糧食烘干儲(chǔ)藏一體化技術(shù)探索與實(shí)踐

◎ 趙光輝

（彰武縣農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)中心，遼寧 彰武 123200）

保障糧食質(zhì)量對(duì)實(shí)現(xiàn)糧食安全至關(guān)重要。傳統(tǒng)的糧食烘干和儲(chǔ)藏方式已不能滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的需求，因此，研究和應(yīng)用糧食烘干儲(chǔ)藏一體化技術(shù)成為當(dāng)前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。糧食烘干和儲(chǔ)藏過程中的關(guān)鍵技術(shù)是糧食烘干儲(chǔ)藏一體化技術(shù)研究的核心內(nèi)容。本文對(duì)糧食烘干儲(chǔ)藏關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行深入探討，并通過實(shí)際案例來驗(yàn)證一體化技術(shù)在不同階段的應(yīng)用效果。

1 糧食烘干儲(chǔ)藏一體化技術(shù)的原理

1.1 烘干過程中的關(guān)鍵技術(shù)

1.1.1 熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)

熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)是糧食烘干過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一。通過設(shè)計(jì)合理的熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)熱量的充分利用和均勻分布。熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)包括加熱源、風(fēng)扇、熱交換器等組件，通過高效的空氣循環(huán)，將熱量迅速傳遞到糧食表面，加速水分蒸發(fā)，這一過程有助于減少烘干時(shí)間，提高烘干效率，并能確保糧食在整個(gè)烘干過程中受熱均勻，避免出現(xiàn)局部過熱或過度干燥的問題。

1.1.2 控溫控濕技術(shù)

控溫控濕技術(shù)是在糧食烘干過程中保持適宜溫濕度的關(guān)鍵技術(shù)。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)糧食和環(huán)境的溫濕度情況，精確控制烘干室內(nèi)的環(huán)境條件。這有助于防止高溫導(dǎo)致糧食品質(zhì)下降，同時(shí)有效控制濕度，防止糧食吸濕或過度干燥。采用先進(jìn)的傳感器和自動(dòng)調(diào)控系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的溫濕度調(diào)節(jié)，提高糧食烘干的穩(wěn)定性和可控性。

1.2 儲(chǔ)藏過程中的關(guān)鍵技術(shù)

1.2.1 氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)

氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)是儲(chǔ)藏過程中的關(guān)鍵技術(shù)之一，旨在通過調(diào)節(jié)儲(chǔ)藏環(huán)境中的氣體組成，延緩糧食的老化和品質(zhì)變化。通常采用控制氧氣和二氧化碳濃度的方式，減緩糧食中氧化酶的活性，延長(zhǎng)糧食的儲(chǔ)存周期[1]。氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)有助于減少糧食儲(chǔ)存過程中的質(zhì)量損失，保持糧食的口感和營(yíng)養(yǎng)特性。

1.2.2 智能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)

智能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)在儲(chǔ)藏過程中發(fā)揮著重要作用。通過傳感器網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)儲(chǔ)藏環(huán)境中的溫濕度、氣體濃度等參數(shù)，結(jié)合先進(jìn)的數(shù)據(jù)分析算法，可以及時(shí)對(duì)異常情況進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)控。智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)還能提供遠(yuǎn)程監(jiān)控功能，使管理人員能夠隨時(shí)隨地監(jiān)測(cè)糧食儲(chǔ)存情況，及時(shí)采取措施應(yīng)對(duì)突發(fā)情況，確保糧食儲(chǔ)藏過程的安全和穩(wěn)定。這種智能化管理手段有效提高了糧食的儲(chǔ)藏效率和管理水平。

2 一體化技術(shù)在糧食烘干儲(chǔ)藏中的應(yīng)用

2.1 烘干階段的一體化技術(shù)應(yīng)用案例

2.1.1 先進(jìn)的烘干設(shè)備與技術(shù)

在烘干階段，一體化技術(shù)的應(yīng)用案例主要體現(xiàn)在烘干設(shè)備的先進(jìn)性和烘干技術(shù)的創(chuàng)新性方面。真空烘干機(jī)是一種典型的先進(jìn)烘干設(shè)備，它通過在烘干室內(nèi)建立真空環(huán)境，降低大氣壓力，加速水分的蒸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)更快速、均勻的烘干效果。此外，微波烘干技術(shù)通過微波的快速加熱特性，提高了烘干效率，同時(shí)避免了傳統(tǒng)烘干中可能存在的過熱現(xiàn)象。這些先進(jìn)設(shè)備的應(yīng)用不僅提高了烘干速度，還能更精確地控制溫濕度，有效降低能耗，確保糧食在烘干過程中保持良好的品質(zhì)。

近年來，真空微波烘干機(jī)作為一種先進(jìn)的烘干設(shè)備被成功應(yīng)用于糧食產(chǎn)業(yè)。該設(shè)備通過在烘干室內(nèi)建立真空環(huán)境，結(jié)合微波加熱技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了烘干過程中的快速、均勻加熱。微波能夠穿透糧食并迅速將水分轉(zhuǎn)化為蒸汽，有效縮短了烘干時(shí)間，減少了營(yíng)養(yǎng)成分的損失[2]。同時(shí)，設(shè)備配備了先進(jìn)的溫濕度控制系統(tǒng)，確保糧食在烘干過程中保持最佳的品質(zhì)，真空微波烘干機(jī)技術(shù)參數(shù)見表1。

表1 真空微波烘干機(jī)技術(shù)參數(shù)表

2.1.2 能效優(yōu)化與環(huán)保技術(shù)

一體化技術(shù)在烘干階段還注重能效優(yōu)化和環(huán)保技術(shù)的應(yīng)用。例如，通過廢熱回收技術(shù)，將烘干產(chǎn)生的廢熱用于加熱新鮮空氣，提高能量的利用率。同時(shí)，采用環(huán)保型能源，如生物質(zhì)能源或太陽能，減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低碳排放。這些技術(shù)的綜合應(yīng)用有效提高了烘干過程的能效，并符合可持續(xù)發(fā)展的環(huán)保理念。生物質(zhì)能源烘干系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)見表2。

表2 生物質(zhì)能源烘干系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)表

2.2 儲(chǔ)藏階段的一體化技術(shù)應(yīng)用案例

2.2.1 先進(jìn)的儲(chǔ)藏設(shè)備與倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

在儲(chǔ)藏階段，一體化技術(shù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在儲(chǔ)藏設(shè)備和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的升級(jí)方面。先進(jìn)的儲(chǔ)藏設(shè)備包括具有自動(dòng)溫濕度控制功能的倉(cāng)房、自動(dòng)翻堆系統(tǒng)等[3]。這些設(shè)備能根據(jù)糧食儲(chǔ)存的需要實(shí)時(shí)調(diào)整儲(chǔ)藏環(huán)境，確保糧食在長(zhǎng)期儲(chǔ)藏過程中保持良好的質(zhì)量。同時(shí)，智能化的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)通過傳感器、自動(dòng)化控制和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)儲(chǔ)藏倉(cāng)內(nèi)糧食的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和管理。這種系統(tǒng)能自動(dòng)調(diào)整通風(fēng)、濕度和溫度參數(shù)，預(yù)警異常情況，并能通過遠(yuǎn)程監(jiān)控實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理，提高了儲(chǔ)藏的效率和精度。

智能溫濕度可調(diào)控倉(cāng)房主要包括溫濕度感知系統(tǒng)、通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)和智能控制系統(tǒng)。溫濕度感知系統(tǒng)采用高精度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)倉(cāng)內(nèi)環(huán)境，通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)通過風(fēng)機(jī)實(shí)現(xiàn)空氣對(duì)流，智能控制系統(tǒng)根據(jù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)整通風(fēng)、循環(huán)和加濕設(shè)備，確保倉(cāng)內(nèi)環(huán)境滿足糧食儲(chǔ)藏的要求。智能溫濕度可調(diào)控倉(cāng)房技術(shù)參數(shù)見表3。

表3 智能溫濕度可調(diào)控倉(cāng)房技術(shù)參數(shù)表

2.2.2 智能化儲(chǔ)糧管理系統(tǒng)

一體化技術(shù)在儲(chǔ)藏階段還包括智能化儲(chǔ)糧管理系統(tǒng)的應(yīng)用。該系統(tǒng)通過大數(shù)據(jù)分析、人工智能等技術(shù)，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)境和糧食狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和分析，預(yù)測(cè)可能出現(xiàn)的問題并提前采取措施[4]。此外，智能化系統(tǒng)還能進(jìn)行庫(kù)存管理、出入庫(kù)記錄、糧食品質(zhì)追溯等，提高了糧食倉(cāng)儲(chǔ)管理的科學(xué)性和效率。

物聯(lián)網(wǎng)智能儲(chǔ)糧管理系統(tǒng)包括傳感器網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)云平臺(tái)和智能分析系統(tǒng)。傳感器網(wǎng)絡(luò)通過布設(shè)在倉(cāng)內(nèi)的傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度、氣體濃度等數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)上傳至云平臺(tái)，并通過智能分析系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。系統(tǒng)具備預(yù)測(cè)功能，能提前發(fā)現(xiàn)可能出現(xiàn)的問題，并通過云端通知相關(guān)工作人員進(jìn)行處理。物聯(lián)網(wǎng)智能儲(chǔ)糧管理系統(tǒng)技術(shù)參數(shù)見表4。

3 實(shí)踐案例與效果評(píng)估

3.1 案例介紹

3.1.1 中糧集團(tuán)智能化儲(chǔ)糧示范工程

中糧集團(tuán)的智能化儲(chǔ)糧示范工程采用了先進(jìn)的熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)和智能監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。通過精準(zhǔn)的溫濕度調(diào)控，中糧成功提高了儲(chǔ)存糧食的質(zhì)量，降低了損耗率，這突顯了一體化技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的可行性和有效性。

3.1.2 美國(guó)農(nóng)業(yè)科技公司的氣調(diào)儲(chǔ)藏創(chuàng)新

美國(guó)農(nóng)業(yè)科技公司引入了氣調(diào)儲(chǔ)藏技術(shù)，通過調(diào)整儲(chǔ)藏環(huán)境中的氣體組成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)糧食儲(chǔ)存條件的精準(zhǔn)控制。這一創(chuàng)新不僅延長(zhǎng)了糧食的儲(chǔ)存周期，還降低了儲(chǔ)藏過程中的能耗。美國(guó)農(nóng)業(yè)科技公司的成功經(jīng)驗(yàn)為全球糧食儲(chǔ)藏領(lǐng)域注入了新的動(dòng)力，為可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展樹立了標(biāo)桿。

3.2 實(shí)驗(yàn)室和田間試驗(yàn)的研究成果

3.2.1 實(shí)驗(yàn)室條件下熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)優(yōu)化

通過引入流體動(dòng)力學(xué)模型和傳熱學(xué)原理，設(shè)計(jì)新型熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)，提高烘干效率和保持糧食營(yíng)養(yǎng)成分。新系統(tǒng)采用高效的傳熱管道，減少了熱能損失，提高了熱量利用效率。同時(shí)嵌入了智能溫濕度感知器，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)烘干環(huán)境，精準(zhǔn)調(diào)整熱風(fēng)溫度和濕度[5]。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，新系統(tǒng)顯著縮短了烘干時(shí)間，保持了糧食的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。

3.2.2 田間試驗(yàn)中智能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)的應(yīng)用

通過引入先進(jìn)的傳感技術(shù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析算法，構(gòu)建智能監(jiān)測(cè)與控制系統(tǒng)，對(duì)儲(chǔ)藏環(huán)境進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和自動(dòng)調(diào)整。系統(tǒng)包括溫濕度傳感器、氣體分析儀等傳感器，能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度、氣體組成等參數(shù)，并通過反饋控制系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整通風(fēng)、濕度和溫度等參數(shù)，確保儲(chǔ)藏環(huán)境的穩(wěn)定性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該系統(tǒng)提高了儲(chǔ)存效率，降低了能源消耗，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)藏過程的智能化和可持續(xù)化。

3.3 效果評(píng)估

①糧食質(zhì)量提升。先進(jìn)的烘干設(shè)備和儲(chǔ)藏環(huán)境控制系統(tǒng)有助于保持糧食的營(yíng)養(yǎng)成分，降低品質(zhì)損失風(fēng)險(xiǎn)。智能儲(chǔ)糧管理系統(tǒng)能實(shí)時(shí)監(jiān)控和精準(zhǔn)調(diào)控儲(chǔ)存環(huán)境[6]。②儲(chǔ)存效率提高。真空微波烘干機(jī)縮短了烘干時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。智能儲(chǔ)糧管理系統(tǒng)使整個(gè)儲(chǔ)藏階段的管理更加智能高效，為決策提供了重要支持[7]。③經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益。技術(shù)的應(yīng)用推動(dòng)了糧食產(chǎn)業(yè)升級(jí)，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，提供了更優(yōu)質(zhì)的糧食產(chǎn)品。這提高了糧食行業(yè)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，提供了更可靠的糧食供應(yīng)，間接推動(dòng)了農(nóng)業(yè)生態(tài)的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語

在農(nóng)業(yè)科技不斷發(fā)展的大背景下，糧食烘干儲(chǔ)藏一體化技術(shù)將繼續(xù)發(fā)揮其關(guān)鍵作用。本文系統(tǒng)探討了糧食烘干儲(chǔ)藏一體化技術(shù)的原理、應(yīng)用和效果，揭示了該技術(shù)在提高糧食質(zhì)量、儲(chǔ)存效率和經(jīng)濟(jì)效益方面的巨大潛力。通過實(shí)踐案例和效果評(píng)估的介紹，得以驗(yàn)證一體化技術(shù)在不同環(huán)境和條件下的成功應(yīng)用，為糧食產(chǎn)業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支持，為糧食安全和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。