1、概述
    多年來(lái)，品種資源種子干燥大都采用自然晾曬的方法，遇天氣不好不能及時(shí)干燥，則會(huì)給科研工作和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成不可估量的損失。為此，根據(jù)科研工作的需要，南京林業(yè)大學(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家大豆改良中心和農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所共同研究設(shè)計(jì)制造了大豆小區(qū)品種資源種子干燥烘干機(jī)。干燥機(jī)采用穿流箱型結(jié)構(gòu)，由干燥箱體、控制器、加熱器、循環(huán)風(fēng)調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)等部件組成。干燥箱分左右干燥室，上下共六層，每層8個(gè)物料箱，干燥面積14m2，可同時(shí)干燥幾百或幾千個(gè)品種。該機(jī)具有熱風(fēng)溫度與干燥時(shí)間設(shè)定、溫度保護(hù)設(shè)定、溫度補(bǔ)償、循環(huán)風(fēng)調(diào)節(jié)、常溫與加熱干燥、冷卻等功能。根據(jù)研制要求，研制單位對(duì)設(shè)計(jì)制造的大豆品種資源干燥機(jī)進(jìn)行了性能試驗(yàn)。
2、試驗(yàn)?zāi)康呐c主要測(cè)定項(xiàng)目
2.1試驗(yàn)?zāi)康�、方�?br />     通過(guò)試驗(yàn)，考核大豆小區(qū)品種資源干燥機(jī)的各項(xiàng)技術(shù)性能。試驗(yàn)方法按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6970-86《糧食干燥機(jī)試驗(yàn)方法》、農(nóng)業(yè)部NY/T370-1999《種子干燥機(jī)試驗(yàn)鑒定方法》以及設(shè)計(jì)要求等有關(guān)規(guī)定進(jìn)行
2.2主要測(cè)定項(xiàng)目
    (1)環(huán)境條件：空氣溫度，相對(duì)濕度。
    (2)糧食狀況：原始糧食重量，含水率。
    (3)干燥條件：熱風(fēng)溫度，工作時(shí)間（干燥、故障時(shí)間）。
    (4)能量消耗：電耗。
    (5)技術(shù)性能：箱體溫度分布，上下層水分分布，干燥降水速率等。
(6)種子含水率，發(fā)芽率。
富通新能源銷售木屑烘干機(jī)、木屑顆粒機(jī)等烘干機(jī)制粒機(jī)械設(shè)備。
2.3試驗(yàn)設(shè)計(jì)
試驗(yàn)進(jìn)行滿載荷試驗(yàn)。試驗(yàn)用種子品種為寧引油豆和其他品種大豆，裝機(jī)總量約250kg，種子品種樣品均用牛皮紙質(zhì)的信封裝，信封最大袋裝重量約1150g，最小約為50g。樣品間隔放置，之間留有通氣道。測(cè)試品種為寧引油豆，測(cè)試樣品袋每只約重500g,在第一、三、六層的物料箱中均放入測(cè)試樣品，樣品原始含水量為13.9%。為考核不同袋裝的干燥效果，同時(shí)放置用可透氣紗袋裝種子樣品。試驗(yàn)采用35℃熱風(fēng)干燥，烘干6h，每?jī)尚�時(shí)取樣，測(cè)定水分和發(fā)芽率。干燥窒樣品放置點(diǎn)（1#2#3#4#為左干燥室、5#6#7#8#為右干燥室）與溫度測(cè)點(diǎn)見(jiàn)圖1示。
3、試驗(yàn)條件與測(cè)試儀器
    試驗(yàn)工作2002年8月份在南京農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家大豆改良中心進(jìn)行。測(cè)定儀器有：TH-74型多點(diǎn)溫度測(cè)量?jī)x、DHNI-2型通風(fēng)干濕表、手持?jǐn)?shù)字測(cè)速表、TG328A型1/10000電光分析天平、FS-100小型電動(dòng)粉碎機(jī)、HG101型恒溫?zé)犸L(fēng)箱等。試驗(yàn)條件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB6970-86《糧食干燥機(jī)試驗(yàn)方法》、農(nóng)業(yè)部NY/T370-1999《種子干燥機(jī)試驗(yàn)鑒定方法》等有關(guān)規(guī)定準(zhǔn)備。
4、大豆小區(qū)品種資源種子干燥機(jī)試驗(yàn)結(jié)果與分析
    各項(xiàng)試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)匯總表1。各項(xiàng)具體試驗(yàn)結(jié)果與技術(shù)性能分析如后。
4.1溫度分布與均勻性試驗(yàn)
    在空載調(diào)試時(shí)，測(cè)試了溫度上、下層分布情況，測(cè)試結(jié)果為上下層溫度與水平溫度差值均<1℃。本次試驗(yàn)在滿物料、熱風(fēng)溫度35℃的恒定條件下，用8點(diǎn)溫度儀分別同步測(cè)定了第一層、第六層8點(diǎn)溫度分布和上、下層的溫差情況，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表2。
    從表2數(shù)值可見(jiàn)，左右干燥室第一層溫度在34～34.5℃之間，最大差值為0.5℃。第六層溫度在34～34.2℃之間，最大差值為0.2℃。上、下層溫度在34～34.5℃之間，對(duì)應(yīng)點(diǎn)上、下層最大溫差為0.3℃。測(cè)試結(jié)果表明：上、下風(fēng)道以及箱體各層間隙設(shè)計(jì)合理，溫度分布均勻，上、下層溫差小，完全達(dá)到設(shè)計(jì)要求，性能好于同類機(jī)型。
4.2干燥降水速率試驗(yàn)
    干燥降水速率是衡量干燥機(jī)的主要指標(biāo)，本次試驗(yàn)分別對(duì)不同袋裝的樣品水分進(jìn)行了跟蹤測(cè)試，含水率測(cè)定采用105℃標(biāo)準(zhǔn)法。測(cè)試結(jié)果分析如下。
  4.2.1信封裝樣品含水率測(cè)定結(jié)果分析
    原始含水率13.9%，熱風(fēng)溫度35℃，每隔2小時(shí)取樣，測(cè)定第一層、三層、六層樣品的含水率，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3；信封裝樣品干燥曲線見(jiàn)圖2。
    由表3和圖2可見(jiàn)，烘干6h，總降水幅度為1_43%，前2h干燥段干燥降水速率為0.45%／h，后期僅為0. 15%／h左右，平均降水速率為0.24%/h。分析原因是干燥初期大豆含有部分機(jī)械結(jié)合水分，這部份水分容易蒸發(fā)；但由于原始含水率較低，大豆含水主要以物理化學(xué)結(jié)合水為主，同時(shí)用信封裝置，總的來(lái)說(shuō)是不易蒸發(fā)脫水的。從表3中可以得出，烘干2h，即可基本達(dá)到干燥要求。
4.2.2信封裝樣品左、右干燥宣含水率測(cè)定分析
    為考核干燥室內(nèi)的干燥均勻性，在測(cè)定溫度分布的同時(shí)，測(cè)定了左、右兩個(gè)干燥室內(nèi)各層的含水率，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表4。
    將表4數(shù)據(jù)與表2溫度分布值相對(duì)應(yīng)分析，由于溫度分布均勻，因而左、右干燥室以及上、下層水分干燥較均勻，此時(shí)最大水分差值僅為0.3%，對(duì)照表3，到干燥后期，最終干燥水分基本趨于一致。
4.2:3紗袋裝樣品含水率測(cè)定結(jié)果分析
    與信封裝樣品測(cè)定同步，同時(shí)測(cè)定了用透氣紗袋裝的樣品含水率并繪制其干燥曲線，測(cè)定結(jié)果分別見(jiàn)表5、圖2。
    由表5、干燥曲線圖2可見(jiàn)，透氣紗袋裝的樣品總降水幅度為2. 37%，在前4h干燥段干燥曲線下降趨勢(shì)基本一致，平均每小時(shí)降水速率0. 5%左右，而后2h內(nèi)每小時(shí)降水僅為0.2%左右，平均干燥降水速率為0.4%／h。
4.2.4信封與紗袋裝樣品干燥曲線比較分析
信封與紗袋裝樣品干燥曲線比較見(jiàn)圖2。
    圖2中不同袋裝樣品的干燥曲線清晰地顯示了不同袋裝樣品的干燥效果。在干燥前期0～2h段兩種袋裝樣品降水速率基本一致；2h后，信封裝樣品干燥曲線下降很慢，曲線趨于平坦，干燥速率在0. 12～0. 15%／h。由于紗袋透氣性好，2～4h段紗袋裝樣品繼續(xù)保持一定干燥速率，干燥速率為0.5%/h，4～6h段干燥速率減緩，干燥速率為0.2%／h。紗袋裝樣品與信封裝樣品的干燥終了水分分別為11. 53%和12. 47%，兩者相比較相差0.94%，紗袋裝樣品總降水幅度為2.37X，是信封裝樣品總降水幅度l-43%的1. 66倍。
4.3種子發(fā)芽率試驗(yàn)
    本次試驗(yàn)中種子發(fā)芽率由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家大豆改良中心進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：烘前種子發(fā)芽率平均為93%，干燥2h后16個(gè)測(cè)樣的種子發(fā)芽率平均為95. 1%;干燥4h后12個(gè)測(cè)樣的種子發(fā)芽率平均為94. 8%;干燥6h后信封裝樣品13個(gè)測(cè)樣的種子發(fā)芽率平均為92. 8%，紗袋裝樣品6個(gè)測(cè)樣的種子發(fā)芽率平均為94.3%;烘后總平均發(fā)芽率為93. 6%。試驗(yàn)表明烘后種子發(fā)芽率不低于烘前種子發(fā)芽率。
4.4自動(dòng)控制系統(tǒng)測(cè)試
    性能試驗(yàn)同時(shí)對(duì)干燥機(jī)的自動(dòng)控制系統(tǒng)的熱風(fēng)控制和時(shí)間控制性能進(jìn)行了測(cè)試，在設(shè)定熱風(fēng)溫度為35℃時(shí)，控制靈敏度為0.5℃，溫度上下波動(dòng)值在設(shè)計(jì)指標(biāo)±1-5℃范圍內(nèi)。時(shí)間試驗(yàn)設(shè)定為th、2h，到時(shí)后均能立即關(guān)機(jī)。試驗(yàn)結(jié)果證實(shí)該干燥機(jī)的控制系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，性能可靠。在總工作時(shí)間內(nèi)無(wú)故障。
4.5能耗試驗(yàn)
    本次試驗(yàn)總耗電43kW，平均每小時(shí)耗電6.37kW。
5、試驗(yàn)結(jié)論
    (1)試驗(yàn)結(jié)果表明，雖然原始種子含水率13. 9%偏低（一般試驗(yàn)用糧初始含水率在20T0左右為宜），已到了較難脫水的階段，在外界溫度28.2℃，相對(duì)濕度82%的條件下，加熱溫度35℃，干燥時(shí)間6h，不同袋裝樣品的總降水幅度仍為2.37%與1.43%，達(dá)到了干燥試驗(yàn)要求，表明干燥工藝可行。預(yù)計(jì)在大豆正常水分(18%左右)的條件下，干燥到13%的水分，每小時(shí)降水可在0.8～1%左右。
    (2)本次試驗(yàn)進(jìn)行了不同袋裝（紗袋和信封）樣品的干燥效果對(duì)比試驗(yàn)。在干燥前期0～2h干燥段內(nèi)，兩種袋裝樣品降水速率基本一致；干燥6h紗袋裝樣品干燥最終水分為11.53%，與信封裝樣品的干燥最終水分12. 47%相比較，兩者相差0.94%。紗袋裝樣品總降水幅度為2.37%，是信封裝樣品總降水幅度1. 43%的1.66倍。可見(jiàn)紗袋裝樣品的干燥效果明顯好于信封裝樣品。由此可得出結(jié)論，按實(shí)際工作需要用信封裝種子可以進(jìn)行干燥，但干燥時(shí)間要長(zhǎng)于紗袋裝種子的干燥時(shí)間。
    (3)溫度分布均勻性測(cè)定結(jié)果和水分測(cè)定結(jié)果分別表明，箱體平面8點(diǎn)溫度分布和上、下層溫差分別僅為0.5℃和0.3℃，均小于1℃；不同袋裝樣品干燥終了水分差均僅為0.1%，干燥不均勻度為0.1%≤1.5%，已達(dá)到和超過(guò)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《種子干燥機(jī)試驗(yàn)鑒定方法》規(guī)定的優(yōu)等品指標(biāo)。溫度分布與干燥均勻性很好，說(shuō)明該干燥機(jī)的上、下風(fēng)道以及箱體整體結(jié)構(gòu)和各層間隙設(shè)計(jì)合理。
    (4)種子干燥機(jī)溫度控制是保證種子品質(zhì)的主要措施之一。該機(jī)控制采用微電腦芯片與專用控制軟件組成的電腦控制器，具有加熱溫度、溫度帶寬、干燥時(shí)間等參數(shù)的預(yù)設(shè)定以及溫度漂移補(bǔ)償、溫度雙重保護(hù)、循環(huán)風(fēng)調(diào)節(jié)等功能。試驗(yàn)結(jié)果表明，溫度控制精度和各項(xiàng)功能均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，自動(dòng)控制技術(shù)性能高于國(guó)內(nèi)同類機(jī)型。
    (5)種子發(fā)芽率與加熱溫度和加熱時(shí)間有關(guān)。本次試驗(yàn)種子發(fā)芽率由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)大豆研究所進(jìn)行測(cè)試，在加熱溫度35℃，干燥時(shí)間為2、4、6h時(shí)，烘前種子發(fā)芽率為93%，烘后各時(shí)間段平均種子發(fā)芽率分別為95.1%、94,8%、93. 6%。測(cè)試結(jié)果表明：各干燥時(shí)間段烘后種子發(fā)芽率均不低于烘前種子發(fā)芽率，干燥性能良好。由此可見(jiàn)，合適的加熱溫度和加熱時(shí)間不影響種子發(fā)芽率，對(duì)小區(qū)品種資源種子進(jìn)行機(jī)械干燥是完全可行的。
    (6)試驗(yàn)結(jié)果總體表明，研制的小區(qū)品種資源種子干燥機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)均已達(dá)到設(shè)計(jì)要求，主要干燥技術(shù)性能指標(biāo)先進(jìn)，干燥均勻性好，烘后種子發(fā)芽率保持不變，能保證對(duì)種子的品質(zhì)要求，完全適合大豆小區(qū)多品種資源種子的干燥。該機(jī)的研制成功可以替代自然干燥，防止因天氣造成的不必要損失。同時(shí)也可用于其他農(nóng)作物小區(qū)品種資源種子的干燥，可滿足我國(guó)農(nóng)業(yè)大專院校、農(nóng)業(yè)科研單位農(nóng)作物品種資源種子機(jī)械干燥的使用需求。