摘 要 將水分為16. 0 %～18. 6 %的新收割優質稻谷采用包裝打圍、中間散存的方式儲藏,分別使用熱風就倉干燥,自然風就倉干燥和低溫儲藏干燥等方法進行干燥處理,同時也使用低溫烘干機和自然晾曬等方法進行干燥處理。結果表明:各種干燥處理都達到了滿意的效果,達到預期干燥水分,干燥均勻,未增加裂紋粒(爆腰粒) ,發芽率、黃粒米率、整精米率、脂肪酯值和粘度等重要品質指標未發生明顯變化,品質新鮮。通過試驗找到了稻谷保鮮干燥方法,可與保鮮儲藏稻谷的方法配套,為保鮮大米加工常年提供新鮮稻谷原料。
新收割的稻谷,一般水分都在20 %～30 % ,為了能較長時間的儲藏和運輸,必須對其進行干燥。干燥的方法很多,但在我國用得最多的,還是最古老的自然晾曬法。它所需設備簡單、節能、經濟,但干燥條件難于控制,易發生曝曬或干燥水分過低,因而形成稻谷裂紋粒增多,碾米時碎米率增加,進而影響稻谷質量。通過調研和實驗對稻谷的收割期、自然晾曬干燥條件及對稻谷爆腰率的影響做過一些研究報導〔1～4〕。他們調查發現,干燥到水分12.5 %以下的稻谷,其爆腰率可達47 %。他們實驗發現,晾曬干燥速度過快,超過1. 2 %水分/h的降水速度,爆腰率大為增加。這些干燥條件,農民很難掌握。加之近年來,農村很多勞力外出務工,稻谷收獲季節缺乏勞力,又難尋晾曬場地,因此很多農戶愿意收割后就將稻谷賣掉,哪怕價格低點,也不愿自行晾干再賣,這無疑加重了糧庫的干燥負擔。
另一干燥設備干燥方法就是烘干機加熱干燥法,但在我國主要用于北方高水分玉米的烘干,用在稻谷干燥上較少,因為這些干燥設備烘干機多屬高溫快速烘干機,用它烘稻谷不但爆腰率增多,還要嚴重影響品質和口味。特別是對日本的稻谷烘干機做過些報導。報導說,用于稻谷的烘干機,應是低溫慢速烘干機,介質溫度不要超過50 ℃,稻谷溫度不要超過35 ℃,在大通風量作用下,烘出的稻谷才能保證質量。在上世紀60年代,國外的一些農場和倉庫開始使用“就倉干燥”方法對新收入倉的潮糧在倉內進行干燥,然后就倉儲藏,后來把這種干燥方法稱作“就倉干燥”。這種干燥方法簡單、經濟,不必購置價格可觀但使用期很短的機械烘干設備,僅利用糧庫常用的通風設備和空氣加熱器即可。而且這種方法還減少了一些輸送環節,減少了糧粒的破損和損耗,因而降低了干燥成本。但它也存在較為嚴重的缺點,就是上下糧層干燥不均勻,下層過干燥而上層又干燥不到位。高影等〔8〕用就倉干燥方法對我國南方稻谷進行過干燥試驗,取得較好效果,但仍然存在上下糧層干燥不均勻的問題。
本試驗研究的目的是在現有糧食利用干燥設備干燥的方法中,找出適合我國國情的,經濟實用、易于推廣,并能保持稻谷原有品質的干燥方法,與稻谷保鮮儲藏方法相結合,能常年為市場提供新鮮可口的大米。
1 材料與方法
1. 1 試驗稻谷
2003 年新收獲“D 優—68”優質秈稻,產地四川省廣漢市,粒型長寬比≥2. 8 ,水分為16. 0 %～18. 6 %(按水分分段存放) 。
1. 2 主要機械設備
烘干機:上海生產的NEWPRO —120 型良質米干燥機。通風機: 四川生產的離心風機4 - 72 -12No 60型,功率5. 5 kW。就倉干燥用加熱器:成都生產的SRD —12 型加熱器,****功率12 kW。谷物冷卻機: GLA85型,北京生產。糧溫巡測系統:數字式測溫儀TC6600 ,四川生產。LDQ —1400W 型多功能扦樣器及LDS —ID型電腦糧食測水儀等。
1. 3 試驗地點及試驗倉
試驗在川糧米業股份有限責任公司廣漢米廠的大倉內進行。就倉干燥采用包裝打圍,中間散裝的方式進行。打圍倉長12 m ,寬4. 5 m ,堆高2. 5 m。在進糧前安裝好地上籠風道:一機三風道,風道間中心距1. 5 m ,邊風道中心距圍墻邊0. 75m。共做3個打圍倉,其中一個用于通熱風就倉干燥(空氣經過加熱器具) ,一個用于通自然風就倉干燥,另一個用于通冷風就倉低溫儲藏干燥(空氣經谷物冷卻機) 。為了保冷,在冷風就倉低溫儲藏干燥倉圍墻內側加一層10cm厚的聚氯乙烯硬泡沫塑料板,裝糧之后,在糧面上加蓋一層上述泡沫板,在泡沫板上再壓蓋一層裝有稻殼的麻袋。裝糧時,在打圍墻內側與潮糧之間隔一塑料薄膜,以免圍墻內稻谷受潮。
1. 4 糧食干燥方法
1. 4. 1 熱風就倉干燥 根據前人的研究和經驗:就倉干燥稻谷的水分不要高于18 %〔9〕和就倉干燥上層糧較底層難干燥〔8〕,在糧食入倉時,我們嚴格掌握糧食水分,特別是上層糧食水分不高于下層水分的原則。在其中一個打圍倉內裝入稻谷74.1 t ,糧堆高2. 5 m ,此時空氣途徑比為(2. 5 m + 0. 75 m) / 2. 5 m =1.3。連接好空氣加熱器、通風機和風道,稱此倉為熱風就倉干燥倉。選有代表性的10 個點,作為測溫點和測水點,每點分上、中、下3層,經扦樣測定,該倉處理前平均水分為18 %。從預備試驗得知,本試驗用的加熱器和風機組合后,可提高空氣溫度3 ℃左右。為此,我們掌握倉外大氣濕度高于80 %,不通風干燥;倉外大氣濕度低于65 %時,可通風干燥,但不加熱。
本干燥試驗是稻谷保鮮儲藏試驗的一部分,而保鮮儲藏方法是低溫和準低溫,因此儲藏水分可略高于安全水分(一般可在14. 5 %左右) ,又考慮到儲藏通風降溫中的水分損耗,我們把干燥的目標水分定在15 %。在用吹風方式干燥時,當10 個測水點底層水分只要有1～2點達到14. 7 %時,就要停止吹風干燥,而改成吸風方式干燥(此時不需加熱器) 。當吸風干燥時,10 個測水點的上層水分只要有1～2點達14. 7 %時,停止吸風,再改成吹風,如此反復,直到上下層都有14. 7 %水分點時,停止通風,干燥完成,這時中層水分最高。在干燥過程中,每天測糧溫,3～5 天用電腦測水儀測水分。
1. 4. 2
自然風就倉干燥 自然風就倉干燥與熱風就倉干燥基本相同,只是吹入不加熱的空氣。因為用來干燥糧食的空氣溫度低,干燥速度更慢,所以裝入干燥倉的稻谷的水分也要略低一些,我們控制在16 %左右。裝糧時同樣要注意上層糧食水分不要高于底層。該倉共裝入稻谷77. 8 t ,平均水分15. 9 % ,糧堆高2. 5 m,空氣途徑比為1. 3 。裝滿糧后,只要把風機和風道連接就可通風干燥,但當外界空氣濕度高于70 %時不通風,因為干燥效率太低,嚴重時稻谷還會吸潮。干燥的目標水分也是15 %,吹風與吸風相互轉換的指示水分也是14. 7 % ,其它都同熱風就倉干燥一樣。
1. 4. 3 通冷風就倉干燥 通冷風就倉干燥(亦稱低溫儲藏干燥) 與前面兩種就倉干燥基本相同,只是通入的是經谷物冷卻機冷卻到10℃左右的空氣,邊儲藏邊干燥。因為干燥(儲藏)的溫度低,有利于稻谷原有品質的保持,有利于保鮮,但也由于溫度低,干燥速度特別慢,因此,這種干燥不要求短期內完成(太浪費能源) ,而是在整個儲藏期中完成。這種儲藏干燥,一般都是儲藏期較長,要度過夏季,以便在市場缺貨時能提供品質新鮮稻谷(其它方式儲藏的稻谷已開始變陳) 。通冷風干燥倉共裝入稻谷75. 6 t ,平均水分為17 % ,上層水分略低于下層,干燥的目標水分為14. 5%。該倉儲藏和干燥溫度應始終低于15 ℃,一旦有的測溫點溫度達到15 ℃,立即通入冷風(溫度為10 ℃,濕度為65 %) ,將糧溫降至10 ℃左右即可停機。為做到這一點,每天測定糧溫,10～20 天測1 次水分。
1. 4. 4 “三久”烘干機干燥 按“三久”烘干機使用說明書操作,將24 t 水分為18. 6 %的稻谷,分兩次干燥成14. 5%左右。
1. 4. 5 自然晾曬干燥 從廣漢新華糧庫隨機分取2003 年收購的“D 優—68”優質稻谷1 t 。該批稻谷是當地農民自然晾曬后交到糧庫的,平均水分為13. 7 %。
1. 5 稻谷品質檢測項目及檢測方法稻谷、大米水分,按GB/ T56497 - 1985 執行;稻谷發芽率, 按GB/ T5520 -1985 執行; 黃粒米, 按GB/ T5496 - 1985 執行;色澤氣味,按GB/ T5492 -1985執行;整精米率,按GB/ 1350 - 1999 附錄A 執行;脂肪酸值,按GB/ T15684 - 1985 執行;粘度,按GB/T15682 - 1995 執行。
大米蒸煮特性試驗(大米加熱吸水率、米飯膨脹體積、米湯干物質,米湯pH 值、米湯碘藍值) ,按王肇慈等1994年介紹方法〔10〕。稻谷裂紋粒,參照徐潤琪等方法〔2〕,用人工剝去稻殼,在所得糙米中隨機取100粒,用放大鏡觀察鑒別,如有一條裂紋,裂紋長度和深度過半的糙米粒計為裂紋粒;如有兩條裂紋以上,不管長度和深度,均計作裂紋粒。
2 結果與分析
2. 1 干燥效果
2. 1. 1 熱風就倉干燥效果 從2003 年9 月22 日開始通風干燥,于10 月23 日結束,為時31 天,通風干燥171小時, 耗電2172 kW ·h , 單位通風量135m3/ h·t ,把74. 1 t 平均水分為18 %的稻谷干燥成平均水分為15.2 %(上層15. 1 %,中層15. 6 %,下層14. 9 %) ,基本達到15%干燥目標要求,且干燥均勻,水分梯度滿足《儲糧機械通風技術規程》〔11〕要求。在通風干燥過程中,糧溫正常,沒有發現高溫點,每次通風完畢后,各測溫點溫度均在通入空氣的溫度上下,說明通風均勻,風道布設合理。
2. 1. 2 自然風就倉干燥效果 2003 年9 月20 日開始通風干燥,10 月27 日結束,為時37 天,通風干燥126小時,單位通風量129 m3/ h·t ,耗電693 kW·h ,將77. 8 t 平均水分為15. 9 %的稻谷,干燥成平均水分為15%(上層14. 9 %,中層15. 3 %,下層14. 8 %) ,基本達到15 %干燥目標要求,且干燥均勻,糧堆水分梯度滿足《儲糧機械通風技術規程》中關于結束降水通風的要求。在通風干燥過程中,糧溫正常,情況與熱風就倉干燥相同。
2. 1. 3 “三久”烘干機烘干效果 “三久”NEW2PRO —120 型良質米干燥機是低溫慢速式烘干機,每批次可烘干12 t。按使用說明書進行設定和操作,把12 t 水分為18. 6 %的稻谷經7 小時干燥成14. 3 %,干燥均勻,耗電64 kW·h,用柴油107 kg。此烘干機裝料、卸料很費時間,本試驗中,3 個工人用1. 5 小時才把12 t 稻谷裝完,卸料時,也是3 人各用1. 5 小時卸完。
2. 1. 4 冷風就倉儲藏干燥效果 冷風就倉干燥,其實就是低溫儲藏(15 ℃以下) ,因為冷風干燥需要很長時間,在本試驗中進行了10個月,從2003 年9 月23 日開始, 至2004 年7 月29 日結束, 把水分為17. 0 %的稻谷干燥成14. 8%。在這期間,只要糧溫高于15 ℃,就吹10 ℃左右冷風,到糧溫降到10 ℃左右時停止吹風。一般5～7 天開一次機,但在12 月初至2月末可不用谷物冷卻機(制冷機) ,而直接把倉外空氣吹入糧堆進行降水降溫。本試驗中用制冷機吹入冷風時間為310 小時,共耗電24800kW·h ,因為干燥緩慢,所以干燥較為均勻,也沒有發熱、生霉、長蟲現象。
2. 2 干燥費用
本試驗研究的重點是各種干燥處理的效果及對糧食品質的影響,對干燥費用記錄不全面,而且各種干燥處理的程度也不同,如“三久”烘干機只記錄了電、油費用和烘干時的裝卸人工費,對其它費用沒記錄;對熱風和自然風就倉干燥只記錄了風機和加熱器的用電費用,而對入倉人工費用沒考慮,擬把它列入儲藏入倉費中;冷風就倉干燥設備干燥的時間較長,所用電費不但包括干燥費,還包括低溫保管費,很難將兩者分開;人工自然晾曬干燥費,也只能從其它糧庫的開支情況借用。盡管如此,通過有限的干燥費用比較,還是能看出些問題。現把有關情況匯總成表1 。
從表1看出,各種干燥方法中,費用最低的是自然晾曬,其次是就倉干燥,再次是烘干機,費用最高的是低溫儲藏干燥,其干燥費用是就倉干燥的10倍,是自然晾曬30倍,但它除干燥費用外,還包括一年的保管費,由于溫度低,還節省了殺蟲處理費。但應指出,由于本試驗帶有試驗倉性質,規模小,費用高,如果改成實倉規模費用肯定要降低。
2. 3 干燥對稻谷品質的影響
各種干燥方法及干燥前后稻谷品質變化情況如表2 。
從表2 看出,本試驗中所采用的幾種干燥方法都不影響稻谷發芽率,保持干燥前后發芽率不變,即使是在低溫儲藏干燥10 個月后, 發芽率也只降低3. 5%。在干燥過程中裂紋粒都沒有增加,包括自然晾曬方法,并沒有出現徐潤琪〔2〕調查中那么高的裂紋粒,也許是因為水分還不夠低(只降到13. 7%) 。黃粒米也并未因較長時間干燥(就倉干燥30 多天,低溫干燥10 個月)而增加。就倉干燥沒有使脂肪酸值增加;“三久”烘干機的干燥使脂肪酸值略有增加, 從15. 7 mgKOH/ 100g升至18. 6mgKOH/ 100g ;10 個月的低溫儲藏干燥,脂肪酸值從15. 7 mgKOH/ 100g升到19. 5 mgKOH/ 100g ,上升速度相當慢。整精米率干燥前后的變化較大,但這并不是裂紋粒影響的,而是受水分影響的。干燥前水分較高,而整精米率低;干燥后水分較低,整精米率提高了,都在50 %以上。從這個試驗來看,整精米率不受這些干燥方法的影響,而受稻谷含水率的影響。粘度值同樣表現出干燥后的值高于干燥前的值,但這不是干燥對粘度的不良影響,若是有不良影響應是粘度值降低,而不是升高。試驗中粘度值升高可能是受“后熟”的影響,干燥后,稻谷完成了“后熟”,也就是說完成了生理成熟,使粘度值達到最高。
通過上述分析,我們可以看出這些干燥方法對稻谷品質沒有不良影響,可以很好的保持稻谷干燥前的品質。
3 討論
3. 1 從試驗結果看,本試驗中所選用的幾種干燥方法都能達到干燥均勻,保持稻谷的原有品質不變(如發芽率,脂肪酸值,粘度等) ,不增加碎米率,因此都能與稻谷保鮮儲藏配套使用。其中,自然晾曬法最方便、******,但需要大的場地和大量勞力,且條件難以控制(不能曝曬,不能過干),因此從社會、技術發展的角度看,它的使用將越來越受到限制。比較實用的還是低溫慢速烘干機和就倉干燥法,但烘干機設備昂貴,使用季節性強,使用期短,一般糧庫承受不起。因此,目前可行的是就倉干燥,它不需添置貴重設備,而且使用成本也比較低,一般糧庫可以接受。當然,就倉干燥有些關鍵技術必須掌握,有些地方還需要發展完善。最好的、最具有發展前途的還是低溫儲藏干燥法,它能較長時間保持品質新鮮,但它的設備過于昂貴,運行成本太高,一般糧庫是無法接受的。
3. 2 就倉干燥方法可以推廣,但在推廣中要注意關鍵技術的掌握,否則干燥會不均勻,而且還有壞糧的危險。第一,潮糧水分不能超過18%。有些學者認為谷物水分在18 %以下,其水為結合水,它們釋放困難,干燥困難,被微生物利用也困難。而18 %以上的水為自由水,失去容易,干燥容易,也易于被微生物利用,糧食生霉特別快。第二,單位通風量要大。這是由于糧食中的水分是以水蒸氣的形式被空氣帶走,而空氣容納水蒸氣的能力很低,特別是在溫度較低時,因而只有通過大風量才能較快把糧食中的水分帶走。我國《機械通風儲糧技術規程》〔11〕中對通風降水的最低通風量有規定,但數值較低,而《儲糧新技術教程》〔13〕則認為,水分為20 %以下的糧食通風降水時,單位通風量選80～200 m3 / h·t ,是適宜的。本試驗采用129～135 m3 / h·t。第三,空氣途徑比要小,途徑比越小干燥得越均勻。《機械通風儲糧技術規程》要求在通風降水時,其空氣途徑比為1. 2～1. 5,本試驗的空氣途徑比為1. 3。第四,為了防止底層糧食過干和上層糧食干燥不到位,可采取吹風干燥與吸風干燥相結合的方式,本試驗取得較為滿意效果。但如糧層過高,如5 m或更高,這時中層降水可能困難,可使用糧倉局部處理機對中層糧食通風降水,會取得較好的效果。第五,新建的高大平房倉不適合用于通風降水,因為它的風道間距較大,是根據通風降溫的要求而設計的,空氣途徑比一般都在1.5 或以上。此外,由于它的倉容大,一般都在4000～5000 t ,要保證單位通風量在80m3 / h·t以上,很難找到合適的通風機。而適合就倉干燥的倉容最好是500～1000 t ,通風道按通風降水的空氣途徑比進行設置,就是說風道要密些。
3. 3
低溫儲藏干燥法是較為理想的儲糧方法,它把低溫干燥和低溫儲藏有機的結合在一起,減少了很多中間的轉運環節,降低費用,減少損失,有利于保持稻谷原有的品質。從本試驗結果看,低溫儲藏干燥10個月,品質仍新鮮如初,這無疑提高了儲藏稻谷的商品價值,在夏季能有新鮮大米出售,豐富了市場,滿足了部分消費者的需求。當然低溫儲藏干燥的成本也最高,但本試驗中的費用并不代表低溫儲藏干燥的真實情況,因為本試驗只是試驗性,很多花費不合理,一旦低溫儲藏干燥走向實倉,費用將會大為降低。目前西歐一些國家,如法國、德國、比利時、英國等正大量采用低溫儲藏干燥技術。他們把從田間收獲的水分為17 %～18 %的糧食,不經干燥直接入倉,用谷物冷卻機吹冷風降低糧溫,經數次或數十次降溫處理,到出倉時,已降到適合加工的糧食水分。他們這樣處理糧食,并未增加很多費用,只是購置設備花費較大,因為這樣處理,節省了干燥費用、部分運轉費用和殺蟲費用,由于糧食質量好,還增加了銷售收入。我們也應在有條件地區或糧庫推廣該項技術,但重要的是要有隔熱保溫倉庫,谷物冷卻機和足夠的電力。? 對于不同類型污泥在不同干燥溫度下的干燥實驗中，對污泥中重金屬的形態以及污泥的含水率、密度、溫度和電導率等性質進行了監測和分析。結果表明，測試的污泥中重金屬在不同形態中的初始分布因污泥類型和來源的不同而有較大差異。然而，干燥過程往往通過將酸溶性、可還原性和可氧化性重金屬轉化為殘余重金屬來穩定重金閃蒸干燥機料液濃度對干燥器的工作效率及操作穩定性都有很大影響，隨著含固率的增加，所需脫水率也相對減少。但料液的粘度也相應增加，勢必給霧化帶來困難，如果料液在干燥器內分布不均，惰性粒子表面的料層也增厚并且不易均勻，明顯影響惰性粒子的沸騰效果。料層的增厚也降低了水的傳質效果，擴散作用也相應降低，并不利于閃蒸干燥器的特點是停留時間短的幾秒鐘。因此，需要采取分散的飼料，在干燥的空氣，這是一般蛋糕的形式，所以，真正的地表水被蒸發形成的飼料非常謹慎。否則，在飼料材料的較大的顆粒可能會需要較長的干燥時間，以達到所需的水分含量比的小的。閃蒸干燥器被用于廣泛的產品干燥。它可用于干燥有機和無機化學品的。然而，從根閃蒸干燥機概述:
閃蒸干燥機是集干燥、粉碎、篩分于一體的新型連續式干燥設備，閃蒸干燥機特別適用于濾餅狀、膏糊狀、稀泥漿狀物料的烘干。
閃蒸干燥機由加熱器、加料器、攪拌破碎系統、分級器、干燥主管、旋風分離器、布袋除塵器、風機等組成。
閃蒸干燥機
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