科技日報記者 馬愛平

近日，中國農業科學院農產品加工研究所牽頭研制的智能化零破損氣吸循環式糧食烘干機在河北邢臺、寧夏石嘴山、山西太原等地投入使用。

“該技術的核心是在糧食烘干過程中，讓糧食隨熱風旋轉上升，避免了機械撞擊，將糧食烘干破損率降低到0.1%以下，實現了糧食烘干過程中的零破損。”1月2日，該技術研發帶頭人、中國農業科學院農產品加工研究所研究員邢福國在接受科技日報記者采訪時說。

能耗降低40%以上

“目前，我國糧食烘干技術雖然取得很大進步，但具有自主知識產權的核心技術仍十分匱乏。因此，我們下定決心攻克糧食干燥的核心技術。”邢福國說，傳統烘干技術及設備存在三大瓶頸，即糧食破損率高、干燥速率低、烘干后糧食品質低。

邢福國面臨的最大挑戰，是如何跳出傳統烘干機技術和機械結構，創造出全新的機械原理和機械結構。“除電機外，烘干機其余的設備、系統、核心部件、零部件都需要進行自主研發、設計、制模、試制、實驗、制造。”邢福國說。

在無數技術路線、設計原理被否定后，“龍卷風”讓邢福國和河北皓凱農業機械有限公司總經理梁凱產生了靈感。“被龍卷風卷起的雜物不就相當于糧食嗎？”兩人就這樣開始了模擬實驗，驗證了氣吸懸浮提升糧食的可行性。

提升烘干效率是團隊要攻克的另一個難題。“烘干效率提升的關鍵是烘干全程使用熱風。我們研發的烘干機使用了氣吸技術，這種技術與傳統烘干機使用的技術相比，熱風與糧食接觸范圍提高了1倍，從而提高了熱風的使用效率。”邢福國說，傳統技術采用的是一次干燥，氣吸技術則是二次干燥，糧食提升過程分為提升過程初級干燥和進倉二次干燥兩個過程。

為此，團隊創造了內外筒結構的全覆蓋技術。“我們設置了內筒和外筒。內筒作為熱風室，可讓提升后的熱風進入；內外筒之間是干燥室，可讓熱風自內向外穿過糧層熱交換后排出機外，實現熱風梯級高效利用。”邢福國說。

通過創新設計，團隊提高了熱風的使用效率和烘干效率，降低了能耗。“氣吸循環式烘干機具備自然風風干功能，當自然環境溫度高于30攝氏度，濕度低于40%時，所有糧食和油料作物各種種子均可自然風干，與傳統烘干機相比，能耗降低了40%以上。”邢福國說。

該系列烘干機還采用模塊化設計，配備智能控制和監測系統，實現了烘干操作的智能控制，溫度、水分的實時監測，提高烘干精度和效率。

“我們團隊還與農業農村部南京農業機械化研究所合作，揭示了大宗糧食的干燥特性，繪制了干燥動力學曲線，構建了基于該烘干機的熱濕傳遞模型。”邢福國說。

適用于多種經濟作物

隨著我國城市化進程的加快、土地流轉政策的推進、土地規模化經營的逐漸形成，糧食烘干機的市場需求量不斷提升。種植500畝以上糧食作物的新型經營主體必須配備糧食烘干機才能保證糧食生產的安全和顆粒歸倉。

如今，智能化零破損氣吸循環式糧食烘干機不僅能處理玉米、小麥、水稻等三大主糧，還能烘干多種經濟作物，如花生、花生果、油茶果、菜籽、大豆、油莎豆等。

“為解決對多種作物種子烘干適用性這一關鍵問題，我們創新研發了自動撥板下料控制系統。該系統設立了物料運轉平臺，并在平臺內安裝了撥板，該撥板可以將各種物料輸送到擴大的下料口，實現一機多用。具體來看，我們通過采用智能控制調整風量和風速來實現各種物料烘干，同時增設電子調頻。這樣，不管顆粒大小、重量差異都可以實現提升、循環、干燥。”邢福國說。

基于該技術，由河北皓凱農業機械有限公司生產的系列糧食烘干機已經在多地使用。

數據顯示，采用智能化零破損氣吸循環式糧食烘干機烘干的小麥，品質優于自然曬干；烘干的稻谷，精米率比自然烘干提升2—3個百分點。“如玉米烘干后無破壞，將比使用烘干塔減損增收3%，每噸增值72元；玉米烘干后容重升一個等級，每噸可增收40元；烘干后玉米干凈、光亮、無毛無小雜，每斤可增收2分錢，每噸可增收40元。”邢福國算了一筆賬，采用該技術，還可顯著降低糧食真菌毒素含量，每噸綜合增收約150元。

“應用該技術可降低糧食破損率約2%，相當于增收2%，這對于保障國家糧食安全具有重要意義。此外，該技術可降低糧食帶菌量，降低真菌毒素污染水平，提升糧食品質，這對于保障國家食品安全和人民生命健康同樣具有重要意義。”邢福國表示，他們將繼續深入研究，創制出更多系列機型，滿足不同產區用戶需求。