空气源热泵谷物烘干，高新技术应用于农业的典范
《热泵市场》杂志
文_徐海政
提要：稻谷热泵干燥机只用电，方便使用。节能、减排、干燥成本仅为燃油的1/3 ～1/2，干100斤稻谷平均只需5度电，是高新技术应用于农业领域的典范。
湖南、江西、广东、湖北等产粮大省目前主要采用自然晾晒的方式干燥处理稻谷，但是这些地区，由于气候原因，稻谷收获时段，降水较多，传统晾晒靠天吃放，不能满足收获季节大量稻谷等待干燥的需要，遇上阴雨天气，很容易导致稻谷发芽或霉变，对农户来说无疑是一个很大的打击。
传统晾晒方式存在以下主要问题：人工费用高，要请专人负责每天摊晒和收拢稻谷，期间还要不断翻动稻谷，遇到下雨天还要遮盖稻谷；需要很大晾晒场地；遇到阴雨天由于稻谷不能及时晒干，导致发生霉变，造成经济损失；每次收拢都不能全部回收稻谷，肯定会损失部分稻谷；部分地区，稻谷晾晒占用公路，容易导致交通事故的发生。
热泵烘干“好”在哪？
对于许多农副产品物料，过高的干燥温度往往是造成其营养成分损失过多及物料品质降低的重要原因。而干燥温度过低时，常规气流干燥速度极低，干燥时间成倍增加，而且制品的终含水率往往不能满足质量要求。热泵干燥具有独特的除湿功能，可以在较低的温度下对物料进行干燥，并可使稻谷的终含水率降到极低水平。
传统的晾晒方式利用阳光，不需要消耗任何能源，虽然广受欢迎，但是人工成本高；燃煤、燃油或燃生物质等方式，不仅能源消耗较大，而且会对空气造成污染；而热泵烘干具有运行成本低、操作简单、对稻谷及环境无任何污染等特点，且最接近自然干燥，烘干过程不存在对人造成伤害的危险，操作简单，通用性强。
表一：稻谷烘干各种热源对比
由表一可见，热泵烘干是最经济的烘干方式，也是最环保、最安全的烘干方式。
不同品种的水稻干燥要求不一样，烘干费用也存在一定差异。早稻须要除去的水份约为28%，晚稻约为18～22%左右，以1000斤早稻为例，须除去280斤水，采用5P热泵除湿干燥机干燥，用时约10小时，消耗的能量为：5KWx10H=50KWH，电价为0.52元/度，50度x0.52元/度=26元，也就是干燥1000斤早稻谷所须费用为26元(0.026元/斤)。
稻谷烘干的“秘诀”
热泵烘干稻谷的过程中一般采用35～40℃的温度，干燥速度不能太快，每小时降水率不大于1.5%/h为合适。水稻的干燥不同于其他粮食的干燥，稻谷是一种热敏性作物，干燥速度过快或参数选择不当容易产生爆腰。所谓“爆腰”是稻谷干燥后或冷却后，颗粒表面产生微观裂纹，这样直接影响稻谷碾米时的碎米率，从而影响稻谷的出米率，也就是影响其产量和经济价值。
降水幅度：△M= M1- M2，式中：△M——降水幅度，%；M1——入机粮平均含水率，%(湿基)；M2——出机粮平均含水率，%(湿基)。
干燥能力：P= GM /T，式中：P——干燥能力，t·%/h；G——测试时间内人机粮重量(湿重)，t；T——测试时间，干燥时间，h；M ——降水幅度，%。
单位耗热量:Q=FH/W，式中:Q——单位耗热量，kJ/kgH2O；F——小时燃料耗量，kg/h；H——燃料的低位发热值，kJ/kg；W——小时水分汽化量，kg H2O /h；W =G (M1-M2)/( 100-M2)。
1.“缓苏”工艺
“缓苏”工艺就是粮食干燥塔的内部结构增加不送热风的工作段，通过相邻干燥段较高温度的热传导进行热工作，这一过程稻谷也在缓慢降水。此时稻谷实际接触到的温度仅为30℃左右，达到对稻谷缓苏的目的。
2. 大风量低温工艺
为了保证稻谷烘后品质，减少爆腰率，必须采用较低的介质温度，使稻谷实际接触的温度只有38～40℃，确保烘后稻谷的爆腰度<2%。因输入风温较低，如不增大输入风量肯定出现热工作的热能大大降低而干燥机的产量也随之降低的现象，所以必须输入干燥塔内较大风量，方可解决这一矛盾，送风机风量为每1000kg稻谷0.5～0.7 m³/s。
3.限速干燥工艺
稻谷干燥过快或冷却过快均易产生爆腰。通过大量的实验和用户反馈证明：干燥速率一般应控制在1.5%以下，即每小时降水率≤1.5%。
此外，由于稻谷烘干是连续过程，从进料到出料是流水作业，一般就是根据进风温湿度和物料湿度，自动调整送风温湿度到设定值范围。稻谷烘干时长因烘道设计不同而存在一定差异，一般时长为10～12小时。为减少稻谷烘干的爆腰率，防止过度干燥，提高出品品质，在烘干过程中须合理控制进风温度及湿度(以烘干时长10小时为例)：(见表二)
表二：烘干过程中温湿度控制
|
烘干阶段 |
送风时间 |
进风温度 |
进风湿度 |
|
舒缓阶段 |
2小时 |
28~30℃ |
35% |
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干燥阶段 |
7小时 |
40~45 |
28% |
|
限速阶段 |
1小时 |
30~35 |
15% |
热泵干燥机不单能有效地节约能源，而且根据国家农资设备费用补贴政策，补贴费用最高为农机价格的30%，费用不超过3万元，购买粮食烘干机，可获得政府补贴。
另外，工人工资持续走高是造成各行各业成本偏高的主要原因，因热泵粮食烘干机都是智能控制，中途无需翻动，也大大节省了劳力，从而把生产成本大幅降低，同时不受天气限制，能让稻谷在没有太阳的日子里也能“晒。