稻谷烘干創新解決方案

張裕蓉，史 克，陳倫夏，李文彬

（布勒（中國）投資有限公司谷物食品事業部，江蘇 無錫 214142）

大米是中國人的傳統主食，我國的水稻產量維持在2億噸/年。新收獲的水稻水分含量大多在24%以上，易發生霉變。相關報道顯示：我國每年因霉變造成的糧食損失高達2 100萬t，占全國糧食總產量4.2%左右，造成直接經濟損失高達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藏及加工前必不可缺的一環，目前市場上稻谷烘干機種類各異，但總體可粗略分為批次式和連續式兩類。

批次式烘干機初期投資少、處理量小、使用靈活，為市場所廣泛接受。但同時也存在能耗大、現場環境保護和粉塵排放無法達到最新環保要求等諸多不足。連續式烘干機的初期投資高，但其處理量高，且總占地面積較批次式烘干機更小，在粉塵排放、節能等方面擁有多種優勢。

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養成分，去除有害物質，實現長期保存。圖1為三種不同批次式烘干機烘干效果和溫度的關系。

最傳統的批次式烘干機（圖1A），整個烘干過程耗時12h，隨著水分快速降低，從第5個小時開始稻谷因過度干燥而變得脆弱易碎，也因此導致碎米率的升高。第二種批次式烘干機水分呈線性下降，但是從第6個小時起，碎米率開始升高（圖1B）。第三種的烘干時間長達15 h，雖然碎米率升高的時間點比第二種稍有延后，但是從第9個小時起還是會出現碎米率升高（圖1C）。碎米率直接和大米加工企業的收益相關，對多數大米加工企業來說，整米的含量越高，碎米率越低，企業的收益也就越好。

連續式烘干機的烘干分成三步，第一步快速烘干，間歇性緩蘇和長烘干區域，可實現水分從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，此時為低溫溫和烘干，可實現水分從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，就容易出現碎米。從這個角度出發，無論是批次式和連續式烘干機都無法合理規避這一問題。

2 布勒稻谷烘干創新方案

第一步采用的是批次式烘干機，通過批次烘干，可實現水分從24%快速下降到18%。然后物料進入緩蘇倉靜置，無需交互空氣，讓水分從稻谷的內部慢慢滲到表面，實現水分在稻谷內外的均勻分布。

第二步通過連續式烘干塔慢速烘干和緩蘇，慢慢實現水分從18%下降到14%，實現稻谷內外的水分的均勻下降，從而有效規避碎米發生。而且，因為水分的均衡分布，也非常利于充分保留稻米營養成分和口感，幫助客戶提升大米品質，貨架期也更長。

表1分析了此種混合方案下三種不同的設備配置及工藝參數。

表1 批次式烘干機和連續式烘干塔的三種不同設備配置及工藝參數

從表1中可以清晰看到不管是哪一種烘干方式，烘干時間較之批次式烘干機和連續式烘干機都要短，換言之就是大大降低了能耗。當然，節能效果也會隨著當地的氣溫，熱源方式還有原料的不同而有所差異，但是最新的一個玉米烘干案例顯示，采用這種創新烘干方式至少可降低20%的能耗。

更為重要的是，這種精準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式烘干設備的專利設計。如圖2所示為烘干塔物料流及風道結構圖，這種V型底端開頭的錐形熱風管設計，可以保證物料從頂端到底端的順利流動；熱空氣從熱源經熱風管開口流進黑色管道并進入產品，然后通過灰色排氣管道進入排氣管，最終通過排氣扇排出。獨特的錐形設計，保證熱風管內的空氣分布均勻。這樣一來，熱空氣順利將原糧中的水分帶走，最終實現烘干目的。

圖2 烘干塔物料流及風道結構

優良的烘干效率還得益于專利的對角線管道排列。對角線管道排列，總能保證原料間隔經過熱管和冷管，保證整米水分在稻谷內外的均勻降低，有效避免碎米的發生，如圖3及圖4所示。

圖3 布勒對角線排列角狀盒及傳統垂直排列角狀盒設計對比圖

圖4 烘干塔不同區域的物料水分分布對比

Leibniz研究所在Biosystem Engineering發布的一份報告充分證實了這一點，對角線的管道排列比起傳統型的管道排列，在相同的烘干機跨度上可以實現更為精細的水分控制。

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 風道垂直排列烘干機熱量分布圖

圖6 布勒風道對角線排列烘干塔熱量分布圖

布勒的創新烘干方案，不但能大大縮短烘干時間，提升烘干效率，降低碎米率，還能保證大米的品質，提升大米加工企業的收益，更為重要的是能保證人們都能吃上優質和更有營養的大米。