触，使之加热，汽化水分。然后经排气管由排气管口排出。进、排气管的布置各种机型不同，例如有的干燥机采用一排进气管和一排排气管相间排列。保证每一个进气管被四个排气管等距包围着。这样当谷粒由上往下流动时先接触到热管，再接触到低温排气管，受到由高到低的温度的均匀干燥。由于接触高温的热气流时间很短，谷物可以承受较高温度的热气。另一方面在接触低温气流时，又可充分利用热量进行干燥，这是该机的特点。此外该机管道还制成有一定的锥度，有利于谷物流动并改善气流的分布。管道一般由0.8～1.5 mm厚的薄钢板制成。管道长度不超过1 m，否则气流分布不均匀。
干燥室下部为冷却室，在冷却室与加热室之间有一段未配置进、排气管，用来调节谷物的温度。机器的生产率视机型大小而定，例如美国坎尔公司生产的塔式干燥机系列，在干燥稻谷时含水量从20%降至14%，每小时生产率可达10～100 t。这种烘干机结构简单，使用方便，工作可靠，经济技术指标较好。因此在国内外得到广泛应用。缺点是，由于进、排气管的排列和热风配置不均匀等问题，会使谷粒受热不均，目前国内外都在为消除这一缺点而努力。
2.低温慢速干燥设备
低温慢速干燥设备根据气流流过谷物的方向不同，可分成垂直气流式和径向通风式两种。
（1）垂直气流式通风仓
它主要由干燥仓和风机组成。干燥仓可以是圆形或长方形。在仓的底部留有气道，以便空气进入。仓中地板上有孔，以便气流通过，但不能漏谷粒。通风仓的地板是装备中重要组件之一，它要求对气流的阻力小，易于清扫和具有适当的强度。
（2）径向通风仓
在仓的尺寸选择合适时，径向通风仓能经济地快速干燥。这种仓的特点是顶部密封，气流自侧壁逸出，靠近中心处先行干燥。
进行通风干燥的关键在于根据外界条件和谷物含水量确定干燥的效果。例如在气温高于谷温1.5 ℃时，要使谷物干燥到15%时，外界空气的相对湿度不能大于66.3%。
二、谷物干燥机械的发展动态
一些发达的国家，二十世纪五十年代已实现干燥的机械，六十年代已具有全自动化的干燥机具，七十年代比较重视于研究高质量、低成本的干燥方法和机具。研究的动向大致如下：
1.新能源
例如美国对太阳能的利用一直很重视，目前已接近实用阶段。研究结果表明，太阳能可以成为谷物低温干燥的重要能源。它比连续加热作业的成本低，但总成本则较高。日本等国家则研究利用稻壳、玉米蕊和沼气等其他热源。
2.新的加热方法
传统的工艺是通过空气介质把热量传给谷物，这样易产生脱水不匀、外干内湿的缺点，不利于长期贮存。此外烟道气和空气的混合气（特别是煤气）含有一定的硫化物、磷化物等有害物质，这会造成对粮食的污染。一些国家研制了利用微波和远红外等技术对谷物进行干燥，以避免上述缺点。这些技术在食品工业和化工工业中已有应用，但在农业上还存在成本高的问题。我国也已试制出样机。
3.基本理论研究
谷物干燥的基本理论包括研究谷物的特性、介质的特性、介质与谷物之间关系和机械工程的基本理论等。由于谷物干燥技术是新兴的学科，不少理论是从别的部门移植过来的。虽然干燥机械已初具规模，自成体系，但尚不完善。特别是介质和谷物之间的关系非常复杂，到目前为止还没有一个理论方程能够精确地计算谷物在一切温度和相对湿度下的平衡水分。
4.降低成本及自动化
前者如余热回收，发展低温慢速干燥等。后者如利用传感器监测气流温度和湿度、谷物含水量、自动启闭风机和加热器等。
谷物干燥技术的发展与改善，如同其他技术领域一样，取决于新技术的突破和社会的经济条件。必须根据每个国家自己的条件来确定发展的方向。例如美国研究太阳能、日本研究稻壳作热源，加拿大研究砂子作介质，丹麦研究固体燃料和自动化等。
