陆建 陆小鑫 吴贵茹 卢少颖 曹亮

摘要：粮食烘干机械采用的热源不同，其作业成本差异较大。选用生物质、柴油及蒸汽3种热源的低温循环式粮食烘干机，将初始含水率不同的稻谷烘干至安全储存含水率（15%），核算烘干作业能源成本。结果表明：每千克稻谷含水率下降1%，生物质热源烘干机作业平均能源成本为0.004 2 元/kg，柴油热源烘干机为0.006 8 元/kg，蒸汽热源烘干机为0.002 1 元/kg。

关键词： 粮食烘干机械;水稻;热源;成本

中图分类号：S226.6    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2020）05-0017-03

我国是粮食生产和消费大国，受天气原因影响，每年都会因无法晾晒或未达到安全水分储存导致部分粮食变质，造成损失。使用粮食烘干机机械对粮食进行烘干，弱化天气因素带来的影响，是降低粮食收储环节损失的一个重要手段，对于保障粮食安全、提高农业生产效益、提高农产品质量、减轻劳动强度及促进农民增收具有非常重要的意义。南通市水稻年种植面积约17万hm2，产量超过150万t。近年来，全市加大粮食生产机械化装备能力建设力度，各地通过统筹规划，新建成多家粮食烘干点（中心），产地烘干能力得到很大提高。

粮食烘干机械采用的热源不同，设备投入成本及烘干作业成本有明显差异。在节能减排和环保要求下，燃煤热风炉型烘干机将被限制使用并逐步转型升级。本课题借助粮食烘干点（中心），选择柴油、生物质、蒸汽3种应用较为广泛的低温循环型粮食烘干机械，进行多批次水稻烘干成本核算试验，分析成本差异原因，为用户选择适用的烘干机械热源类型提供事实依据，以探索全市粮食产地烘干能力良性发展方向，促进粮食烘干产业结构优化，为粮食生产安全提供保障。

1 材料与方法

1.1 不同热源烘干机

1.1.1 柴油热源烘干机 柴油热源烘干机配备柴油燃烧器，燃烧器安装于烘干机底座内。柴油燃烧后产生高温烟气加热周围空气，作为干燥介质的空气吸热后温度升高，从热风出口输送至烘干机干燥部加热谷物。通常加装自动控温装置。

1.1.2 生物质热源烘干机 生物质热源烘干机配备生物质热风炉，热风炉安装于烘干机座外侧，由炉膛、排烟风机、换热器列管、冷气进风口、热气出风口等组成。生物质颗粒在炉膛内充分燃烧，产生的热量和烟气在排烟风机引导下将换热器列管加热，由热风炉冷气进风口进入的空气在流经换热器列管外壁四周时被加热，在烘干机引风机的作用下进入烘干机干燥部加热谷物。

1.1.3 蒸汽热源烘干机 蒸汽热源烘干机配备蒸汽散热片，散热片安装于烘干机底座内。外部产生的高温蒸汽进入散热片，将周围空气加热，作为干燥介质的空气与粮食表面接触，实现粮食干燥。蒸汽由外部产生，需通过密封管路输送，为防止在输送过程中热量损失，蒸汽管路输送距离不宜过长，且蒸汽管路需外包隔热层。

1.2 试验方案

试验全部选用天禹系列烘干机，以消除试验设备不同对结果可能带来的影响。3台试验用烘干机从作业机组中选择并固定，另选3台同型烘干机备用。选择当年机械化收获的稻谷进行烘干。由于成熟度及天气条件有所不同，稻谷初始含水率差异较大，会造成不同含水率稻谷烘干作业至安全含水率时能源成本有差距，所以确定以每千克稻谷含水率下降1%作为成本核算标准。采用3种不同能源烘干机械同时作业，在相同时段分别进行多批次烘干，采集记录数据。

1.3 试验方法

严格按照烘干机说明书进行操作。采用地磅称质量，按照烘干机标定吨位加装稻谷，记录其总质量。操作屏设定控制烘干温度50 ℃，保证烘干后稻谷品质。为平衡生物质能源、柴油、蒸汽价格受市场波动带来的影响，能源单价按当日价格计算;烘干作业过程中消耗的电能，以用电表实际消耗电能计入。生物质能源试验共进行10批次，试验用水稻品种为南粳46号;柴油能源试验共进行10批次，试验用水稻品种为南粳46号;蒸汽能源试验共进行9批次，试验用水稻品种为5055、宁粳8号、9018、淮稻5号等。测定并记录烘干前稻谷含水率、烘干稻谷质量、消耗能源、消耗电能、作业时间等数据。

1.4 数据处理

式中：M为烘干稻谷质量，kg;W1为烘干前稻谷含水率，%;W为烘干后稻谷含水率（安全含水率），%;W降为烘干前稻谷含水率下降值，W降=W1-W，%;C总为烘干总成本，元;C1为每千克稻谷烘干成本，元/kg;C2为每千克稻谷含水率下降1%烘干成本，元/kg。

2 结果与分析

2.1 不同热源烘干机烘干成本比较结果

3种热源粮食烘干机作业成本比较结果如图1和图2所示。

由图1和图2可以看出：稻谷在含水率W1越接近安全储存含水率W时，每千克稻谷烘干作业成本C1越低;但在试验后期，稻谷含水率W1降低，每千克稻谷下降1%含水率烘干作业成本C2略升高，这是因为烘干作业速度和稻谷表面与空气之间含水率差异有关，含水率低时下降难度增大。

2.2 成本差异分析

相关资料显示：生物质能源与柴油均采用燃烧方式产生热量，生物质能源热值18 837 J/kg，普通柴油热值42 552 J/kg;生物质单价1 200.00元/t，普通柴油单价7.70元/kg（6.20元/L）。生物质能源理论成本约15 697 J/元，柴油理论成本约5 526 J/元，所以采用柴油作为燃料成本高于生物质能源成本。蒸汽能源成本为206.00元/t，进气压力为0.4 MPa，由于蒸汽为化工企业副产品，其价格低于市场价格，因此采用蒸汽作为热源的低温循环烘干机械能源成本较低。

3 结论

在烘干试验中，生物质能源作为热源，平均每千克稻谷烘干成本C1约为0.051 0元/kg（不计人工），平均每千克稻谷含水率下降1%烘干成本C2约为0.004 2元/kg（不计人工）;柴油作为热源，平均每千克稻谷烘干成本C1约为0.082 0元/kg（不计人工），平均每千克稻谷含水率下降1%烘干成本C2约0.006 8元/kg（不计人工）;蒸汽作为能源，平均每千克稻谷烘干成本C1约为0.017 0元/kg（不计人工），平均每千克稻谷含水率下降1%烘干成本C2约为0.002 1元/kg（不计人工）。

通过试验发现：烘干成本与含水率下降百分比相关。不同含水率W1的稻谷，烘干至相同安全含水率W，其烘干成本差距较大。因此，以每千克稻谷含水率下降1%来核算烘干作业成本C2，比单纯以每千克质量稻谷烘干至相同安全含水率W作業成本C1作为标准更为准确。烘干作业成本还受外界环境因素影响，如空气湿度及烘干车间温度等。不同水稻品种对烘干作业成本无影响。

综合来看，蒸汽作为热源烘干成本约为0.002 1元/kg，远低于生物质能源和柴油。如果可以将烘干中心建设在正常蒸汽供应点附近，不仅能保证较低的烘干作业成本，而且无排放问题，值得推广应用。

参考文献

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