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（包括糧倉機械通風）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．北方稻谷機械干燥主要采用玉米等谷物的通用干燥機，主要機型為橫流式干燥機、混流干燥機、順流干燥機或順逆流干燥機，多以煤為熱源；南方稻谷機械干燥主要是小型循環(huán)式低溫干燥機，如1996年以后進入我國的日本金子和臺灣三久等獨資企業(yè)生產(chǎn)的小型循環(huán)式低溫干燥機，其優(yōu)點是：采用低溫干燥，使用柴油或煤油作為熱源，直接加熱干燥，烘后稻谷品質較好，自動控制系統(tǒng)較完善．其缺點是：從原理和實際使用情況來看，造價高，效率低，特別是產(chǎn)量低，單機產(chǎn)量較小，大處理量時需多臺串或并聯(lián)使用，增加了附屬設備和土建的費用；由于采用極限設計，易損件返修率高；循環(huán)式干燥機多采用柴油（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干燥的難題，鄭州科研設計院首次開發(fā)設計了HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流高水分稻谷保質干燥機，通過實際烘糧使用和性能檢測證明，該機型具有烘后稻谷品質好、干燥效率高、烘干成本低、環(huán)保、無污染等特點，是高水分稻谷保質干燥的理想機型。
1．設計方案
1.1設計要求
    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部水分向表面轉移，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．干燥后的品質問題是稻谷干燥的關鍵，不適當?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，加工后整精米率降低．因此設計稻谷干燥機時應考慮滿足生產(chǎn)率和干燥品質的要求，同時還應考慮滿足熱效率高、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、干燥特點及降水規(guī)律，綜合考慮環(huán)境條件、經(jīng)濟性、有效性、安全性、保質、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)及干燥機結構，開發(fā)設計了HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流高水分稻谷保質干燥機．
2．干燥原理
    HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流高水分稻谷保質干燥機采用逆順流組合干燥新技術，將逆流干燥技術和順流干燥技術有效合理地組合起來，實行“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，突出特點為“低溫、大風量、長流程、連續(xù)性”干燥工藝，嚴格控制干燥后糧食溫度，
    該機工藝路線為“(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，逆流和順流交替進行，每一級逆流和順流干燥后設置一級緩蘇，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到設計要求，干燥后糧食的理化性質不變化．
3．干燥系統(tǒng)主要設備及工藝流程
3.1干燥系統(tǒng)主要設備
    干燥系統(tǒng)主要設備包括：干燥機、熱風爐、提升、
清理設備、輸送設備、設備烘前倉、烘后倉、脫硫設
備、除塵設備、電氣控制系統(tǒng)及相關的配套設施等．
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和異物，由提升機送入烘前倉，然后經(jīng)輸送機、提升機至干燥機機頂．糧食從機頂進入向下緩慢流動，熱風爐內燃料燃燒產(chǎn)生的高溫煙氣經(jīng)列管式換熱器對潔凈的自然空氣加熱，產(chǎn)生的干燥介質由2臺熱風機以不同的熱風溫度經(jīng)熱風管道送人干燥機進氣角狀管，對糧食進行加熱干燥．熱風以逆流或順流的形式分別穿過糧層并帶走糧食中的水分，使糧食達到降水的目的。在每一個逆順流干燥段后均設置較大的緩蘇段，使糧粒內外的溫度和水分進行充分平衡．經(jīng)過8級干燥、4級緩蘇后的糧食降至安全水分，在干燥機底部被冷風機送人的冷風冷卻．冷卻后的糧食降至安全溫度，由干燥機的排糧機構排出，經(jīng)輸送提升后進入烘后倉暫存，干糧可入倉儲存，亦可向庫外直接發(fā)放．
3.3環(huán)保節(jié)能工藝設備
    設計時采用多項節(jié)能減排技術，具有“高效、節(jié)能、低排、環(huán)保、無污染”的特點，主要選用節(jié)能減排技術有：
    (1)干燥機兩側設置特別設計的除塵環(huán)保廢氣道，廢氣在廢氣道內聚集沉降后通過廢氣道上部及側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)過熱風機再次進入干燥機與糧食接觸，熱量得到循環(huán)利用．
    (3)采用新型保溫技術和保溫材料進行整機保溫，設備通體巖棉層保溫，外覆高強度彩板，環(huán)保耐用．
    (4)配備一體化除塵脫硫設備，降低熱風爐煙氣污染物的排放濃度．
    (5)通過控制廢氣出口風速來控制廢氣排放時帶出的粉塵，使稻毛等細微的粉塵停留在干燥機內．
    (6)采用增加換熱器沉降室、煙道和熱風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、煙道和熱風爐沉降室內，增加擋灰墻，改變煙氣運行路徑，提高煙塵沉降效率．
4．干燥機主要結構
    HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流稻谷保質干燥機采用積木式組合全鋼結構，主要部件采用標準化設計，外形結構及尺寸兼容，互換性強，機型可放大或縮小，便于系列化和標準化．干燥機采用整機保溫，兩側設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，底部設置對稱緊急排糧口，塔頂設有檢修人孔和安全圍欄．主機各段之間及風管采用螺栓連接，安裝便捷．其主要結構組成及配置見圖1．
5．干燥機設計及主要技術參數(shù)
    2010年鄭州科學研究設計院設計建造了中儲糧賀州直屬庫HNST500環(huán)保型連續(xù)式逆順流稻谷保質干燥機，該機采用逆順流組合干燥工藝，設計為4級逆流干燥、4級順流干燥，1、2、3、4級干燥用一臺熱風機供風，為1#風機供風干燥段；5、6、7、8級干燥用另一臺熱風機供風，為2#風機供風干燥段；采用1級段逆流冷卻、1級順流冷卻，用一臺冷風機，供熱裝置采用了高效節(jié)能燃煤一稻殼多用熱風爐，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，提升機采用低破碎專用型提升機，配備糧食水分在線檢測和自動控制系統(tǒng)．
6．實際應用及性能測試
    中儲糧賀州直屬庫HNST500型環(huán)保型連續(xù)式逆順流稻谷保質干燥機經(jīng)過了2010年晚稻和2011年早稻及晚稻的干燥使用，并按GB6970-86《糧食干燥機試驗方法》進行了性能測試，測試時間2010年10月26日至27日。
7．結論
    實際烘糧使用和性能測試的結果表明：HNST500型環(huán)保型連續(xù)式逆順流高水分稻谷保質干燥機各項指標均達到或優(yōu)于國家或行業(yè)標準規(guī)定的各項性能技術指標，已達到國內外先進水平，具有廣闊的市場應用推廣前景．