密集烤房稻谷烘干器的研制與應用

詹吉平　盧雨　沈少君　杜超凡　陳鈺　童旭華　邱志丹　王鑫　陳鄭盟

摘要：為了充分發(fā)揮烤煙房非烘烤時期的作用，提高其閑置利用率，增加煙農收入，本研究利用原有密集烤房的結構和功能，通過研制的密集烤房稻谷烘干器開展稻谷烘干試驗。結果表明：使用密集烤房稻谷烘干器較人工曬谷可以有效提升干燥率，占地面積小，干燥過程所需時長顯著降低，烘干成本顯著低于人工曬谷;烘干后的稻谷質量較人工曬谷有所提升，發(fā)芽率達95%以上，與人工曬谷無明顯差異;采用密集烤房烘干稻谷，每烤次可烘稻谷5000kg以上，烘干成本約為0.07元/kg，與人工曬干成本0.23元/kg相比，節(jié)約成本達160元/t以上，平均降本1200元/hm2左右。

關鍵詞：密集烤房;稻谷;烘干器;研制;應用

中圖分類號：S572 ???文獻標志碼：A ???論文編號：cjas18120007

Rice Drying Apparatus for Bulk Curing Barn： Development and Application

Zhan Jiping， Lu Yu， Shen Shaojun， Du Chaofan， Chen Yu， Tong Xuhua， Qiu Zhidan， Wang Xin， Chen Zhengmeng

（Longyan Tobacco Company of Fujian， Longyan 364000， Fujian， China）

Abstract： The paper aims to give a full play to the role of tobacco curing barn during the non-baking period，?improve its utilization， and increase the income of tobacco farmers. Using the structure and function of the original bulk curing barn， we carried out the rice drying experiment through the developed drying apparatus of?bulk curing barn. The results showed that： compared with manual tedding of rice， the drying rate of the bulk?curing bam could be effectively improved， and its requiring area was small， its requiring time was significantly reduced and the cost of drying was obvious cut; the quality of rice grain after drying was higher than that of?manual tedding， and the germination rate could reach more than 95%， showing no significant difference with that of the manual tedding; drying rice by bulk curing barn had a roasting capacity of more than 5000 kg each?time， the drying cost was about 0.07 yuan/kg; compared with the manual tedding 0.23 yuan/kg， the cost saving was up to 160 yuan/t， and the average cost reduction was about 1200 yuan/hm2.

Keywords： Bulk Curing Barn; Rice; Drying Apparatus; Development; Application

0 ?引言

煙草是中國的主要經濟作物之一，密集烤房是煙葉調制的主要設備[1]。近年來，隨著煙葉烘烤集約化水平的不斷提高，密集烤房在全國各地成群新建，為提高煙葉烘烤品質的穩(wěn)定[2-5]和提升作出了很大貢獻[6-8]。由于煙葉烘烤季節(jié)性強，每年只有2～3個月的使用時間，存在使用時間短、閑置時間長、綜合利用率低等問題[9]。積極探索密集烤房新的使用途徑，降低閑置率，提高烤房綜合利用率成為必然趨勢[9-10]。全國各地陸續(xù)開展了烤房綜合利用項目研究，但目前主要都集中在烤房種植食用菌方面[11-13]，其他領域研究較少。

水稻作為世界三大糧食作物之一，是中國最主要的糧食作物[14-15]。煙稻輪作作為重要的水旱輪作模式，能夠提高煙葉產質量，實現煙稻雙增產[16]。龍巖市地處中國東南，是福建特色優(yōu)質煙葉的主產區(qū)，2018年戶均種煙面積達1.35hm2，并100%實現煙稻輪作[17]。煙后稻屬于晚稻，每年10—11月進入晚稻成熟收獲期，11月福建煙區(qū)多陰雨寡照天氣，大部日照偏少、降水偏多，不利于晚稻的收獲與晾曬、儲藏，導致煙農曬谷用工量加大，烘干效率低;而采用機械烘干投入大、烘干成本過高，一般煙農不會選用。因此，在龍巖煙區(qū)急需一種可以減輕煙農曬谷用工量、提升烘烤效率、降低烘干成本的設備。

密集烤房是煙葉烘烤的專用設施，目前還不具備其他的有效用途，同時由于龍巖煙區(qū)采用煙稻輪作模式，烘烤時間錯開，可以提高烤房的綜合利用效果。因此，本研究研制設計一種密集烤房稻谷烘干器，在不破壞烤房結構的基礎上，綜合利用閑置密集烤房烘烤及排濕性能，以提升稻谷烘干效率，降低用工成本，提升烤房利用率的作用，并在福建煙區(qū)推廣應用。

1 ?材料與方法

1.1 試驗時間、地點

2017年10月25日在福建省龍巖市連城縣文亨鎮(zhèn)進行稻谷烘干試驗。

1.2 試驗材料

選取當地煙后稻主栽品種‘中優(yōu)2155’為供試稻谷。

1.3 試驗方法

1.3.1 試驗設計 試驗共設4個處理，處理A采用密集烤房稻谷烘干器烘干鮮稻谷5000kg;處理B采用密集烤房稻谷烘干器烘干鮮稻谷6500kg;處理C采用密集烤房稻谷烘干器烘干鮮稻谷8000kg;CK用太陽晾曬方法干燥鮮稻谷5000kg。在密集烤房安裝好稻谷烘干器，按試驗處理的質量均勻裝填在同一天同一田塊收割的稻谷及通風籠罩，點火升溫，開啟風機，干燥溫度保持在（38±1）℃，直至稻谷完全烘干。設置3次重復。

1.3.2 試驗儀器 供試烤房為內置式智能化單螺旋加坡送料生物質供熱爐為熱源的、符合《密集烤房技術規(guī)范（試行）修訂版》要求的密集烤房。

1.3.3 統(tǒng)計分析 記載各處理鮮重、干重、占地面積、用工量以及烘干后的能耗，并計算烘干成本;按照稻谷國家標準（GB1350—2009）對烘干后稻谷的色澤、氣味、出糙率、整精米率以及出芽率進行檢測分析。數據采用Excel2007整理，數據分析采用SAS9.1，方差分析采用LSD法。

2 ?結果與分析

2.1 結構和性能

密集烤房稻谷烘干器包括供熱系統(tǒng)、熱風循環(huán)系統(tǒng)、溫控系統(tǒng)、烘干床和通風籠罩等，設備結構如圖1、圖2所示[18-19]。目前，本研究使用的密集烤房已經配備了供熱系統(tǒng)、熱風循環(huán)系統(tǒng)和溫控系統(tǒng)，因此，本研究著重設計稻谷烘干床和通風籠罩。為不改變原有密集烤房結構，在煙葉烘烤季節(jié)不影響煙葉烘烤，密集烤房稻谷烘干器的稻谷攤放裝置必須滿足方便拆卸、搬運和存放，有一定的承重能力，且透氣性強等。

2.1.1 烘干床 烘干床由角鐵基座、金屬篩網和擋板構成。密集烤房的裝煙室內空長8m、寬2.7 m，中間掛煙檔梁將裝煙室隔成左右兩排等寬1.35m掛煙區(qū)域。每塊金屬篩網的規(guī)格設計為長1.3m、寬1m，并排架設于裝煙室底部距地面30cm的角鐵基座上，每座烤房一共放置14塊，每排7塊，距離烤房門留下1m的位置，以便于烘干操作。擋板放置于靠裝煙門端，用于阻擋稻谷。烘干床的主要技術參數如表1所示。

2.1.2 通風籠罩 采用孔徑與烘干床一致金屬篩網，上底半徑7.5cm，下底半徑15cm、高35cm，制作成圓臺形通風籠罩。在烘干床上一般放置12～14個，使進入稻谷的熱空氣均勻、順暢。

2.2 工作原理

使用時，稻谷鋪在烘干床上，并將通風籠罩覆蓋，密集烤房加熱設備爐體中燃料燃燒產生的熱量加熱換熱器，換熱器通過熱傳導和對流交換熱將熱量傳遞給加熱室內部空氣;熱空氣在循環(huán)風機作用下，通過熱風進風口進入裝煙室頂部;熱量通過樓板反射下流進入稻谷，使稻谷受熱干燥;而后熱氣通過烘干床及通風籠罩，進入烘干床與地板形成的空間，一部分通過回風口回流至加熱室，另一部分通過排濕窗將水分帶離裝煙室。密集烤房稻谷烘干器的工作原理如圖3所示。

2.3 性能試驗

為驗證稻谷烘干器的可靠性和稻谷烘干效果，選取當地煙后稻主栽品種‘中優(yōu)2155’為供試稻谷。供試烤房為內置式智能化單螺旋加坡送料生物質供熱爐為熱源的、符合《密集烤房技術規(guī)范（試行）修訂版》要求的密集烤房。

2.3.1 密集烤房稻谷烘干器烘干稻谷與人工曬谷干燥率分析 由表2可知，使用密集烤房稻谷烘干器烘干器可以顯著提升稻谷的干燥率，3個處理相較CK分別提升4.21%、2.16%、2.76%，且均與CK有顯著性差異，其中處理A效果最優(yōu)。

2.3.2 密集烤房稻谷烘干器烘干稻谷與人工曬谷占地面積分析 由表3可知，密集烤房稻谷烘干器可以顯著降低曬谷的占地面積，在每噸鮮稻谷占地面積上，3個處理較CK分別降低了95.50%、96.53%、97.18%，且均與CK有顯著性差異，其中處理C空間利用效果最優(yōu)。

2.3.3 集烤房稻谷烘干器烘干稻谷與人工曬谷用工分析 人工曬谷流程為田間稻谷收割→運送至空地→攤開→翻谷→干后貯藏。采用密集烤房稻谷烘干器烘烤流程為田間稻谷收割→運送至烤房→入烤堆放→升溫排濕干燥→出烤貯藏。由表4可知，在每噸用時上，3個處理較CK分別降低了66.86%、66.14%、69.63%，且均與CK有顯著性差異，其中處理C效果最優(yōu)。

2.3.4 密集烤房稻谷烘干器烘干稻谷與人工曬谷成本分析 人工曬谷主要成本為用工成本。使用密集烤房稻谷烘干器成本主要由人工成本和燃料成本構成。由表5可知，在每噸干谷烘干成本上，3個處理較CK分別降低了51.25%、49.57%、53.30%，且均與CK有顯著性差異，其中處理C效果最優(yōu)。據了解，采用密集烤房烘干稻谷，每烤次可烘稻谷5000kg以上，烘干成本約為0.07元/kg，與人工曬干成本0.23元/kg相比，節(jié)約成本達160元/t以上，單位面積降本1200元/hm2左右。另據農業(yè)部門檢測，利用烤房烘干稻谷，水分含量可達到稻米生產要求，綜合損耗率較常規(guī)人工曬谷減少1個百分點，切實增加了農民煙后稻的收益。

2.3.5 烘干后稻谷質量分析 稻谷國家標準（GB 1350—2009）規(guī)定，一級米標準為出糙率≥79.0%、整精米率≥50.0%、水分含量≤13.5%、色澤、氣味正常。由表6可知，密集烤房稻谷烘干器烘干的稻谷和人工曬谷后稻谷質量均達到一級米標準，符合國標質量要求。在出糙率方面，C=A>B>CK，3個處理較CK分別提升了2.2、0.2、2.2個百分點，處理A、C與CK有顯著性差異;在整米率方面C處理較CK提升了1個百分點;在水分方面，3個處理較CK分別降低了2.4、1.4、0.6個百分點，且處理A與CK有顯著性差異。各處理稻谷發(fā)芽率均達到了95%以上，符合國標對發(fā)芽率的要求。

3 ?結論與討論

本研究利用原有密集烤房的結構和功能，通過研制密集烤房稻谷烘干器開展稻谷烘干試驗，結果證明：使用密集烤房稻谷烘干器較人工曬谷可以有效提升干燥率，占地面積小，干燥過程所需時長顯著降低，烘干成本顯著低于人工曬谷;烘干后的稻谷質量較人工曬谷有所提升，發(fā)芽率達到了95%以上，表明使用密集烤房烘干稻谷不影響稻谷的正常發(fā)芽，食用稻谷和留種稻谷均可用密集烤房稻谷烘干器烘干。其中，以每烤裝填8000kg鮮稻谷處理最優(yōu)。

密集烤房稻谷烘干器不破壞原有密集烤房所有結構和功能，降低了密集烤房的閑置率。近年來福建大力推廣利用密集烤房為農民提供稻谷烘干服務，遍布在全省煙區(qū)的密集烤房已經成為了農民烘干稻谷的有效工具。截至目前，全省己開展稻谷烘干服務1.58萬烤次，涉及密集烤房1.05萬座，烘干稻谷7.9萬t，為煙農節(jié)約成本800萬元。預計今年烘干稻谷數量將達到9萬t，為煙農節(jié)約成本近千萬元[20]。除了可以應用于稻谷烘干外，還可用于花生、玉米、地瓜等農作物產品的烘干，具有拆裝方便、操作簡單、占地小、造價低、烘干成本低等特點，應用前景廣泛。

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