近日，中国农业科学院农产品加工研究所牵头研制的智能化零破损气吸循环式粮食烘干机在河北邢台、宁夏石嘴山、山西太原等地投入使用。
“该技术的核心是在粮食烘干过程中，让粮食随热风旋转上升，避免了机械撞击，将粮食烘干破损率降低到0.1%以下，实现了粮食烘干过程中的零破损。”1月2日，该技术研发带头人、中国农业科学院农产品加工研究所研究员邢福国在接受科技日报记者采访时说。
能耗降低40%以上
“目前，我国粮食烘干技术虽然取得很大进步，但具有自主知识产权的核心技术仍十分匮乏。因此，我们下定决心攻克粮食干燥的核心技术。”邢福国说，传统烘干技术及设备存在三大瓶颈，即粮食破损率高、干燥速率低、烘干后粮食品质低。
邢福国面临的最大挑战，是如何跳出传统烘干机技术和机械结构，创造出全新的机械原理和机械结构。“除电机外，烘干机其余的设备、系统、核心部件、零部件都需要进行自主研发、设计、制模、试制、实验、制造。”邢福国说。
在无数技术路线、设计原理被否定后，“龙卷风”让邢福国和河北皓凯农业机械有限公司总经理梁凯产生了灵感。“被龙卷风卷起的杂物不就相当于粮食吗？”两人就这样开始了模拟实验，验证了气吸悬浮提升粮食的可行性。
提升烘干效率是团队要攻克的另一个难题。“烘干效率提升的关键是烘干全程使用热风。我们研发的烘干机使用了气吸技术，这种技术与传统烘干机使用的技术相比，热风与粮食接触范围提高了1倍，从而提高了热风的使用效率。”邢福国说，传统技术采用的是一次干燥，气吸技术则是二次干燥，粮食提升过程分为提升过程初级干燥和进仓二次干燥两个过程。
为此，团队创造了内外筒结构的全覆盖技术。“我们设置了内筒和外筒。内筒作为热风室，可让提升后的热风进入；内外筒之间是干燥室，可让热风自内向外穿过粮层热交换后排出机外，实现热风梯级高效利用。”邢福国说。
通过创新设计，团队提高了热风的使用效率和烘干效率，降低了能耗。“气吸循环式烘干机具备自然风风干功能，当自然环境温度高于30摄氏度，湿度低于40%时，所有粮食和油料作物各种种子均可自然风干，与传统烘干机相比，能耗降低了40%以上。”邢福国说。
该系列烘干机还采用模块化设计，配备智能控制和监测系统，实现了烘干操作的智能控制，温度、水分的实时监测，提高烘干精度和效率。
“我们团队还与农业农村部南京农业机械化研究所合作，揭示了大宗粮食的干燥特性，绘制了干燥动力学曲线，构建了基于该烘干机的热湿传递模型。”邢福国说。
适用于多种经济作物
随着我国城市化进程的加快、土地流转政策的推进、土地规模化经营的逐渐形成，粮食烘干机的市场需求量不断提升。种植500亩以上粮食作物的新型经营主体必须配备粮食烘干机才能保证粮食生产的安全和颗粒归仓。
如今，智能化零破损气吸循环式粮食烘干机不仅能处理玉米、小麦、水稻等三大主粮，还能烘干多种经济作物，如花生、花生果、油茶果、菜籽、大豆、油莎豆等。
“为解决对多种作物种子烘干适用性这一关键问题，我们创新研发了自动拨板下料控制系统。该系统设立了物料运转平台，并在平台内安装了拨板，该拨板可以将各种物料输送到扩大的下料口，实现一机多用。具体来看，我们通过采用智能控制调整风量和风速来实现各种物料烘干，同时增设电子调频。这样，不管颗粒大小、重量差异都可以实现提升、循环、干燥。”邢福国说。
基于该技术，由河北皓凯农业机械有限公司生产的系列粮食烘干机已经在多地使用。
数据显示，采用智能化零破损气吸循环式粮食烘干机烘干的小麦，品质优于自然晒干；烘干的稻谷，精米率比自然烘干提升2—3个百分点。“如玉米烘干后无破坏，将比使用烘干塔减损增收3%，每吨增值72元；玉米烘干后容重升一个等级，每吨可增收40元；烘干后玉米干净、光亮、无毛无小杂，每斤可增收2分钱，每吨可增收40元。”邢福国算了一笔账，采用该技术，还可显著降低粮食真菌毒素含量，每吨综合增收约150元。
“应用该技术可降低粮食破损率约2%，相当于增收2%，这对于保障国家粮食安全具有重要意义。此外，该技术可降低粮食带菌量，降低真菌毒素污染水平，提升粮食品质，这对于保障国家食品安全和人民生命健康同样具有重要意义。”邢福国表示，他们将继续深入研究，创制出更多系列机型，满足不同产区用户需求。
