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連續式水稻混流干燥工藝的試驗研究

信息來(lái)源： | 發(fā)布日期： 2006-06-02 18:12:07 | 瀏覽量：1946
關(guān)鍵詞：連續式水稻混流干燥工藝的試驗研究
                 謝奇珍     劉進(jìn)     師建芳     張景文
            (農業(yè)部規劃設計研究院農產(chǎn)品加工研究所，100026)

    摘  要：利用移動(dòng)式混流糧食干燥機進(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稻谷爆腰率及降水速率影響的試驗，得出了利用混流式糧食干燥機烘干水稻時(shí)的優(yōu)化工藝參數。
    關(guān)鍵詞：水稻；混流式干燥機；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)快或參數選擇不當都會(huì )產(chǎn)生爆腰，造成稻谷品質(zhì)下降。我國有關(guān)糧食干燥機行業(yè)標準明確規定稻谷干燥后爆腰率的增值不能超過(guò)3%。目前國內外已有人對稻谷的干燥以及稻谷爆腰機理進(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]研究了順混流相結合的干燥工藝、伴敏三 進(jìn)行了水稻薄層及橫流式干燥機的試驗研究。美國學(xué)者Bakker-Arkema 認為在干燥作業(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]。
    我國在水稻干燥中應用^普遍的機型是以上海三久、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[4]。該機屬于水稻專(zhuān)用型干燥機，在應用于其它糧食干燥時(shí)存在工藝上的缺陷?；炝魇郊Z食干燥機是近年來(lái)在我國糧食干燥行業(yè)中應用^廣泛的一種機型，該機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，綜合干燥性能指標好以及對糧食的含雜率要求較低等顯著(zhù)的特點(diǎn)。但混流式干燥機在實(shí)際烘干水稻時(shí)應如何選擇合理的工藝參數，才能達到干燥后稻谷品質(zhì)與設備性能的^佳匹配，目前尚缺乏充分的試驗研究，直接導致設備的開(kāi)發(fā)利用不夠。另外在當前農業(yè)效益較低的情況下，糧食干燥機能否實(shí)現綜合利用已成為限制其推廣的瓶頸。 本文旨在通過(guò)試驗研究，探尋混流式干燥機烘干水稻時(shí)，工藝參數對水稻爆腰率及干燥機能耗的影響規律，為拓展混流式干燥機的使用范圍，達到糧食干燥設備的一機多用提供依據。
2 試驗材料和方法
2.1試驗材料
    本次試驗于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。試驗期間稻谷的原始含水率范圍為14.5% ～18.6%（w.b）。
2.2 試驗裝置
    本次干燥試驗的設備為農業(yè)部規劃設計研究院研究開(kāi)發(fā)的移動(dòng)式農用糧食干燥機。該干燥機由燃油熱風(fēng)爐、混流式糧食干燥塔、糧食循環(huán)攪龍、提升機、移動(dòng)式底盤(pán)所組成，如圖1所示。干燥機容積約為4m3，截面為1.25×1.0m，設有兩個(gè)干燥段，高度為2.0m，一個(gè)儲糧段，高度為1.0m，風(fēng)機型號：4—72—№4A，4kW，風(fēng)量為4012～7419 m3/h。
                      
2.3 試驗方法
2.3.1 取樣
    入機糧取樣：在提升機入料口處接取樣品，在上糧期間內等間隔分5次取樣，取其平均值作為入機糧的水分。
    出機糧取樣： 在干燥機排糧口處接取樣品，在卸糧期間內等間隔分5次取樣，取其平均值作為出機糧的水分。
2.3.2 測量方法
    含水率測定：利用烘箱法，按GB/T 5494-1985《糧食、油料檢驗 水分測定法》測定稻谷含水率；
    爆腰率測定：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，發(fā)現米粒胚乳有裂縫，或一條裂縫貫穿全粒，或有裂痕兩條以上均屬爆腰。以爆腰粒數所占的百分比表示爆腰率。計算出3個(gè)子樣的爆腰率的平均數，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)的水稻爆腰燈測定。
2.4 試驗條件及參數選擇
    試驗期間環(huán)境溫度范圍-2℃～15℃，空氣相對濕度范圍50%～80%。原糧含水率范圍17%～19%。
    試驗中，干燥機所采用的空床流量為0.29m3/m2•s，熱風(fēng)溫度試驗值為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)間設定為10分鐘。干燥時(shí)間與緩蘇時(shí)間 比例（以下簡(jiǎn)稱(chēng)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  試驗結果
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(zhù)。隨著(zhù)緩蘇時(shí)間的縮短，爆腰率增值會(huì )急速上升。對應于一定的熱風(fēng)溫度，為確保爆腰率增值小于3%，應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(xiàn)性關(guān)系。當烘干緩蘇比一定時(shí)，存在一個(gè)臨界溫度，當超過(guò)這個(gè)臨界溫度后，爆腰率增值將超過(guò)國家標準中規定的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)，應相應地延長(cháng)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)國家標準要求。
    4) 試驗表明，當稻谷含水率范圍在17%～19%時(shí)，采取適當的干燥工藝，使小時(shí)降水速率低于1.3%時(shí)，可以保證爆腰率增值不超過(guò)國家標準的規定。

參考文獻
[1] 董鐵有. 水稻順流干燥中爆腰問(wèn)題的試驗分析.  洛陽(yáng)工學(xué)院學(xué)報，1996，17（3）：49～53
[2] 奚河濱，王桂香等. 水稻干燥技術(shù)的研究.  現代化農業(yè)，1996：934～36
[3] 王桂香，奚河濱，曹崇文. 常用水稻干燥設備及參數的確定. ^農機化。糧食干燥機械試驗研究 （181）
[4] 李業(yè)波，曹崇文，楊俊成. 水稻緩蘇的理論和實(shí)驗研究.  農業(yè)機械學(xué)報，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)系的試驗研究.  農業(yè)工程學(xué)報，1999，6（2）：194~197
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