干湿谷物混合干燥工艺与机理研究及高效节能谷物干燥机开发

文中分析了我国北方玉米烘干现存的问题，介绍了作者进行“干湿谷物混合干燥工艺与机理研究”的情况，即：运用原子示踪技术揭示了该工艺的干燥机理；对干湿谷物混合干燥工艺与传统干燥工艺的性能进行了试验对比；建立了干湿谷物混合干燥工艺的数学模型；通过优化处理找出了干湿谷物混合干燥的最佳干燥参数。介绍了作者研制并开发的高效、节能谷物烘干机（5HGS）系列产品。介绍了两种烘干工艺的烘后粮安全储粮试验等。     

干湿谷物混合干燥过程中水分传递规律及其干燥机理的试验研究

利用示踪原子技术测定干湿谷物混合干燥中谷粒内部的水分分布状况,从而揭示了该干燥工艺的水分传递规律及其干燥机理。 研究结果表明,该工艺具有降水幅度大、节能效果显著及提高了干燥质量等特点,是一种适合于我国北方地区高水分谷物烘干的新途径。     

谷物搅拌混合干燥方式的实地试验考察

搅拌混合干燥是把适量的湿谷堆积在一定量的干谷上,利用悬垂在干燥仓内的螺旋搅拌器上下翻动谷物,实现干湿谷混合。在干湿谷相互接触交换水分的同时,向干燥仓内通入少量常温或加热的空气以带走谷物中的水分。国外正利用这一干燥方式改造传统的大型干燥贮藏设施和贮藏干燥设施,并建成了多种新型的大型谷物干燥处理设施。本文介绍在日本寺泉谷物干燥中心对这一干燥方式的实地实验考察     

稻谷搅拌混合干燥试验研究

搅拌混合干燥是指把适量的湿谷堆积在一定量的干谷上，利用悬垂在干燥仓内的螺旋搅拌器上下翻动谷物来实现干湿谷混合；在干湿谷相互接触交换水分的同时向干燥仓内通入小量的常温或加热空气以带走谷物中的水分。在国外，正在利用这一干燥方式改造传统的大型干燥贮藏设施和贮藏干燥设施并建起了多种新型的大型谷物干燥处理设施。本文介绍在日本寺泉谷物干燥中心对这一干燥方式的实地实验考察结果，以供构建适合我国国情的干燥中心、开发大型农产品干燥设施时参考。     

小麦顺流干燥工艺的试验研究

本研究应用二次正交旋转组合设计的试验方法，探讨干湿小麦混合三级顺流干燥工艺的干燥性能指标与干燥工艺参数间的关系；通过回归分析建立相应的数学模型；对所选取的干燥工艺目标函数进行有约束非线性优化，得出干煤工艺最佳参数组合；对两种小麦三级顺流干燥工艺进行对比实验，并分析比较之。     

5GSH系列谷物烘干机的研制

介绍了采用多级间歇式顺流与干湿粮混合组合式干燥工艺研制的5GSH系列谷物烘干机．经性能测试与生产实践证明，该机具有降水幅度大、干燥均匀、烘后品质好、节能显著、烘干成本低等特点。     

日本大型谷物干燥系统的现状及新技术

介绍了日本大型谷物干燥工程的现状以及采用不同的新技术设计建造的大型谷物干燥系统。这些系统大多集贮藏与干燥功能于一体。在大量收获的季节，特别是在收获含有高水分的谷物时，日本研究实施了半干贮存二段干燥的工艺。     

谷物干燥品质的研究

在谷物干燥过程中，谷物会出现不同程度的品质损伤。对谷物品质的影响因素主要有热风温度，干燥时间及风速。通过实验研究和大量的实际应用，总结出了从干燥工艺和结构方面改善干燥后谷物品质的方法。     

谷物干燥试验技术和测量方法

谷物干燥中的参数变化是影响谷物干燥品质的重要因素，实现对谷物干燥技术参数的测量与动态调整，是提高谷物干燥效率和谷物干燥品质的重要保证。针对以上问题，系统论述了谷物干燥过程中物料湿度测定、物料吸附平衡测定、湿分扩散率和热导率的测定，研究结果以期为提升谷物干燥效率与品质提供理论参考与依据，对于我国粮食可持续发展及加快农业现代化进程具有重要意义。     

高低温组合干燥工艺试验研究

本文对高低温组合干燥工艺和三级顺流干燥工艺进行了对比试验研究，得出高低温组台干燥工艺具有单位能耗低、降水幅度大、干燥后谷物品质好等特点：并结合试验结果，从理论上分析了高低温组合干燥工艺的机理，主要是由于谷物在高温干燥段进入低温干燥段后，温度梯度与水分梯度相一致，从而提高了降水量。     

谷物变风温干燥的研究

利用计算机模拟技术，对高低温组合干燥和混流变风温干燥过程进行了研究。研究结果表明：在高低温组合干燥中，存在一个由高温干燥向低温干燥转化的最佳分界水分；在混流谷物干燥机中采用变风温后，可以明显地降低单位能耗，并且能降低出口粮食水分、提高干燥强度及产品质量     

除湿通风干燥过程中的谷物含水率解析

用薄层干燥模型对常温除湿通风干燥时谷物含水率的变化进行了解析，这种解析方法对其它干燥方式也是适用的。     

连续流粮食干燥控制系统变量分析与结构设

针对粮食干燥影响因素多且不确定,以及测量结果存在滞后的问题,提出了连续流粮食干燥被控变量和控制变量的选择方法,通过实验数据对影响粮食干燥过程的各因素及各因素对粮食出口含水率的灵敏度进行了分析.结果表明,影响较大的因素有排粮电动机转速、热风温度、粮食初始含水率,影响较小的因素有环境温度、热风和冷却风风量、粮食初始温度.设计了连续流粮食干燥过程自动控制系统的控制结构,引入微分环节可有效抑制因测量而造成的滞后现象.     

新型卧式旋转干燥仓设计与优化

中国粮食干燥设备处于更新换代关键时期。在干燥过程中,干燥设备对粮食籽粒造成的机械损伤不容忽视。为克服传统粮食干燥设备对粮食品质造成的不利影响,本研究设计开发了一种新型卧式旋转干燥仓。该设备的特点是低温干燥,整仓缓慢旋转搅拌粮食,以保证粮食干燥后含水率的均一性,有效降低粮食干燥过程中的机械损伤,确保粮食干燥品质。本文详细介绍了该设备的设计思路和优化过程,并通过系统性试验对优化前后设备的干燥性能进行验证。经过48 h的连续干燥试验,将35 t新收获的24%湿基的高含水率玉米干燥至15%湿基,干燥曲线光滑,干燥过程稳定,干燥后水分不均匀度小于1%,单位能耗约为0.19 kW·h/(1%水分·t)。试验结果表明,干燥后的玉米含水率均匀,干燥过程能耗低。该设备为未来粮食干燥和储存提供了一种新的技术方法和思路。     

基于BP神经网络的旁热式辐射与对流粮食干燥过程模型

针对旁热式辐射与对流粮食干燥机的干燥特点,建立了一种粮食干燥机干燥过程的BP神经网络预测模型。该模型采用了3层神经网络结构(8-10-1),模型输入为粮食干燥机的8个变量,模型输出为出口粮食水分比或干燥速率。通过编写Matlab建模程序,基于实际干燥实验的样本数据训练与测试网络,实现了红外辐射与对流联合干燥的动力学模型,并给出了相应的模型数学表达式,模型预测的出口水分比与干燥速率的R2分别为0.998 9和0.998 0,均方根误差分别为0.009和0.004 1,预测结果与实际测量数据拟合较好;另外,结合实验干燥条件对模型干燥性能的预测结果进行了分析与总结,并依据同样方法建立了顺逆流粮食干燥过程的出口粮食水分比预测模型,对比了2种干燥方式的干燥性能。仿真预测表明用BP神经网络方法建模简单,具有自适应性、灵活性和自学习性等特点,相比于其他粮食干燥的经验数学模型,能综合考虑多种影响因素,可为红外辐射与对流联合干燥过程提供一种新的建模方法。     

种子热风干燥发芽率的预测

根据谷物种子发芽率损失速率的正态分布理论，建立了种子热风干燥发芽率预测的数学模型。谷物种类包括大麦、小麦、玉米、高梁和大豆。以玉米为例，重点讨论了热风温度与种子初始水分对干燥过程中种子发芽率损失速率的影响。模拟结果表明，随着热风温度的升高和种子初始水分的增大，种子发芽率损失速率将增大。     

稻谷含水率分布及变化规律

利用计算机和单粒水分测定装置,测定稻谷干燥、缓苏、混合过程中稻谷的含水率分布,研究了稻谷与稻谷、稻谷与介质之间的水分交换机理和宏观运动规律。结果表明,在干燥初始阶段,如果谷层较厚或风量较小,高湿稻谷含水率偏差可能会随着干燥过程的进行而有增大的趋势,但最终的稻谷含水率趋向一致,加大风量可以提高干燥的均匀性;干湿稻谷混合后,稻谷含水率偏差随着混合时间的增加,按指数规律减小,稻谷的平均含水率越低,混合后的含水率偏差就越小。     

自主转送式杂粮含水率快速测定仪设计与试验

针对杂粮含水率检测设备不配套和无法快速准确测定多种杂粮含水率的问题,参考国际干燥箱法测定标准,基于TRIZ理论创新设计了一种自主转送式杂粮含水率快速检测装置,实现物料盘在圆柱凸轮轨道上有序可靠的运行,并完成多工位转送机构、自动称量系统和闪烘机构等关键部件的仿真设计与装配验证。应用PLC耦合自主控制技术,实现定量入料、闪烘测量和快速除料3种工序切换,通过精准模块化运算,实时获得准确的杂粮含水率。采用二次正交旋转组合设计的方法,构建表征杂粮含水率检测精度和检测行程时间的协同评价定量模型,优化了闪烘温度、物料粒度和物料质量的参数组合,提升了该装置的运行效能与检测精准性。研究表明,该含水率检测仪的重复性和再现性可靠,检测相对偏差在0.2%以内,测量准确,自动化程度高,可为多样性杂粮含水率快速测定仪的广泛应用提供技术支持。     

谷物干燥过程参数在线检测与智能预测控制

在分析了谷物干燥过程热工特性及影响干燥机出口谷物含水量的关键因素基础上，提出了谷物含水量在线检测和模糊神经网络预测控制方法，开发了谷物参数在线检测与智能预测控制软件，解决了谷物干燥过程含水量预测控制问题。