稻谷烘干創(chuàng)新解決方案

張?jiān)Ｈ?，?克，陳倫夏，李文彬

（布勒（中國(guó)）投資有限公司谷物食品事業(yè)部，江蘇 無(wú)錫 214142）

大米是中國(guó)人的傳統(tǒng)主食，我國(guó)的水稻產(chǎn)量維持在2億噸/年。新收獲的水稻水分含量大多在24%以上，易發(fā)生霉變。相關(guān)報(bào)道顯示：我國(guó)每年因霉變?cè)斐傻募Z食損失高達(dá)2 100萬(wàn)t，占全國(guó)糧食總產(chǎn)量4.2%左右，造成直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)180～240億元。

1 批次式稻谷烘干方式

新收獲稻谷的烘干是稻谷儲(chǔ)藏及加工前必不可缺的一環(huán)，目前市場(chǎng)上稻谷烘干機(jī)種類各異，但總體可粗略分為批次式和連續(xù)式兩類。

批次式烘干機(jī)初期投資少、處理量小、使用靈活，為市場(chǎng)所廣泛接受。但同時(shí)也存在能耗大、現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境保護(hù)和粉塵排放無(wú)法達(dá)到最新環(huán)保要求等諸多不足。連續(xù)式烘干機(jī)的初期投資高，但其處理量高，且總占地面積較批次式烘干機(jī)更小，在粉塵排放、節(jié)能等方面擁有多種優(yōu)勢(shì)。

稻谷烘干的目的不僅僅是為了降低稻谷水分含量，更為重要的是保留食物營(yíng)養(yǎng)成分，去除有害物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期保存。圖1為三種不同批次式烘干機(jī)烘干效果和溫度的關(guān)系。

最傳統(tǒng)的批次式烘干機(jī)（圖1A），整個(gè)烘干過(guò)程耗時(shí)12h，隨著水分快速降低，從第5個(gè)小時(shí)開始稻谷因過(guò)度干燥而變得脆弱易碎，也因此導(dǎo)致碎米率的升高。第二種批次式烘干機(jī)水分呈線性下降，但是從第6個(gè)小時(shí)起，碎米率開始升高（圖1B）。第三種的烘干時(shí)間長(zhǎng)達(dá)15 h，雖然碎米率升高的時(shí)間點(diǎn)比第二種稍有延后，但是從第9個(gè)小時(shí)起還是會(huì)出現(xiàn)碎米率升高（圖1C）。碎米率直接和大米加工企業(yè)的收益相關(guān)，對(duì)多數(shù)大米加工企業(yè)來(lái)說(shuō)，整米的含量越高，碎米率越低，企業(yè)的收益也就越好。

連續(xù)式烘干機(jī)的烘干分成三步，第一步快速烘干，間歇性緩蘇和長(zhǎng)烘干區(qū)域，可實(shí)現(xiàn)水分從37%降到24%，第二步中速烘干，可將水分從24%下降到18%，最后一步低速烘干，此時(shí)為低溫溫和烘干，可實(shí)現(xiàn)水分從18%下降到14%。

眾所周知水分含量14%～14.5%是催生碎米發(fā)生的分界嶺，若水分低于14%，一旦水分分布不均勻，就容易出現(xiàn)碎米。從這個(gè)角度出發(fā)，無(wú)論是批次式和連續(xù)式烘干機(jī)都無(wú)法合理規(guī)避這一問(wèn)題。

2 布勒稻谷烘干創(chuàng)新方案

第一步采用的是批次式烘干機(jī)，通過(guò)批次烘干，可實(shí)現(xiàn)水分從24%快速下降到18%。然后物料進(jìn)入緩蘇倉(cāng)靜置，無(wú)需交互空氣，讓水分從稻谷的內(nèi)部慢慢滲到表面，實(shí)現(xiàn)水分在稻谷內(nèi)外的均勻分布。

第二步通過(guò)連續(xù)式烘干塔慢速烘干和緩蘇，慢慢實(shí)現(xiàn)水分從18%下降到14%，實(shí)現(xiàn)稻谷內(nèi)外的水分的均勻下降，從而有效規(guī)避碎米發(fā)生。而且，因?yàn)樗值木夥植?，也非常利于充分保留稻米營(yíng)養(yǎng)成分和口感，幫助客戶提升大米品質(zhì)，貨架期也更長(zhǎng)。

表1分析了此種混合方案下三種不同的設(shè)備配置及工藝參數(shù)。

表1 批次式烘干機(jī)和連續(xù)式烘干塔的三種不同設(shè)備配置及工藝參數(shù)

從表1中可以清晰看到不管是哪一種烘干方式，烘干時(shí)間較之批次式烘干機(jī)和連續(xù)式烘干機(jī)都要短，換言之就是大大降低了能耗。當(dāng)然，節(jié)能效果也會(huì)隨著當(dāng)?shù)氐臍鉁?，熱源方式還有原料的不同而有所差異，但是最新的一個(gè)玉米烘干案例顯示，采用這種創(chuàng)新烘干方式至少可降低20%的能耗。

更為重要的是，這種精準(zhǔn)控制水分緩步下降可以減少0.5%的碎米率。這一改善都基于布勒連續(xù)式烘干設(shè)備的專利設(shè)計(jì)。如圖2所示為烘干塔物料流及風(fēng)道結(jié)構(gòu)圖，這種V型底端開頭的錐形熱風(fēng)管設(shè)計(jì)，可以保證物料從頂端到底端的順利流動(dòng)；熱空氣從熱源經(jīng)熱風(fēng)管開口流進(jìn)黑色管道并進(jìn)入產(chǎn)品，然后通過(guò)灰色排氣管道進(jìn)入排氣管，最終通過(guò)排氣扇排出。獨(dú)特的錐形設(shè)計(jì)，保證熱風(fēng)管內(nèi)的空氣分布均勻。這樣一來(lái)，熱空氣順利將原糧中的水分帶走，最終實(shí)現(xiàn)烘干目的。

圖2 烘干塔物料流及風(fēng)道結(jié)構(gòu)

優(yōu)良的烘干效率還得益于專利的對(duì)角線管道排列。對(duì)角線管道排列，總能保證原料間隔經(jīng)過(guò)熱管和冷管，保證整米水分在稻谷內(nèi)外的均勻降低，有效避免碎米的發(fā)生，如圖3及圖4所示。

圖3 布勒對(duì)角線排列角狀盒及傳統(tǒng)垂直排列角狀盒設(shè)計(jì)對(duì)比圖

圖4 烘干塔不同區(qū)域的物料水分分布對(duì)比

Leibniz研究所在Biosystem Engineering發(fā)布的一份報(bào)告充分證實(shí)了這一點(diǎn)，對(duì)角線的管道排列比起傳統(tǒng)型的管道排列，在相同的烘干機(jī)跨度上可以實(shí)現(xiàn)更為精細(xì)的水分控制。

從圖5及圖6的熱量分布圖上也清晰地顯示，對(duì)角線管道排列比垂直式的管道排列熱量分布明顯更為均勻。

圖5 風(fēng)道垂直排列烘干機(jī)熱量分布圖

圖6 布勒風(fēng)道對(duì)角線排列烘干塔熱量分布圖

布勒的創(chuàng)新烘干方案，不但能大大縮短烘干時(shí)間，提升烘干效率，降低碎米率，還能保證大米的品質(zhì)，提升大米加工企業(yè)的收益，更為重要的是能保證人們都能吃上優(yōu)質(zhì)和更有營(yíng)養(yǎng)的大米。