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大豆品种资源干燥机的试验研究
发布时间：2013-05-29 07:43 来源：未知
1、概述
多年来，品种资源种子干燥大都采用自然晾晒的方法，遇天气不好不能及时干燥，则会给科研工作和农业生产造成不可估量的损失。为此，根据科研工作的需要，南京林业大学、南京农业大学国家大豆改良中心和农业部南京农业机械化研究所共同研究设计制造了大豆小区品种资源种子干燥烘干机。干燥机采用穿流箱型结构，由干燥箱体、控制器、加热器、循环风调节机构等部件组成。干燥箱分左右干燥室，上下共六层，每层8个物料箱，干燥面积14m2，可同时干燥几百或几千个品种。该机具有热风温度与干燥时间设定、温度�；ど瓒�、温度补偿、循环风调节、常温与加热干燥、冷却等功能。根据研制要求，研制单位对设计制造的大豆品种资源干燥机进行了性能试验。
2、试验目的与主要测定项目
2.1试验目的、方法
通过试验，考核大豆小区品种资源干燥机的各项技术性能。试验方法按国家标准GB6970-86《粮食干燥机试验方法》、农业部NY/T370-1999《种子干燥机试验鉴定方法》以及设计要求等有关规定进行
2.2主要测定项目
(1)环境条件：空气温度，相对湿度。
(2)粮食状况：原始粮食重量，含水率。
(3)干燥条件：热风温度，工作时间（干燥、故障时间）。
(4)能量消耗：电耗。
(5)技术性能：箱体温度分布，上下层水分分布，干燥降水速率等。
(6)种子含水率，发芽率。
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2.3试验设计
试验进行满载荷试验。试验用种子品种为宁引油豆和其他品种大豆，装机总量约250kg，种子品种样品均用牛皮纸质的信封装，信封最大袋装重量约1150g，最小约为50g。样品间隔放置，之间留有通气道。测试品种为宁引油豆，测试样品袋每只约重500g,在第一、三、六层的物料箱中均放入测试样品，样品原始含水量为13.9%。为考核不同袋装的干燥效果，同时放置用可透气纱袋装种子样品。试验采用35℃热风干燥，烘干6h，每两小时取样，测定水分和发芽率。干燥窒样品放置点（1#2#3#4#为左干燥室、5#6#7#8#为右干燥室）与温度测点见图1示。
3、试验条件与测试仪器
试验工作2002年8月份在南京农业大学国家大豆改良中心进行。测定仪器有：TH-74型多点温度测量仪、DHNI-2型通风干湿表、手持数字测速表、TG328A型1/10000电光分析天平、FS-100小型电动粉碎机、HG101型恒温热风箱等。试验条件按国家标准GB6970-86《粮食干燥机试验方法》、农业部NY/T370-1999《种子干燥机试验鉴定方法》等有关规定准备。
4、大豆小区品种资源种子干燥机试验结果与分析
各项试验结果见汇总表1。各项具体试验结果与技术性能分析如后。
4.1温度分布与均匀性试验
在空载调试时，测试了温度上、下层分布情况，测试结果为上下层温度与水平温度差值均<1℃。本次试验在满物料、热风温度35℃的恒定条件下，用8点温度仪分别同步测定了第一层、第六层8点温度分布和上、下层的温差情况，测定结果见表2。
从表2数值可见，左右干燥室第一层温度在34～34.5℃之间，最大差值为0.5℃。第六层温度在34～34.2℃之间，最大差值为0.2℃。上、下层温度在34～34.5℃之间，对应点上、下层最大温差为0.3℃。测试结果表明：上、下风道以及箱体各层间隙设计合理，温度分布均匀，上、下层温差小，完全达到设计要求，性能好于同类机型。
4.2干燥降水速率试验
干燥降水速率是衡量干燥机的主要指标，本次试验分别对不同袋装的样品水分进行了跟踪测试，含水率测定采用105℃标准法。测试结果分析如下。
4.2.1信封装样品含水率测定结果分析
原始含水率13.9%，热风温度35℃，每隔2小时取样，测定第一层、三层、六层样品的含水率，测定结果见表3；信封装样品干燥曲线见图2。
由表3和图2可见，烘干6h，总降水幅度为1_43%，前2h干燥段干燥降水速率为0.45%／h，后期仅为0. 15%／h左右，平均降水速率为0.24%/h。分析原因是干燥初期大豆含有部分机械结合水分，这部份水分容易蒸发；但由于原始含水率较低，大豆含水主要以物理化学结合水为主，同时用信封装置，总的来说是不易蒸发脱水的。从表3中可以得出，烘干2h，即可基本达到干燥要求。
4.2.2信封装样品左、右干燥宣含水率测定分析
为考核干燥室内的干燥均匀性，在测定温度分布的同时，测定了左、右两个干燥室内各层的含水率，测定结果见表4。
将表4数据与表2温度分布值相对应分析，由于温度分布均匀，因而左、右干燥室以及上、下层水分干燥较均匀，此时最大水分差值仅为0.3%，对照表3，到干燥后期，最终干燥水分基本趋于一致。
4.2:3纱袋装样品含水率测定结果分析
与信封装样品测定同步，同时测定了用透气纱袋装的样品含水率并绘制其干燥曲线，测定结果分别见表5、图2。
由表5、干燥曲线图2可见，透气纱袋装的样品总降水幅度为2. 37%，在前4h干燥段干燥曲线下降趋势基本一致，平均每小时降水速率0. 5%左右，而后2h内每小时降水仅为0.2%左右，平均干燥降水速率为0.4%／h。
4.2.4信封与纱袋装样品干燥曲线比较分析
信封与纱袋装样品干燥曲线比较见图2。
图2中不同袋装样品的干燥曲线清晰地显示了不同袋装样品的干燥效果。在干燥前期0～2h段两种袋装样品降水速率基本一致；2h后，信封装样品干燥曲线下降很慢，曲线趋于平坦，干燥速率在0. 12～0. 15%／h。由于纱袋透气性好，2～4h段纱袋装样品继续保持一定干燥速率，干燥速率为0.5%/h，4～6h段干燥速率减缓，干燥速率为0.2%／h。纱袋装样品与信封装样品的干燥终了水分分别为11. 53%和12. 47%，两者相比较相差0.94%，纱袋装样品总降水幅度为2.37X，是信封装样品总降水幅度l-43%的1. 66倍。
4.3种子发芽率试验
本次试验中种子发芽率由南京农业大学国家大豆改良中心进行测试，测试结果如下：烘前种子发芽率平均为93%，干燥2h后16个测样的种子发芽率平均为95. 1%;干燥4h后12个测样的种子发芽率平均为94. 8%;干燥6h后信封装样品13个测样的种子发芽率平均为92. 8%，纱袋装样品6个测样的种子发芽率平均为94.3%;烘后总平均发芽率为93. 6%。试验表明烘后种子发芽率不低于烘前种子发芽率。
4.4自动控制系统测试
性能试验同时对干燥机的自动控制系统的热风控制和时间控制性能进行了测试，在设定热风温度为35℃时，控制灵敏度为0.5℃，温度上下波动值在设计指标±1-5℃范围内。时间试验设定为th、2h，到时后均能立即关机。试验结果证实该干燥机的控制系统自动化程度高，性能可靠。在总工作时间内无故障。
4.5能耗试验
本次试验总耗电43kW，平均每小时耗电6.37kW。
5、试验结论
(1)试验结果表明，虽然原始种子含水率13. 9%偏低（一般试验用粮初始含水率在20T0左右为宜），已到了较难脱水的阶段，在外界温度28.2℃，相对湿度82%的条件下，加热温度35℃，干燥时间6h，不同袋装样品的总降水幅度仍为2.37%与1.43%，达到了干燥试验要求，表明干燥工艺可行。预计在大豆正常水分(18%左右)的条件下，干燥到13%的水分，每小时降水可在0.8～1%左右。
(2)本次试验进行了不同袋装（纱袋和信封）样品的干燥效果对比试验。在干燥前期0～2h干燥段内，两种袋装样品降水速率基本一致；干燥6h纱袋装样品干燥最终水分为11.53%，与信封装样品的干燥最终水分12. 47%相比较，两者相差0.94%。纱袋装样品总降水幅度为2.37%，是信封装样品总降水幅度1. 43%的1.66倍。可见纱袋装样品的干燥效果明显好于信封装样品。由此可得出结论，按实际工作需要用信封装种子可以进行干燥，但干燥时间要长于纱袋装种子的干燥时间。
(3)温度分布均匀性测定结果和水分测定结果分别表明，箱体平面8点温度分布和上、下层温差分别仅为0.5℃和0.3℃，均小于1℃；不同袋装样品干燥终了水分差均仅为0.1%，干燥不均匀度为0.1%≤1.5%，已达到和超过农业行业标准《种子干燥机试验鉴定方法》规定的优等品指标。温度分布与干燥均匀性很好，说明该干燥机的上、下风道以及箱体整体结构和各层间隙设计合理。
(4)种子干燥机温度控制是保证种子品质的主要措施之一。该机控制采用微电脑芯片与专用控制软件组成的电脑控制器，具有加热温度、温度带宽、干燥时间等参数的预设定以及温度漂移补偿、温度双重保护、循环风调节等功能。试验结果表明，温度控制精度和各项功能均达到设计要求，自动控制技术性能高于国内同类机型。
(5)种子发芽率与加热温度和加热时间有关。本次试验种子发芽率由南京农业大学大豆研究所进行测试，在加热温度35℃，干燥时间为2、4、6h时，烘前种子发芽率为93%，烘后各时间段平均种子发芽率分别为95.1%、94,8%、93. 6%。测试结果表明：各干燥时间段烘后种子发芽率均不低于烘前种子发芽率，干燥性能良好。由此可见，合适的加热温度和加热时间不影响种子发芽率，对小区品种资源种子进行机械干燥是完全可行的。
(6)试验结果总体表明，研制的小区品种资源种子干燥机各项指标均已达到设计要求，主要干燥技术性能指标先进，干燥均匀性好，烘后种子发芽率保持不变，能保证对种子的品质要求，完全适合大豆小区多品种资源种子的干燥。该机的研制成功可以替代自然干燥，防止因天气造成的不必要损失。同时也可用于其他农作物小区品种资源种子的干燥，可满足我国农业大专院校、农业科研单位农作物品种资源种子机械干燥的使用需求。
