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稻谷热泵干燥技术与装备(一)

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稻谷热泵干燥技术与装备(一)

张进疆   刘清化   吴耀   赵锡和(《现代农业装备》2012年7期)

 

1   稻谷干燥意义重大

        我国全国稻谷总产量为19510.3。据统计,目前我国水稻产区因为缺少必要的烘干仓储设施装备,稻谷常年产后损失1000以上,相当于133.33hm (2000万亩)以上(占总面积的6%以上)的水稻产量(折合200亿元以上的收入)。我国南方水稻产量约占全国稻谷总产量的40%,而南方气候湿热多雨,干燥储藏环境更加恶劣。如广东省稻谷年损失近100,相当于13.33hm2(200万亩)的水稻产量(折合20亿元的损失)

        因此,解决好南方稻谷干燥问题,减少产后损失,对保证国家粮食安全有重大的战略意义。

2   稻谷干燥现状及存在问题

        目前,全稻谷干燥机拥有量20000台左右,机械化率不足5%;广东省拥有150台左右,机械化率不足1%。总体还是以传统的人工自然晾晒为主。

        现以广东省为例,阐述稻谷干燥的多种形式及存在问题。

2.1  自然晾晒干燥

        因为不需要投入设施和装备,是最普遍的传统干燥方法。

       存在问题:①受场地和气候的影响,晾晒周期长,遇阴雨天霉烂发芽,造成重大损失,公路晒粮,影响交通。②劳动强度大,费时费工,劳力成本不可低估。③动物啄食啃咬,以及翻晒抛撒等,增加损失。④场地卫生状况差,稻谷品质下降。

2.2  矿物质能干燥

        以燃油以及煤为能源的干燥形式。

        存在问题 :① 需要设备投入。②能耗大,且燃油及煤的价格不断升高,运行成本难以承受。③碳排放高,环保压力不断增加。

2.3  生物质能干燥

        以生物秸秆(柴、稻壳等)为燃料。

        存在问题:①需设备投入,并配套燃烧炉。②稻壳、柴单价不高,但使用不方便,缺乏工业化应用的条件。③燃烧烟雾大,环保压力更大,更直接。

        与传统的自然晾晒干燥相比,稻谷机械化干燥具有占地少,劳动强度低,损失率小及品质稳定等优点。仍然是我国水稻生产可持续发展的方向。

        在我国稻谷干燥机使用中,相对成熟的产品还是日本和台湾的稻谷低温循环干燥机。这类机型虽然产品性能、制造质量和工作可靠性较好,但在大陆推广近20年仍未能推 开,究其原因主要是:能耗偏高,尤其对南方高水分(25%以上)稻谷,表现出效率很低,运行成本很高。

        随着经济发展日益受到能源和环境因素带来的压力,目前几种稻谷机械化干燥方式更大的弊端日显突出。无论是以矿物质能源还是生物质秸秆为能源,都存在共性问题:能耗大,作业成本高,且环境污染不可避免。

3  热泵干燥技术

        什么是热泵干燥水从高处流向低处,热由高温区传递到低温区,这是自然规律。然而,在现实生活中,人们可以创造机器,如同采用水泵把水从低处提升到高处那样,采用热泵可以把热量从低温区抽吸到高温区。所以热泵实质上是一种热量提升装置,它的作用是从周围环境中吸取热量,并把它传递给被加热的对象,使热量得到充分利用。通俗地讲,热泵是一种空气中余热利用的强力工具。

        热泵的性能一般用能效系数(COP)来评价。能效系数的定义为由低温物体传到高温物体的热量与所需的动力之比。通常热泵的能效系数为34左右,也就是说,热泵能够将自身所需能量的34倍的热能从低温物体传送到高温物体。

热泵干燥机以电能为驱动力,通过本身消耗部分能量从低温热源吸收热量,并使其在较高温度下放出可利用热量。由于获得的可利用热量远大于本身消耗的能量,所以它是一种节能的干燥装置。

        回热热泵是一种更加高效、节能的新型热泵干燥技术,它利用回热器低热阻的热传递特性,在无需增加能耗的情况下可对干燥介质进行充分预除湿和再加热。

        随着能源危机出现,燃油价格忽升,经过创新发展成熟的回热热泵以其高效回收低温环境空气热能和节能环保的特点,已成为当前值得广泛推广的可持续能源技术。

        世界国际热能署专门成立了国际热泵中心,设立了热推广工程项目(Heatpumpprogram),向世界各国推广、协调热泵技术的应用和发展。美、加、瑞典、德、、韩等国家均发出专门的官方指引,促进热泵技术的社会应用。

        国内也成立了中国热泵产业联盟,空气能热泵热水器已纳入国家家电补贴目录。最近,一份把空气能热泵列入“可再生能源应用技术”的材料己递交到国务院相关部门,空气能热泵应用有望得到国家更多的政策鼓励和长期的中央财政补贴。

        广东省农业机械研究所研制的具有核心技术的稻谷热干燥机,经过多年的试验、中试和生产应用,已日渐成熟,在南方高温高湿气候下干燥高水分稻谷有明显优势,其最大特点是能充分利用空气能、运行成本低、干燥品质好,真正体现了节能减排、环保、高效的国家战略,是一种农民用得起的电驱动、空气能稻谷干燥机。

        稻谷热泵干燥机与目前燃油干燥机相比,干燥能耗费用降低60%,干燥效率提高10%。随着燃油价格的不断升高,稻谷热泵干燥机的优势将更加凸显。

 

  

2019年10月7日 15:10
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