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1、稻谷通风干燥装备研制和应用柳芳久 柳芳久，黑龙江中良仓储技术工程有限公司，研究员级高级工程师，粮食仓储工程技术，黑龙江省哈尔滨市南岗区巴陵街158号，liufangjiu。1，刘立意2，仲立新1，殷博义1，刘贤慧1（1. 黑龙江中良仓储技术工程有限公司，黑龙江哈尔滨 150008；2. 东北农业大学工程学院 150030）摘要 本文阐述了我国粮食干燥技术与设施的发展现状，分析了传统快速烘干机烘干稻谷的弊端，简要介绍了深入研究探索粮食低温通风干燥的理论，研究设计多环立式深层粮食径向通风干燥新技术装备工作过程。技术装备打破了国内外粮食机械通风干燥粮层不能超过4米的极限，实现了在粮层堆积12米高的砖
2、筒仓内进行整仓稻谷机械通风干燥的新工艺与设备应用。采用的网架式薄壁通风管道设置，整体构件经过精细的结构力学试验及粮食出仓动态考核。实现了粮食通风干燥过程的智能、远程、实时、动态监控和管理。技术装备经两年多的生产运行安全可靠，经济和社会效益显著，为我国粮食低温通风干燥开创了新途径。关键词 机械通风 低温干燥 径向通风 减压卸粮 计算机测控1 项目的提出背景和必要性中国的粮食干燥技术研究与设施建设，从1977年到2002年经历了一个快速发展的25年，经过1996年的世界银行贷款中国粮食流通项目和1998年开始实施的国家储备粮库建设项目，国有粮库已经基本上解决了我国存在已久的粮食烘储能力不足的问题，
3、满足了在现行国家粮食质量标准体系之下粮食烘干降水的实际要求。随着社会进步，粮食的加工、储藏和保鲜日益受到重视，特别是作为第一大食用的粮食品种稻谷，如何解决或大幅度减少其在干燥过程中的品质损失，食用价值降低的问题，就摆在了粮食行政领导、科技工作者和粮食收储加工企业面前。目前，稻谷干燥处理的工艺主要采用谷物烘干机的高温热风快速干燥工艺，其缺点是干燥能耗大、费用高、烘干后的稻谷品质变差（裂纹率增加7%以上，整精米率降低3%左右，营养成份破坏明显，口感变差）、降等降级。因此近年来国内外正在研究采用自然空气或略微加热的温热空气（仅比常温高35的热风）对储粮仓内进行低温机械通风干燥（“就仓干燥”）的稻谷干
4、燥新工艺。虽然低温机械通风干燥速度慢、时间长，但它一次加工量大，因此总生产率并不低。这种干燥工艺的优点是：能耗低、费用低（经实验对比仅为烘干机的1/41/2费用）、干燥后水稻品质比采用烘干机的高温热风快速干燥工艺明显提高（见表1）、干燥过程无污染、绿色环保。同时整仓机械通风干燥可减少倒运环节、降低劳动强度、减少损耗。因此它是未来稻谷（包括其他谷物）干燥的发展方向。表1 稻谷采用烘干机烘干与通风干燥质量变化比较项目烘干机通风干燥水分（）13.513.5出糙率（）77.577.8裂纹率（）19.86.7发芽率（）5891.5粘度（mm2/s）13.713.8脂肪酸（mgKOH/100g）19.05
5、18.7利用自然风进行常温干燥早已有之，如人工晒场晾晒以及将稻谷装袋交叉叠放码垛俗称“码风垛“这些方法受环境影响大、人工消耗大，占地面积大，只能人工按经验生产管理、无法实现机械化、自动化。发达国家如美国、加拿大等在上个世纪八十年代就已开展粮食机械通风干燥技术的研究实验工作。进入九十年代以后，我国相关技术、学术部门由关注到陆续投资进行了一些机械通风降温、降水技术探索和试验研究。黑龙江省粮食局早在90年代初就开始了径向通风干燥的试验研究。1992年五常县粮库采用大型拱棚仓和竹帘囤径向通风干燥稻谷近4万吨。桦南粮库也采用径向通风技术在立筒仓、土囤仓进行过玉米、小麦、稻谷、大豆的通风干燥试验，并不断改
6、进完善制定了粮食干燥生产操作规范。一些粮库进行了径向通风干燥玉米、麦子、稻谷、大豆的推广试验。到了90年代中期，机械通风干燥已作为四种主要粮食干燥方法之一列入报表统计。1997年国家粮食局与澳大利亚国际农业研究中心（简称ACIAR）合作，由澳方出资60万澳元进行“中国谷物就仓干燥技术研究”（PHT/1997/037）。该项目在主要实验地黑龙江肇东四方粮库（玉米）、江苏张家港粮库（水稻）进行了四年多，15个试验仓的实验研究。中澳专家收集整理了近10年的相关地区的气象数据；建立了仓内干燥的数学模型；测定了玉米、稻谷的多项特性参数；研究开发了计算机控制软件，配套用传感元件及控制仪器；通过五年多对15
7、个试验仓的试验和总结，2002年5月通过了ACIAR和国家粮食局组织的国际咨询专家组的评估验收，中澳合作开发的干燥控制技术处于世界先进水平，具备了推广应用条件。以上粮食通风干燥技术的研究和应用，以小型实验仓为主，其粮层的深度都小于4m，且粮食干燥后上下层水分梯度较大，同时造成仓容利用率较低。因此，一般以粮食降温为主，降水为辅,发展受到一定的限制。2002年以后，中国的粮食仓储设施现代化水平有了较大提高，高大仓型已极为普遍，如何解决大型粮仓深层粮食的通风干燥成为亟待解决的课题。在以上研究的基础上，2002年3月国家粮食局批准，黑龙江中良仓储技术工程有限公司开展了粮食就仓通风干燥课题的研发。项目以
8、我国近几年世界银行贷款和国储库建设中比重较大的砖混浅圆仓为基础，在黑龙江省密山国家粮食储备库、虎林东方红粮库改建了4对8座砖混浅圆仓作为通风干燥试验仓（直径15m、顶高18.5m、仓容1300吨水稻），进行通风干燥技术的应用试验。8座通风仓已于2003年3月改建、安装完成，并在2003年37月间进行了两轮4500吨水稻的机械通风干燥初步试验，取得了初步成果。到目前为止已进行5轮12仓的应用实验，取得了大量数据和宝贵经验。2 基础理论的深入探索和工程化参数设计2.1实验装置和设备图1以往的稻谷干燥特性数据和研究主要在30以上，缺乏30以下的稻谷特性参数和计算公式，因此我们首先在这方面作了一定实验
9、研究。为提高实验精度和自动化水平，开发了实验装置和自动采集分析软件。实验装置如图1实验的数据记录是通过计算机完成的，借助干燥试验分析软件能由测得和记录的数据画出水分-时间图。干燥试验分析软件界面图见图2、图3。图2图32.2 实验设定条件如下：介质温度14-40,可控；介质湿度自动记录，不可控，在后期分析中加入；风速0.12m/s,固定不变；谷层厚度，薄层8mm,固定不变；2.3 试验方法先在分析软件上设定实验条件，如记录间隔、记录时间、介质温度等。将干燥箱预热到指定温度，然后称一下容器的重量，再将待测物料均匀摆放在容器上，测出原始毛重，干燥试验分析软件会自动记载试验中的皮重、毛重、净重和随时
10、间的稻谷失水量，单位均为克，计算机会把电子天平每一时刻显示的重量记录下来，并画出水分时间图。这样我们通过对记载的数据进行分析、曲线拟合，研究谷物的干燥特性。每个样品试验的时间为8640分钟，每6分钟自动记录一次数据，共计144小时（6天）。 2.4 干燥曲线的拟合2.4.1 曲线拟合在进行试验数据的分析时,通常可采用曲线拟合法,曲线拟合方法的目的是寻找一条光滑曲线,它在某种准则下最佳地拟合数据。一般地，由实验测得的数据经常会带有测试误差，如果要求曲线通过所有实验点，实际上也就保留了一切测试误差，而这不是我们所希望的。因此，在曲线拟合时，并不要求拟合曲线一定要通过实验点，而要求它能反映这些离散数
11、据的变化趋势，尽量避免出现局部的波动。常用的曲线拟合方法有最小二乘法、契比雪夫法及插值法等。曲线拟合的好坏通常总是以最小二乘原理作为衡量准则，因为在计算方法上它要比取其它准则方便和简单得多，且有足够的精度。我们采用最小二乘法对干燥曲线进行拟合，建立干燥特性方程；试图通过方程揭示了干燥介质不同参数下干燥过程热湿传递的规律。2.4.2 干燥曲线分析和拟合根据干燥曲线形状，干燥过程中水分比与时间成e指数关系，而且三项式拟合应该比单项式、二项式更为精确，所以我们选定半经验方程MR=进行三项拟合。式中： A变化幅度系数 B变化进程系数 运用最小二乘法将各试样干燥曲线拟合得到A，B值，见表2。表2 曲线拟
12、合系数表试样编号介质温度A1A2A3B1B2B3WmaxWave142144.690.0417.53121622233900.110.03143147.200.2114.89239225495590.140.05144147.90.02414.4524180.1841230.210.05145158.671.8511.66112211342030.150.03149205.885.569.912779371827180.890.05147258.242.7910.8779213122830.380.03150257.924.099.531312186634800.730.05157252.85
13、6.3812.3415233181020140.730.10158257.521.7912.8877397303250.260.07151305.566.509.071277244760661.120.04152308.183.659.98691125292550.460.03159309.370.2011.615170.17467421.090.09156357.984.859.1622129374050.330.03160354.666.6710.3727218537966O.660.12161407.525.758.64111628443594100.340.04将拟合系数代入经验公式中
14、，即可得出不同干燥条件下的干燥方程。例如，151号试验的干燥方程为：MR=拟合的曲线和原始曲线已接近重合，说明这种拟合方法的可信度很高。从拟合数据表可见，绝对误差已非常小，平均偏差最小的达到0.03，最大的也只有0.12。3 干燥工艺路线的确立3.1 总体工艺流程的设计我们查阅了大量国内、外通风干燥技术资料，并对密山和东方红粮库进行了现场实地考察，在吸收和总结国际合作项目中国粮食就仓干燥项目的基础上，以国储库建设项目中占比例较大的砖筒仓为结构平台，结合我国气候特点设计了多环立式进风、排风管路、实现径向通风干燥新技术、新工艺。通风干燥工艺流程是：外界的自然空气（在湿度较高，温度较低时启动辅助加热
15、装置）直接或经过辅助加热后经由风机吹入进风管道，经进风管道进入干燥通风网。通风网内的干燥介质空气，在风机产生的压力作用下，经进排风管网有序地通过粮层，利用自然空气自身存在的吸湿和调温潜能调整粮层温度，带走粮食水分，而后进入排风管网，由仓上排气孔排入大气（见工艺流程图）。辅助加热装置计算机监控控制系统鼓风系统自然（或加热）空气废气通风干燥仓排潮孔排潮孔图4. 工艺流程图3.2 技术创新与攻克的难点3.2.1 深层粮食通风干燥工艺据我们掌握的技术信息，美国和加拿大的粮食仓内通风干燥粮层最大厚度为3.8米。依据我们实际验证，通风干燥的粮层厚度，一般不应超过4米，因为在2.5米的粮层厚度下进行一般的通
16、风干燥作业，含水20%的稻谷干燥到13.5%，其顶层与底层的水分差也要在1.2%左右，随着粮层的加厚，水分差值也随之明显地增大。而现在我们砖筒仓装粮高度为12.0米，采用一般的垂直气流通风干燥方式必然造成上下层干燥不均，并且深层通风粮层阻力过大，加之地面风道之间是垅形结构，存在通风死角区的问题。而本工艺成功地解决以下难题：（1）针对砖筒仓粮层过厚问题，依据仓体直径大小增设多层立式进风、排风管网以减少粮层厚度和阻力，保证通风均匀，减小通风干燥后粮食的水分差；（2）针对仓内地面风道间的通风死角问题，加密风道，在仓角增设通风笼，缩小途径比；（3）在处理入仓粮食水分过大的特殊情况时，可采用换向通风、倒
17、仓等应急措施。3.2.2 通风管道设置和结构设计我国目前还没有在深层粮堆中和粮食流动情况下的薄壁管道受力分析的成形计算方法，更没有相关的成形设计。而粮仓内薄壁立管的受力情况相当复杂，针对这一问题，我们在完成主体部分和网络结构受力试验的基础上进行分析计算，对计算和结构设计进行调整和改进，设计了轻钢网架通风管网，并经受了实际生产运行考验，为今后高大粮仓通风干燥管网设计提供了宝贵的经验和计算依据。3.2.3 计算机测控技术本工艺设计在借鉴中澳合作中国粮食就仓干燥项目成功的计算机测控技术的基础上，按高大深层粮食通风干燥的具体要求，设计应用了计算机粮食通风干燥生产过程的较完整的测控技术实现了自动化操作，
18、满足了现代化粮食干燥要求，其主要监测项目包括大气温度、湿度、进入通风网络的空气温度与湿度、各排气口的温度与湿度、仓内粮食各点的温度、干燥速率、干燥成本等，主要控制项目包括风机通风时机和时间的优化控制等。3.3 关键数据的设计计算3.3.1 单位通风量按我国储粮机械通风技术规程推荐，在机械降水通风时单位通风量一般为3060 m3/h.t；而各国通风量的标准有所不同,法国标准为30150 m3/h.t；原苏联选用数值较高最大超过500m3/h.t；美国为48384 m3/h.t；英国为126168 m3/h.t；德国为450600 m3/h.t。产生如此大差别的原因为各国环境条件不同，入仓粮食水分
19、、品种不同、通风管道结构不同以及要求的干燥时间不同。单位通风量与环境条件、原粮水分和希望的干燥时间密切相关，在机械通风中干燥速度主要取决于干燥介质的温度和载湿能力，温度一定时，风量过小，单位时间内粮食中水分汽化量会超过干燥介质的载湿量，使干燥速度下降；风量过大会使单位时间内干燥介质的载湿量远远超过粮食水分汽化量，造成能源动力浪费。经模拟试验，依据干燥速率、节能等综合指标要求，我们最后确定选取单位通风量q=40 m3/h.m3（总风量80356 m3/h）。3.3.2 风机选择机械通风干燥通风系统风压主要考虑气流在通风管道中的压力损失和气流穿过粮层压力损失之和。附件2按K.B得罗加林公式计算：H
20、=9.8(avs+bv2s2)L，对于稻谷：a=190, b=650, s=0.55 v为气流速度, L为空气路径长，取L=2.0m，每根进风立管设计排风量：80356/240.95=3180m3/h ，Vmax=0.134 m/s，代入上式得粮层阻力：H = 9.8（1900.1340.55+6500.13420.552）2343.66Pa，风网管道和分配器总阻力685 Pa，系统总阻力685343.661001.66Pa，选用RL4-279-8F风机（18.5kW）两台，风机参数：41200m3/h，1200Pa。3.3.3 通风降水时间估算 由通风干燥湿热平衡原理可得：为通风时间（小时）
21、，取相对湿度50%，空气流量82400m3/h，干空气比容 0.825m3/kg，干空气比热 C=0.24kcal/kg.,进风干球温度Tg=10,湿球温度Ts=5.65，粮食水分汽化热hc=667kcal/kg.H2O，取食干物质重量1070000kg，入仓粮食水分Wd=17%，出仓粮食水分Wp=13.5%，代入上式 h4 应用控制技术的研发4.1 测控系统特点（1）硬件系统全数字化智能化：传感器全部是智能化数字化传感器，所有测控模块、测控单元均为数字测控模式。测控系统精度高，抗干扰能力强。（2）实时动态测控、分析技术和控制，实时测量记录仓内外湿空气参数和粮情数据，动态分析计算，根据控制模型
22、和策略实时的控制通风过程，达到最佳的降水速率、最优的经济成本或其组合。（3）具有通风干燥辅助分析软件模块，以非常直观的图形方式给出通风大气条件和可通风区域。（4）拥有常温和组合干燥控制模型,四种控制方式:动态双平衡测控、程控、定时控制、计算机辅助的手动控制方式。（5）测控系统带有小型自动气象站，测量和记录当地全年气象数据，每5分钟间隔记录一次。（6）软件可以给出实时的预测和分析计算结果如通风降水量、实时降水速率、平均降水速率、实时吨水成本、平均吨水成本、总成本等等数据。（7）软件带有通风管理和任务管理功能，管理和记录出入仓粮食数量、品种、等级、品质、通风电耗、成本、化验、负责人等资料。可随时查
23、阅和打印。 图5 监控软件主界面 图6 图形化通风分析界面 图7 湿空气分析界面 图8 通风管网结构设计5 通风装置、通风管网的设计与实验我们在充分考虑粮食通风干燥工艺要求的前提下，为满足通风网在粮食出仓流动情况下，整个通风管网的力学结构，设计了轻钢网架通风管网，具体做法是：沿通风仓内壁45m周长上设24根排风立管，呈半圆形截面，高12.5m；在仓内11.0m环设318mm进风管18根，高度为10.5m；沿7.4m环设318mm圆形出风管12根，高12.5m；沿3.7m环设318mm圆形进风管6根，高11.0m；仓中心设一根540mm出风管，高13.5m。进风管底部由环形地笼联通，风机通过环形
24、地笼向进风管输送空气。通风装置及管网见图7、图8。 图9 通风管网结构详图 图10 通风管道设计图5.1 主要结构受力点的力学计算根据通风管道的设计方案，通风主管为318mm2mm，高12m，每2m高设环形支撑，总体为轻型钢结构构架，根据上述结构，力学计算选定应力最大点为3.7m，环上6根立管的下2m段（如图9）。这一段通风管最大受力状态下主要受力：竖向受力Pa为整管（12m长）自重，Pb为粮食在下降过程中对12m管壁产生的向下摩擦力，管体自重Pa0.187.8212186.92kg。粮仓卸粮时主要受到的向下摩擦力： 0.319s27300.420.32 2 Pb 7079（kg）管道受到的总
25、压力： PfPaPb70791887267（kg）下端2m高管的受力情况： 粮食深度为11m时的侧压力PhPhkrs0.31973011256110-4kg/cm2l/20Phldl下端2m高管道所受的弯矩为： PhL28M = 0.32=40976kgcm 47079 3.14（322282） Pb （D2d2）41 371kg/cm2 40976 157.8 M W2 = 260kg/cm2管壁的最大应力为max12=631 kg/cm21 竖向受到的单位压力2 由于粮食的侧向压力产生的弯曲压应力结论：max小于许用应力2000kg/cm2，所以结构设计是可行的。5.2 减压卸粮技术按照砖
26、筒仓粮食出仓操作规范，仓中心出粮口的风管底部受到自重和粮食下滑摩擦下坠力及侧向压力很大，致使管道稳定遭到破坏，针对这一实际问题，我们研究设计出减压卸料装置，有效地改善了管道系统的受力环境条件。通风干燥仓设计中采用了减压卸粮技术，有效地减小了卸粮时的静、动态载荷。 减压管由一根自上而下，四周分段开孔的管子组成。管子的下口与中心卸粮口相联，当放粮时管内粮食自上而下通过卸粮口流出，由于管内充满粮流，因而管外表层以下粮食不能从管侧开孔处流进，只有粮堆表面的粮食能通过漏空的侧开孔流进减压管内，形成了自上而下有序的卸粮方式。减压管起到了导流作用，避免了粮食在仓内整体下滑，除粮食上表面外，其余粮食处于静止状
27、态，有效地减小了卸粮时的静、动态载荷。5.3 通风管网结构力学的试验通风干燥仓设备主体部分在装、卸粮时结构受力情况非常复杂，我们本着实事求是、认真负责的科学态度，在完成网络结构受力分析和基本计算的基础上，于2002年元月12日22日在密山粮库做了一次结构力学试验。具体是对事先安装完成的试验仓通风干燥设备进行500吨、1100吨水稻的装卸试验，测得关键部位的应变值，然后进行分析计算，求得其应力值，以便对薄弱环节做进一步完善。5.3.1 应力计算：密山粮库通风干燥仓力学试验计算方法许用应力，应变，弹性模量，通风管材料为Q235钢，选择屈服极限s235Mpa，许用应力0.6s0.6235141Mpa
28、140 Mpa140 Mpa，（140 Mpa），取200103 Mpa，则：（140200103）=700106整个试验从整体看,结果令人满意，许用应变严格控制在700106，没有出现严重的结构损坏，为下一步工作奠定了良好的基础。5.3.2 测试方法实际测试中仪器每1小时记录一次数据，在装粮前将仪器预热并调整到零点。测试中先以40吨/小时左右速度装粮到500吨左右，然后以60吨/小时左右速率卸粮300吨左右。然后再接着装粮直至满仓，再卸掉粮食，在装卸粮过程中密切注意数据的变化，以防应变、应力超限，结构破坏。 图11 水平环向应力 图13 风管垂直方向应变 图12 水平环向拉杆应变时间 图14
29、 水平径向拉杆应变时间5.3.3 测试结果测试表明随着装粮卸粮进程的变化，粮食作用在结构上各测点的应力、应变也不断变化。粮食对风管静态正压力随深度增加。装卸粮食时的平均动载荷为静载时的1.36倍。各水平拉杆及弧板受拉压力不大，且拉和压应力不确定说明存在装配应力和间隙。在进粮和放粮中通风立管上、中、下应变随粮位变化，最大应变点在每节立管两端部，说明通风立管受力形式主要集中在风管连接处。在监测中最大应变值发生在底部通风立管下端，其值为816(垂直方向)。在材料强度允许范围内。从总体看，试验结果是非常令人满意的，没有出现严重的结构损坏，为下一步完善工作奠定了良好的基础。 图15 试 验 现 场 图1
30、6 试验仪器6 实验应用6.1 通风干燥仓实仓测试为研究总结通风干燥仓的性能、特点，稻谷通风干燥前后的质量变化内在规律,2003年3月14日5月17日，我们派出技术全面过硬，现场测试经验丰富的工程技术人员对密山市国家粮食储备库国债项目1、2砖筒仓进行实装稻谷通风降水测试。通过测试，通风仓降水速率平缓均匀，无死点、电耗低、破碎少，品尝评分值高、口感好、无污染，通风干燥能提高安全储粮稳定性，改善储粮质量和加工工艺质量，有利于延缓粮食陈化，干燥成本低，经济效益和社会效益明显，适合北方干燥的气候。表4 稻谷通风干燥基础数据序号装粮高度m实装数量t通风实数h气温范围气湿范围RH%吨粮电耗kwh供风道风速
31、m/s总供风量m/h表观风速m/s排风管风速m/s11211002403-1530-755.1812671320.3212.5115017810-2028-753.9712671320.3平均12.2511252096.5-17.529-754.5812671320.36表5 稻谷通风干燥前、后与烘干机质量比较项 目通风前通风干燥后烘干后通风与烘干机比较1号仓2号仓平均1号仓2号仓平均出糙率，%77.377.877.677.777.977.877.50.3整精米率，%61.260.56163.963.463.758.35.4水分，%16.517.51713.513.513.513.5裂纹率，%
32、3.84.24.06.56.96.719.813.1黄粒米，%0.20.20.20.20.20.20.2图17 降水速率与时间线性关系及影响因素6.2 通风干燥仓生产应用为了进一步掌握通风干燥仓在生产应用中的情况，便于为我们不断完善设计提供经验和依据，我们对虎林东方红粮库两对通风干燥仓进行生产跟踪，因为东方红粮库地处黑龙江省东北部林区，全年平均湿度高于60，是省内典型的高湿地带，在这样不利的环境条件下，东方红粮库的成功应用将对通风干燥仓技术的普遍推广产生深远的示范意义。东方红粮库连续两个粮食年度应用通风干燥仓干燥稻谷16000多吨，按单仓累计，通风干燥4200小时。通风干燥稻谷品质均匀，裂纹率
33、增加小于4，符合长期保管要求，降水单耗比烘干机每吨节省12元以上，采用通风干燥的稻谷商品价每吨提高30元左右，以上两项累计为粮库创收60余万元。2004年10月，当6000余吨水稻陆续收购入库后，东方红粮库对采用通风干燥仓还是烘干塔举棋不定，新任粮库韩主任连续几天亲自到通风干燥仓控制室认真学习阅读中良公司的通风干燥仓所有技术资料以及相关的粮食通风干燥理论书籍，召开了几次库内保管和粮食烘干工作人员研究讨论会，最后确定了相信科学，敢闯绿色保粮新路，采用通风干燥仓干燥稻谷的决定。当年仅通过通风干燥仓干燥稻谷就为东方红粮库创收10万余元的粮食干燥综合效益。通风干燥仓的应用在东方红粮库有了群众基础、效益
34、基础，培养了操作技术队伍，从韩主任接任后，东方红粮库再没有开过库内的烘干机。2005年秋天，虎林地区稻谷水分高达20左右，周边所有粮库都不敢收，急坏了当地农民，引起了政府相关部门的高度重视。以韩主任为首的东方红粮库急农民所急、想政府所想，提出，我们有通风干燥仓，别人不敢收，我们敢收。一下收购7000多吨大水分水稻，在当地影响很大。这些大水分稻谷进入通风干燥仓时，由于白天天气温度较高，加上堆积，有些粮温已高达30。东方红粮库采用集中单仓入满库，在开启通风设施仅7、8个小时粮温就降到20，给粮库职工增加了信心，说有这样的通风仓，再多的粮我们也敢收。通风干燥仓的稻谷入仓水分限定为18，一线的操作者谈
35、到对于这7000多吨大水分水稻，他们采用了增加一次倒仓均质，顺利地解决了入仓水分不均造成的干燥水分局部不均匀的问题，粮库不仅解决了农民的卖粮难问题，同时收购稻谷按水分扣重，库内经济效益显著提高。东方红粮库在通风干燥仓生产运行中积累了丰富的经验。在空气温度和湿度都不适合机械通风干燥时，粮库采取白天通风增温56小时左右，到了夜间10点2点开启风机降温降水，达到粮食通风降温降水的交替运行，使总干燥时间缩短，节省了风机运转电耗，改善了水稻干燥品质。而我们在设计时提出的理论上的交替运行在各地应用是受到湿度环境和粮温水分具体条件限制，必须通过实践摸索才能择选确定的。当粮库收购或由于保管时间长而使水稻水分过
36、低，比如小于11的稻谷，不仅不适合大米加工工艺要求，在保管运输中造成裂纹率、破碎率增加，而作为商品按重量销售，粮库会蒙受极大的经济损失。通风干燥仓由于径向通风，通风路径2米，科学地应用粮食吸湿区域空气的温度、湿度理论和环境条件，向仓内通入较大湿度的空气，一般在临晨下雾时，可达到水稻均匀增湿，保证品质。以一个单仓计，1200吨稻谷增湿3，就是36吨稻谷，按2000元/吨计算 ,可增加收入7.2万元，既保证了保管稻谷的质量，又提高了经济效益，是通风干燥仓粮食调质通风功能的科学应用。粮食通风干燥仓在生产应用中也出现过一些问题。（1）装粮高度不够，造成进风空气短路。有些操作人员在粮层刚盖过进风管就进行
37、通风干燥，结果造成上下粮食水分差异较大，整个通风时间延长，现场观察了解发现，当进风管顶部压粮达不到1米时，由于无粮压顶，阻力减小，进风管内的空气很大一部分从上部排出，造成底部通风量不足，降水缓慢，而粮层顶部风速增大，降水速率快，造成整个通风干燥网络运行的效果破坏，为了解决这一操作中遇到的实际问题，除了要求加强操作运行管理外，我们考虑在仓内加设料位器，实行监控，从技术上彻底杜绝此类事故的发生。（2）违规操作，造成进风管变形。东方红粮库04年春在清仓中发现内环通风管有一根底根部压堆变形，我们发现这根进风管离备用排粮口较近。由于操作人员在粮食出仓时，没有首先从减压卸料口放粮，而是在此备用排粮口（事故
38、排粮）放粮，结果造成附近一根进风管受到过大的侧压力和粮流摩擦下坠力而造成进风管根部压堆变形，此事故进一步验证了减压卸粮设置的必要性。这两起事故给我们的经验是：必须进行岗前技术培训，让粮食通风干燥原理和操作规程成为每个管理人员和操作者忠实的守则，确保通风干燥系统安全高效运行。7 经济效益分析稻谷通风干燥仓，是在中澳合作项目（PHT9437）“中国谷物就仓干燥技术研究”成果基础上，结合多年积累的技术经验及我国气候特点，研究开发设计了一整套，适合我国国情的智能化通风干燥仓和监控系统。经过二年生产实际应用，收到了很好的效益。7.1 投资价值分析该项技术是以砖筒仓、立筒仓、钢板仓为结构平台，成功地解决了
39、稻谷深层通风干燥的技术难题。自然风（低温）干燥的稻谷成本低、色泽好、无污染、质量好。整精米率比快速烘干提高35个百分点，经济效益明显。干燥周期短，能耗低，维护费用低，节省人力，改善作业环境，实现了远程动态监控、管理，投资少，见效快，使用寿命长。该项专利技术被国家列入2003年度国家级星火计划，专利编号2003EA164002、星火项目编号2003EA164002。已引起科技部、国粮局的重视。表6 投资回收比较项目投资额万元数量干燥能力t/年吨粮成本元吨粮增效元/t吨水费元/t作业时间d/年使用寿命年回收期年通风干燥仓3204对4.4万12.64112.863.615轮90151水稻烘干机330
40、1套4.5万22.656.47901257.2 企业与社会效益7.2.1 企业效益该项技术的推广应用及产业化，对技术开发研制企业有着很好的经济效益，如果每对仓暂售价89万元，综合税率6.5%，净利润13.5%。经济效益见表7。项 目年销 售 数 量（对仓）售 价(万元/对)销 售 收 入（万元）上 缴 税 金（万元）净 利 润（万元）140893,560231.4480.6280887,040457.6950.431608713,920904.81,879.243208627,5201,788.83,715.255008542,5002,762.55,737.57.2.2 社会效益（1）该项技
41、术的推广应用，对粮食收储企业降低干燥成本，提高稻谷干燥质量和加工品率，有着很好的经济效益。稻谷通风干燥过程无污染、裂纹率低、整精米率高、吨水费低。黑龙江省正常年景稻谷入库量按600万吨计算，如60%用于通风干燥，既360万吨。其经济效益如下：通风干燥成本低:通风干燥费用12.64元/吨，快速烘干机费用22.65元/吨。前者比后者节约10.01元/吨，节约费用率44.19%。如通风干燥每年按360万吨计算，一年可为全省粮食收储企业节约干燥费3603.6万元。 整精米增效:通风干燥的稻谷裂纹粒6.7%，烘干的稻谷裂纹粒19.8%，前者比后者降低13.1%，整精米率提高约5个百分点（品率提高5%），
42、折稻谷增效62.85元/吨（5%70%0.88元/kg）。通风干燥360万吨，一年可为收储企业增收22,626万元（360万吨62.85元/吨）。绿色产品增效:随着人民生活水平的提高，对绿色食用稻谷日益重视，通风干燥的稻谷在市场竞争中优势愈加明显，口感好、保鲜好、品质优。国内市场售价高于烘干稻谷约40元/吨（给日本和韩国加工出口糙米效益要更好些）。通风干燥360万吨，（360万吨40元/吨），一年能给收储企业带来绿色产品增效14,400万元。上述三项增效合计112.86元/吨。一年可为全省收储企业增加经济效益40,629.6万元，如在全省推广应用十年，增加经济效益406, 296万元。(2)以
43、2002年度全国稻谷入库量约4750万吨计算，如30%采用通风干燥，是1425万吨。一年可为粮食收储企业节约干燥费14,264万元(1425万吨10.01元/吨)。品率（整精米）增效89,561.25万元(1425万吨62.85元/吨)。绿色增值57,000万元(1425万吨40元/吨)。上述三项合并，一年可为应用企业增效160,825.25万元。如在全国推广应用稻谷通风干燥仓十年，其经济效益和社会效益非常可观，前景广阔。见下表8。项目应用时间入库量(万吨)通风干燥通风干燥比烘干机效益合计(万元)比例%数量(万吨）节约成本(万元)品率增值(万元)绿色增值(万元)省内一年600603603,603.626,626.0014,40040,629.60国内一年4,750301,425 14,264.089,561.2557,000160,825.25省内十年6,000603,60036,036.0226,260.00144,000406,296.00国内十年47,5003014,250142,640.0895,612.50570,00
