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連續(xù)式水稻混流干燥工藝的試驗(yàn)研究

信息來(lái)源： | 發(fā)布日期： 2006-06-02 18:12:07 | 瀏覽量：2081

關(guān)鍵詞：連續(xù)式水稻混流干燥工藝的試驗(yàn)研究

                 謝奇珍     劉進(jìn)     師建芳     張景文
            (農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所，100026)

    摘要：利用移動(dòng)式混流糧食干燥機(jī)進(jìn)行了在一定的環(huán)境條件下，不同的熱風(fēng)溫度、不同的干燥與緩蘇比率對(duì)稻谷爆腰率及降水速率影響的試驗(yàn)，得出了利用混流式糧食干燥機(jī)烘干水稻時(shí)的優(yōu)化工藝參數(shù)。
    關(guān)鍵詞：水稻；混流式干燥機(jī)；干燥工藝；爆腰率

        Experimental study of Continuous Mixed-flow Drying Technology of Rice
             Xie Qizhen， Liu Jin， Shi Jianfang， Zhang Jingwen
The Academy of Planning and Designing of the Ministry of Agriculture， Beijing， 100026
    Abstract: In the paper， a movable mixed-flow grain drier was used for the drying tests on rice.Given a stated relative humidity， the paper studied the effect of different heat-air temperatures and different drying and tempering ratio on rice fissure ratio and heat consumption of the dryer. The optimal technical parameters were obtained by the study， which can be used for designing and applying of the mixed-flow grain drier.
    Key word：rice；mixed-flow dryer；drying technics；fissure ratio
1 引言
    稻谷是一種熱敏性的物料，其干燥不同于其它糧食的干燥，干燥速度過(guò)快或參數(shù)選擇不當(dāng)都會(huì)產(chǎn)生爆腰，造成稻谷品質(zhì)下降。我國(guó)有關(guān)糧食干燥機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)明確規(guī)定稻谷干燥后爆腰率的增值不能超過(guò)3%。目前國(guó)內(nèi)外已有人對(duì)稻谷的干燥以及稻谷爆腰機(jī)理進(jìn)行了比較深入的研究，董鐵友[1]研究了水稻的順流干燥工藝、奚河濱等[2]研究了順混流相結(jié)合的干燥工藝、伴敏三進(jìn)行了水稻薄層及橫流式干燥機(jī)的試驗(yàn)研究。美國(guó)學(xué)者Bakker-Arkema 認(rèn)為在干燥作業(yè)時(shí)，水稻溫度不能超過(guò)43℃。丹麥Cimberia干燥機(jī)干燥水稻時(shí)，建議水稻溫度一般控制在39℃～43℃，^高不能超過(guò)43℃[3]。
    我國(guó)在水稻干燥中應(yīng)用^普遍的機(jī)型是以上海三久、無(wú)錫金子及福建三發(fā)發(fā)為代表的橫流低溫循環(huán)式干燥機(jī)[4]。該機(jī)屬于水稻專用型干燥機(jī)，在應(yīng)用于其它糧食干燥時(shí)存在工藝上的缺陷。混流式糧食干燥機(jī)是近年來(lái)在我國(guó)糧食干燥行業(yè)中應(yīng)用^廣泛的一種機(jī)型，該機(jī)不但可以烘干大粒作物如大豆、玉米，中等粒度作物如小麥、高粱以及小粒作物如油菜籽、蔬菜種子，還具有烘后糧食的品質(zhì)好，綜合干燥性能指標(biāo)好以及對(duì)糧食的含雜率要求較低等顯著的特點(diǎn)。但混流式干燥機(jī)在實(shí)際烘干水稻時(shí)應(yīng)如何選擇合理的工藝參數(shù)，才能達(dá)到干燥后稻谷品質(zhì)與設(shè)備性能的^佳匹配，目前尚缺乏充分的試驗(yàn)研究，直接導(dǎo)致設(shè)備的開(kāi)發(fā)利用不夠。另外在當(dāng)前農(nóng)業(yè)效益較低的情況下，糧食干燥機(jī)能否實(shí)現(xiàn)綜合利用已成為限制其推廣的瓶頸。本文旨在通過(guò)試驗(yàn)研究，探尋混流式干燥機(jī)烘干水稻時(shí)，工藝參數(shù)對(duì)水稻爆腰率及干燥機(jī)能耗的影響規(guī)律，為拓展混流式干燥機(jī)的使用范圍，達(dá)到糧食干燥設(shè)備的一機(jī)多用提供依據(jù)。
2 試驗(yàn)材料和方法
2.1試驗(yàn)材料
    本次試驗(yàn)于2002年10月～12月在浙江省富陽(yáng)市^水稻研究所進(jìn)行，采用的物料為秀水-11晚稻。試驗(yàn)期間稻谷的原始含水率范圍為14.5% ～18.6%（w.b）。
2.2 試驗(yàn)裝置
    本次干燥試驗(yàn)的設(shè)備為農(nóng)業(yè)部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院研究開(kāi)發(fā)的移動(dòng)式農(nóng)用糧食干燥機(jī)。該干燥機(jī)由燃油熱風(fēng)爐、混流式糧食干燥塔、糧食循環(huán)攪龍、提升機(jī)、移動(dòng)式底盤所組成，如圖1所示。干燥機(jī)容積約為4m3，截面為1.25×1.0m，設(shè)有兩個(gè)干燥段，高度為2.0m，一個(gè)儲(chǔ)糧段，高度為1.0m，風(fēng)機(jī)型號(hào)：4—72—№4A，4kW，風(fēng)量為4012～7419 m3/h。

2.3 試驗(yàn)方法
2.3.1 取樣
    入機(jī)糧取樣：在提升機(jī)入料口處接取樣品，在上糧期間內(nèi)等間隔分5次取樣，取其平均值作為入機(jī)糧的水分。
    出機(jī)糧取樣：在干燥機(jī)排糧口處接取樣品，在卸糧期間內(nèi)等間隔分5次取樣，取其平均值作為出機(jī)糧的水分。
2.3.2 測(cè)量方法
    含水率測(cè)定：利用烘箱法，按GB/T 5494-1985《糧食、油料檢驗(yàn) 水分測(cè)定法》測(cè)定稻谷含水率；
    爆腰率測(cè)定：將接取的樣品分成3個(gè)子樣，從每個(gè)子樣中取出完整的稻谷100粒，密封保存24小時(shí)后，先剝掉外殼，然后用爆腰燈進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)米粒胚乳有裂縫，或一條裂縫貫穿全粒，或有裂痕兩條以上均屬爆腰。以爆腰粒數(shù)所占的百分比表示爆腰率。計(jì)算出3個(gè)子樣的爆腰率的平均數(shù)，將其作為該樣品的爆腰率。同一批稻谷烘干前后爆腰率的差值即為爆腰率增值。爆腰率采用日本金子公司生產(chǎn)的水稻爆腰燈測(cè)定。
2.4 試驗(yàn)條件及參數(shù)選擇
    試驗(yàn)期間環(huán)境溫度范圍-2℃～15℃，空氣相對(duì)濕度范圍50%～80%。原糧含水率范圍17%～19%。
    試驗(yàn)中，干燥機(jī)所采用的空床流量為0.29m3/m2•s，熱風(fēng)溫度試驗(yàn)值為40℃、50℃、60℃、70℃，干燥過(guò)程中熱風(fēng)與稻谷的接觸時(shí)間，即干燥時(shí)間設(shè)定為10分鐘。干燥時(shí)間與緩蘇時(shí)間比例（以下簡(jiǎn)稱干燥緩蘇比）分別采用了1：1、1：2、1：3、1：4、1：5和1：6。利用時(shí)間繼電器控制干燥時(shí)間與緩蘇時(shí)間。在緩蘇過(guò)程中，燃油熱風(fēng)爐處于關(guān)閉狀態(tài)，稻谷處于連續(xù)循環(huán)狀態(tài)。

         圖2 干燥緩蘇比與爆腰率增值之間的關(guān)系            圖3 干燥緩蘇比與降水速率之間的關(guān)系
3 試驗(yàn)結(jié)果
3.1 干燥緩蘇比與爆腰率增值之間的關(guān)系
    圖2所示的是水稻干燥過(guò)程中在溫度一定的條件下，干燥緩蘇比與爆腰率增值之間的關(guān)系。由圖可以看出，在同一溫度條件下，爆腰率增值受緩蘇時(shí)間的影響非常顯著。隨著緩蘇時(shí)間的縮短，爆腰率增值會(huì)急速上升。對(duì)應(yīng)于一定的熱風(fēng)溫度，為確保爆腰率增值小于3%，應(yīng)有適宜的干燥緩蘇比。
3.2 干燥緩蘇比與降水速率之間的關(guān)系
    圖3所示的是干燥過(guò)程中，在熱風(fēng)溫度一定的條件下，干燥緩蘇比與降水速率之間的關(guān)系。
3.3 熱風(fēng)溫度與爆腰率增值之間的關(guān)系
     圖4 表示了在干燥緩蘇比一定的條件下，熱風(fēng)溫度與爆腰率增值之間的關(guān)系。
3.4熱風(fēng)溫度與降水速率之間的關(guān)系
    圖5表示了在干燥緩蘇比一定的條件下，熱風(fēng)溫度與降水速率之間的關(guān)系。

3.5爆腰率增值與降水速率之間的關(guān)系
圖6 表示了稻谷干燥中爆腰率增值與降水速率之間的關(guān)系。

4 結(jié)論
    1) 稻谷混流干燥過(guò)程中必須有緩蘇階段。如果缺少必要的緩蘇，即使采用低溫連續(xù)干燥，爆腰率增值也會(huì)高于3%。
    2) 在同一烘干緩蘇比的前提下，烘干溫度愈高，爆腰率增值也愈大，兩者之間近似線性關(guān)系。當(dāng)烘干緩蘇比一定時(shí)，存在一個(gè)臨界溫度，當(dāng)超過(guò)這個(gè)臨界溫度后，爆腰率增值將超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的3%。
    3) 利用混流式干燥稻谷時(shí)，完全可以采用較高的熱風(fēng)溫度，但為了確保烘干后的稻谷品質(zhì)，應(yīng)相應(yīng)地延長(zhǎng)緩蘇時(shí)間。在某一恒定的溫度條件下，烘干緩蘇比越小，爆腰率越低；烘干緩蘇比越大，爆腰率越高。存在一個(gè)適宜的烘干緩蘇比，在降水速率較快的同時(shí)，還能保證爆腰率增值不超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
    4) 試驗(yàn)表明，當(dāng)?shù)竟群史秶?7%～19%時(shí)，采取適當(dāng)?shù)母稍锕に嚕剐r(shí)降水速率低于1.3%時(shí)，可以保證爆腰率增值不超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

參考文獻(xiàn)
[1] 董鐵有. 水稻順流干燥中爆腰問(wèn)題的試驗(yàn)分析. 洛陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報(bào)，1996，17（3）：49～53
[2] 奚河濱，王桂香等. 水稻干燥技術(shù)的研究. 現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)，1996：934～36
[3] 王桂香，奚河濱，曹崇文. 常用水稻干燥設(shè)備及參數(shù)的確定. ^農(nóng)機(jī)化。糧食干燥機(jī)械試驗(yàn)研究（181）
[4] 李業(yè)波，曹崇文，楊俊成. 水稻緩蘇的理論和實(shí)驗(yàn)研究. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào)，1997，8（28）：51～54
[5] 鄭先哲，王成芝. 水稻爆腰增率與干燥條件關(guān)系的試驗(yàn)研究. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1999，6（2）：194~197

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