0．前言
    我國南方稻谷收獲時氣溫在20～35℃之間，空氣相對濕度在70%～90%，收獲時間緊，大部分稻谷多采用聯(lián)合收割機(jī)收獲，收獲時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%.對于水分超過25 010的稻谷，堆放12 h就會發(fā)熱，堆放24 h會霉變甚至發(fā)芽，因此，高水分稻谷收獲后必須及時經(jīng)過干燥處理，才能保證其安全儲藏，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，造價高，效率低，特別是產(chǎn)量低，單機(jī)產(chǎn)量較小，大處理量時需多臺串或并聯(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，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)計院首次開發(fā)設(shè)計了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)計方案
1.1設(shè)計要求
    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，干燥時堅硬的穎殼阻礙籽粒內(nèi)部水分向表面轉(zhuǎn)移，同時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)計稻谷干燥機(jī)時應(yīng)考慮滿足生產(chǎn)率和干燥品質(zhì)的要求，同時還應(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變溫組合干燥工藝的有效方案，同時優(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級逆流干燥、4級順流干燥（共計8級干燥），4級緩蘇，2級冷卻，逆流和順流交替進(jìn)行，每一級逆流和順流干燥后設(shè)置一級緩蘇，干燥緩蘇級數(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，干燥時間、緩蘇時間及冷卻時間充裕，糧食最高受熱溫度不會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、計量后經(jīng)圓筒清理篩和振動篩雙級清理后清除雜質(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，熱風(fēng)爐內(nèi)燃料燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)列管式換熱器對潔凈的自然空氣加熱，產(chǎn)生的干燥介質(zhì)由2臺熱風(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級干燥、4級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)計時采用多項節(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，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，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、儲糧段及冷卻段設(shè)計人孔、觀察窗，在每個人孔處有平臺和梯子，便于檢修，底部設(shè)置對稱緊急排糧口，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)計及主要技術(shù)參數(shù)
    2010年鄭州科學(xué)研究設(shè)計院設(shè)計建造了中儲糧賀州直屬庫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)計為4級逆流干燥、4級順流干燥，1、2、3、4級干燥用一臺熱風(fēng)機(jī)供風(fēng)，為1#風(fēng)機(jī)供風(fēng)干燥段；5、6、7、8級干燥用另一臺熱風(fēng)機(jī)供風(fēng)，為2#風(fēng)機(jī)供風(fēng)干燥段；采用1級段逆流冷卻、1級順流冷卻，用一臺冷風(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控制系統(tǒng)．
6．實(shí)際應(yīng)用及性能測試
    中儲糧賀州直屬庫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)試驗方法》進(jìn)行了性能測試，測試時間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．