新技术在大型果穗干燥成套设备中的应用

摘 要：近些年来，随着农业科学技术的发展，我国的玉米种子育种面积逐年扩大。据农业部有关部门统计，2013年全国玉米种植面积5亿亩，用种量大约11亿公斤，而2013年的供种量为21亿公斤，为了适应育种面积逐年扩大、种子安全储存的需要，果穗种子干燥逐渐向自动化、大型化发展。根据近些年大型果穗干燥设备的使用情况，我们在实际使用过程中发现的一些问题做了新技术的部分应用。

关键词：干燥仓；电动门；上料装置；推拉门

玉米果穗种子干燥的基本构成包括：热源、送风系统、干燥仓、输送系统、温度和电气控制系统。下面就新技术在几个部分的应用分别做一介绍。

1 送风系统

在保证干燥的最佳风量比的基础上选择最低的、合理的风机配置，既节省电量，又降低投资成本和使用成本。

传统送风方式有二种：

一种是把自然风吹入热风炉的换热器，温升至43℃后送入干燥仓进行通风干燥。（如图1）

图1

另一种是把自然风吸入热风炉的换热器，温升至43℃后送入干燥仓进行通风干燥。（如图2）

图2

以上两种方式都有明显的技术弱点：

一是换热效率极低。通常换热器出口风温在150℃左右其效率最高，达70%，而种子干燥热风温度必须≤43℃，因此，这种直接吹出或吸入43℃热风的方式效率低。

二是不易控温。种子干燥对通风温度要求极高，瞬间高温极易损伤种子发芽能力，而上述方式的热风温度只能通过司炉操作（如不断调整煤层厚度、开启燃煤炉的炉门或风门）来人为控制，既不精确又有很长的调温延时，极易烘伤种子。

三是消耗功率大。配置的风机必须是大功率，投资和使用成本高。

采用二段式送风及控温方式可很好地解决上述问题。其工作方式是：（如图3）

一段送风入换热器升温至150℃左右，与二段送风混合至43℃，送入干燥仓干燥种子。其中一段送风采用变频器控制，在保证温升（150℃）的条件下，通过变频调整风量，保证和二段送入的自然风混合后风温恒定在43℃。控制一段送风的变频器是和干燥仓内的测温仪表联锁并自动调频的。需要说明的是，联锁变频的可以是一段送风也可以是二段送风，这需根据使用地的环境温度经测算而定。一般而言，一段送风和二段送风的风量大小是不一致的，控制容量小一点风机就可满足控温要求。

二段式送风及控温方式的创新点是：（1）保证换热器出口风温150℃左右，提高热效率；（2）实现了变频控温，干燥热风可精确自动控制，避免人为操作烘坏种子的风险。（3）与传统配置相比风机总功率可降低20-30%。

2 干燥仓配置

玉米种子果穗干燥在国内外已应用多年，均采用房仓斜床通风干燥，传统方式下，风道结构形式为二层风道，如图4。

图4

图4是干燥仓断面图，在大型果穗干燥中，热风道长度可达百米左右。其工艺缺陷：（1）是风道长度方向通风不均；（2）只能串联干燥，每个干燥仓不能单独作业；（3）这种结构在干燥作业期间（每批48-96小时），需频繁开闭风门，而内风道风门的数量又多达200个左右，在封闭的内风道开闭风门工作量大，而且还需停止送风或卸掉热风，浪费能源不说，还容易产生误操作，有一定的风险。

2.1 玉米种子（穗）三层风道通风干燥专利技术

采用三层风道，增加外（下）通风门。（如图5）

首先，热风经中间风道过渡配风后进入三层上风道，主要通过静压进入干燥仓，干燥更均匀。其次，既可实现1#仓和2#仓的串联干燥，又可实现并联（单独）干燥，尤其适应高含水率玉米种子果穗的干燥。三层式风道在国内外同类设备中为首次发明。

2.2 玉米种子（穗）干燥的风门电动控制专利技术

采用自动控制电动风门的开闭，不但能远程自动控制风门，代替人工操作，且全部送风门的开闭状态均可在远程中心控制室自动显示，也可和水份测量联锁，进而实现自动控制。（如图6）

图6

3 上料输送设备

采用大波纹挡边输送机，与普通的皮带输送机相比具有以下特点：（1）上料时间短，节省相对干燥时间。（2）占地面积小，节省设备场地使用空间。

4 上料果穗初清装置

国内种业收购玉米果穗物料时各种杂质比较多，通过对玉米果穗的初清，能够增强干燥仓内果穗通风效果，提高了干燥的均匀度，减少了对环境的污染。同时也提高了脱粒的效率。

5 果穗干燥间内跌落装置

跌落装置的应用，既降低了果穗的破碎率，保证干燥均匀度；又使果穗可自动平铺在种床筛面上，减少了人工辅助的劳动强度，提高了干燥效率。

6 出入料门控制装置

出料门及下排风门采用气动式推杆开关；入料门采用滑轮推拉式开关，改变了以往门上加配重装置和人工翻转入料门的方式，大大降低了工人的劳动强度，既安全可靠，又经济适用。

7 结束语

通过对国内外大型果穗干燥设备的探索与研究，笔者已经完成了1500吨/批果穗干燥成套设备的设计，并已经在内蒙古真金种业有限公司投入使用。经过实际使用，证明该成套设备设计先进、工艺合理、操作方便，得到用户的一致好评，取得了较好的经济效益和社会效益。

参考文献

[1]曹崇文.农产品干燥机理、工艺与技术[M].北京：中国农业大学出版社，1998.

[2]王成芝.谷物干燥原理与谷物干燥机设计[M].哈尔滨：哈尔滨出版社，1996.

[3]曹世富，吴春生，孙鹏.大型果穗干燥室的参数确定[J].哈尔滨：农机化研究，2006（8）：222.