密集烤房稻谷烘干器的研制与应用

詹吉平　卢雨　沈少君　杜超凡　陈钰　童旭华　邱志丹　王鑫　陈郑盟

摘要：为了充分发挥烤烟房非烘烤时期的作用，提高其闲置利用率，增加烟农收入，本研究利用原有密集烤房的结构和功能，通过研制的密集烤房稻谷烘干器开展稻谷烘干试验。结果表明：使用密集烤房稻谷烘干器较人工晒谷可以有效提升干燥率，占地面积小，干燥过程所需时长显著降低，烘干成本显著低于人工晒谷;烘干后的稻谷质量较人工晒谷有所提升，发芽率达95%以上，与人工晒谷无明显差异;采用密集烤房烘干稻谷，每烤次可烘稻谷5000kg以上，烘干成本约为0.07元/kg，与人工晒干成本0.23元/kg相比，节约成本达160元/t以上，平均降本1200元/hm2左右。

关键词：密集烤房;稻谷;烘干器;研制;应用

中图分类号：S572    文献标志码：A    论文编号：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

煙草是中国的主要经济作物之一，密集烤房是烟叶调制的主要设备[1]。近年来，随着烟叶烘烤集约化水平的不断提高，密集烤房在全国各地成群新建，为提高烟叶烘烤品质的稳定[2-5]和提升作出了很大贡献[6-8]。由于烟叶烘烤季节性强，每年只有2～3个月的使用时间，存在使用时间短、闲置时间长、综合利用率低等问题[9]。积极探索密集烤房新的使用途径，降低闲置率，提高烤房综合利用率成为必然趋势[9-10]。全国各地陆续开展了烤房综合利用项目研究，但目前主要都集中在烤房种植食用菌方面[11-13]，其他领域研究较少。

水稻作为世界三大粮食作物之一，是中国最主要的粮食作物[14-15]。烟稻轮作作为重要的水旱轮作模式，能够提高烟叶产质量，实现烟稻双增产[16]。龙岩市地处中国东南，是福建特色优质烟叶的主产区，2018年户均种烟面积达1.35hm2，并100%实现烟稻轮作[17]。烟后稻属于晚稻，每年10—11月进入晚稻成熟收获期，11月福建烟区多阴雨寡照天气，大部日照偏少、降水偏多，不利于晚稻的收获与晾晒、储藏，导致烟农晒谷用工量加大，烘干效率低;而采用机械烘干投入大、烘干成本过高，一般烟农不会选用。因此，在龙岩烟区急需一种可以减轻烟农晒谷用工量、提升烘烤效率、降低烘干成本的设备。

密集烤房是烟叶烘烤的专用设施，目前还不具备其他的有效用途，同时由于龙岩烟区采用烟稻轮作模式，烘烤时间错开，可以提高烤房的综合利用效果。因此，本研究研制设计一种密集烤房稻谷烘干器，在不破坏烤房结构的基础上，综合利用闲置密集烤房烘烤及排湿性能，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，并在福建烟区推广应用。

1  材料与方法

1.1 试验时间、地点

2017年10月25日在福建省龙岩市连城县文亨镇进行稻谷烘干试验。

1.2 试验材料

选取当地烟后稻主栽品种‘中优2155’为供试稻谷。

1.3 试验方法

1.3.1 试验设计 试验共设4个处理，处理A采用密集烤房稻谷烘干器烘干鲜稻谷5000kg;处理B采用密集烤房稻谷烘干器烘干鲜稻谷6500kg;处理C采用密集烤房稻谷烘干器烘干鲜稻谷8000kg;CK用太阳晾晒方法干燥鲜稻谷5000kg。在密集烤房安装好稻谷烘干器，按试验处理的质量均匀装填在同一天同一田块收割的稻谷及通风笼罩，点火升温，开启风机，干燥温度保持在（38±1）℃，直至稻谷完全烘干。设置3次重复。

1.3.2 试验仪器 供试烤房为内置式智能化单螺旋加坡送料生物质供热炉为热源的、符合《密集烤房技术规范（试行）修订版》要求的密集烤房。

1.3.3 统计分析 记载各处理鲜重、干重、占地面积、用工量以及烘干后的能耗，并计算烘干成本;按照稻谷国家标准（GB1350—2009）对烘干后稻谷的色泽、气味、出糙率、整精米率以及出芽率进行检测分析。数据采用Excel2007整理，数据分析采用SAS9.1，方差分析采用LSD法。

2  结果与分析

2.1 结构和性能

密集烤房稻谷烘干器包括供热系统、热风循环系统、温控系统、烘干床和通风笼罩等，设备结构如图1、图2所示[18-19]。目前，本研究使用的密集烤房已经配备了供热系统、热风循环系统和温控系统，因此，本研究着重设计稻谷烘干床和通风笼罩。为不改变原有密集烤房结构，在烟叶烘烤季节不影响烟叶烘烤，密集烤房稻谷烘干器的稻谷摊放装置必须满足方便拆卸、搬运和存放，有一定的承重能力，且透气性强等。

2.1.1 烘干床 烘干床由角铁基座、金属筛网和挡板构成。密集烤房的装烟室内空长8m、宽2.7 m，中间挂烟档梁将装烟室隔成左右两排等宽1.35m挂烟区域。每块金属筛网的规格设计为长1.3m、宽1m，并排架设于装烟室底部距地面30cm的角铁基座上，每座烤房一共放置14块，每排7块，距离烤房门留下1m的位置，以便于烘干操作。挡板放置于靠装烟门端，用于阻挡稻谷。烘干床的主要技术参数如表1所示。

2.1.2 通风笼罩 采用孔径与烘干床一致金属筛网，上底半径7.5cm，下底半径15cm、高35cm，制作成圆台形通风笼罩。在烘干床上一般放置12～14个，使进入稻谷的热空气均匀、顺畅。

2.2 工作原理

使用时，稻谷铺在烘干床上，并将通风笼罩覆盖，密集烤房加热设备炉体中燃料燃烧产生的热量加热换热器，换热器通过热传导和对流交换热将热量传递给加热室内部空气;热空气在循环风机作用下，通过热风进风口进入装烟室顶部;热量通过楼板反射下流进入稻谷，使稻谷受热干燥;而后热气通过烘干床及通风笼罩，进入烘干床与地板形成的空间，一部分通过回风口回流至加热室，另一部分通过排湿窗将水分带离装烟室。密集烤房稻谷烘干器的工作原理如图3所示。

2.3 性能试验

为验证稻谷烘干器的可靠性和稻谷烘干效果，选取当地烟后稻主栽品种‘中优2155’为供试稻谷。供试烤房为内置式智能化单螺旋加坡送料生物质供热炉为热源的、符合《密集烤房技术规范（试行）修订版》要求的密集烤房。

2.3.1 密集烤房稻谷烘干器烘干稻谷与人工晒谷干燥率分析 由表2可知，使用密集烤房稻谷烘干器烘干器可以显著提升稻谷的干燥率，3个处理相较CK分别提升4.21%、2.16%、2.76%，且均与CK有显著性差异，其中处理A效果最优。

2.3.2 密集烤房稻谷烘干器烘干稻谷与人工晒谷占地面积分析 由表3可知，密集烤房稻谷烘干器可以顯著降低晒谷的占地面积，在每吨鲜稻谷占地面积上，3个处理较CK分别降低了95.50%、96.53%、97.18%，且均与CK有显著性差异，其中处理C空间利用效果最优。

2.3.3 集烤房稻谷烘干器烘干稻谷与人工晒谷用工分析 人工晒谷流程为田间稻谷收割→运送至空地→摊开→翻谷→干后贮藏。采用密集烤房稻谷烘干器烘烤流程为田间稻谷收割→运送至烤房→入烤堆放→升温排湿干燥→出烤贮藏。由表4可知，在每吨用时上，3个处理较CK分别降低了66.86%、66.14%、69.63%，且均与CK有显著性差异，其中处理C效果最优。

2.3.4 密集烤房稻谷烘干器烘干稻谷与人工晒谷成本分析 人工晒谷主要成本为用工成本。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构成。由表5可知，在每吨干谷烘干成本上，3个处理较CK分别降低了51.25%、49.57%、53.30%，且均与CK有显著性差异，其中处理C效果最优。据了解，采用密集烤房烘干稻谷，每烤次可烘稻谷5000kg以上，烘干成本约为0.07元/kg，与人工晒干成本0.23元/kg相比，节约成本达160元/t以上，单位面积降本1200元/hm2左右。另据农业部门检测，利用烤房烘干稻谷，水分含量可达到稻米生产要求，综合损耗率较常规人工晒谷减少1个百分点，切实增加了农民烟后稻的收益。

2.3.5 烘干后稻谷质量分析 稻谷国家标准（GB 1350—2009）规定，一级米标准为出糙率≥79.0%、整精米率≥50.0%、水分含量≤13.5%、色泽、气味正常。由表6可知，密集烤房稻谷烘干器烘干的稻谷和人工晒谷后稻谷质量均达到一级米标准，符合国标质量要求。在出糙率方面，C=A>B>CK，3个处理较CK分别提升了2.2、0.2、2.2个百分点，处理A、C与CK有显著性差异;在整米率方面C处理较CK提升了1个百分点;在水分方面，3个处理较CK分别降低了2.4、1.4、0.6个百分点，且处理A与CK有显著性差异。各处理稻谷发芽率均达到了95%以上，符合国标对发芽率的要求。

3  结论与讨论

本研究利用原有密集烤房的结构和功能，通过研制密集烤房稻谷烘干器开展稻谷烘干试验，结果证明：使用密集烤房稻谷烘干器较人工晒谷可以有效提升干燥率，占地面积小，干燥过程所需时长显著降低，烘干成本显著低于人工晒谷;烘干后的稻谷质量较人工晒谷有所提升，发芽率达到了95%以上，表明使用密集烤房烘干稻谷不影响稻谷的正常发芽，食用稻谷和留种稻谷均可用密集烤房稻谷烘干器烘干。其中，以每烤装填8000kg鲜稻谷处理最优。

密集烤房稻谷烘干器不破坏原有密集烤房所有结构和功能，降低了密集烤房的闲置率。近年来福建大力推广利用密集烤房为农民提供稻谷烘干服务，遍布在全省烟区的密集烤房已经成为了农民烘干稻谷的有效工具。截至目前，全省己开展稻谷烘干服务1.58万烤次，涉及密集烤房1.05万座，烘干稻谷7.9万t，为烟农节约成本800万元。预计今年烘干稻谷数量将达到9万t，为烟农节约成本近千万元[20]。除了可以应用于稻谷烘干外，还可用于花生、玉米、地瓜等农作物产品的烘干，具有拆装方便、操作简单、占地小、造价低、烘干成本低等特点，应用前景广泛。

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