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本文導(dǎo)讀目錄：

1、谷子生產(chǎn)機械化還需邁過三道坎

2、谷物干燥機械化的發(fā)展趨勢及干燥技術(shù)創(chuàng)新

谷子生產(chǎn)機械化還需邁過三道坎 ♂

谷子生產(chǎn)機械化還需邁過三道坎

圖為河峪小米專業(yè)合作社谷子免間苗精密播種機正在田間作業(yè)。

近日，山西省晉中市榆社縣河峪小米專業(yè)合作社理事長王建福前往山西農(nóng)大拜訪郭平毅教授。郭教授是山西農(nóng)大谷子創(chuàng)新團隊的領(lǐng)頭人，這幾年在谷子生產(chǎn)全程機械化研究中取得了不少突破。

又到谷子播種季節(jié)了，還有沒有更適宜的農(nóng)機具？成為老王的一個心結(jié)?！叭ツ暌划€地間苗費用300元?！蓖踅ǜＳX得，人工費用高是制約合作社發(fā)展的一個瓶頸，關(guān)鍵300元還請不到熟練、盡心的間苗農(nóng)民，還是機器靠得住。

第一難：丘陵地區(qū)缺乏播種機具

2015年山西省谷子播種面積是340萬畝左右，受市場價格影響，2016年的播種面積是300萬畝，全國近年來的播種面積基本上是2000萬畝，山西占到1/6左右，較最高時期面積已經(jīng)縮減一半以上。

“比較效益不差，但是勞動強度大，已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)在兼業(yè)種糧的形勢。”王建福說。

盡管谷子耐旱，但品種生育期短、產(chǎn)量不高，增產(chǎn)又有限，再加上谷子種植要整地、施肥、播種、間定苗、除草、中耕、收打、晾曬等，各環(huán)節(jié)勞動力投入都比較大。

據(jù)山西省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站數(shù)據(jù)顯示，種植谷子每畝需10.8個工日，其中最繁瑣的環(huán)節(jié)——間苗每畝地就需2.5個工日，所以影響了谷子種植面積。

“這幾年，平川地區(qū)連片種植的谷子地機械化播種和間定苗，已經(jīng)解決?！蓖踅ǜＵf。

2004年前，榆社縣河峪鄉(xiāng)谷子的種植面積僅6萬畝，畝產(chǎn)300斤左右，畝收入在400元左右。在合作社的帶動下，目前，全鄉(xiāng)谷子種植面積穩(wěn)定在10萬畝以上，畝產(chǎn)也提高到600斤以上，每畝收入穩(wěn)定在1800元以上。

面積、產(chǎn)量、收入的“三增長”，這離不開合作社牽頭試驗示范的機械化作業(yè)帶動。目前合作社采用的機械化精量播種已經(jīng)實現(xiàn)旋耕、鎮(zhèn)壓、鋪膜、施肥、播種一次完成，并且實現(xiàn)了不間苗、不除草。

“其中的原理是改變了條播的種植方式，采取了穴播方式，地膜可以將草壓住。”王建福解釋，每畝地除了節(jié)省人工，還可以增產(chǎn)100斤左右，而且省下了地膜費用。

“這項技術(shù)對晉中所在的東山地區(qū)來講是一項增產(chǎn)技術(shù)。東山地區(qū)積溫低，地膜可以起到增溫保墑的作用?！惫揭憬淌谡J為，一個60歲的勞動力一年種200畝谷子已不是問題。

“但丘陵小地塊的播種和間苗問題還在困擾我們?！蓖踅ǜＵf。

王建福的問題不是個性問題。山西是小雜糧王國，氣候多樣，山區(qū)丘陵面積占到全省2/3以上。然而適合山區(qū)丘陵耕作的小型谷子播種農(nóng)機具開發(fā)不足，成為山西這個谷子種植大省發(fā)展的一個瓶頸。

“目前使用除草機動力改裝的播種機一天可以播種十幾畝地。”去見郭平毅之前，有關(guān)專家給王建福推薦了長治市永成農(nóng)機廠的一款小型機械。郭教授又給他推薦了忻州市五臺縣一家農(nóng)機廠的播種機。隨著山西雜糧產(chǎn)業(yè)振興工程的實施，丘陵地區(qū)谷子播種機械化已經(jīng)成為當?shù)剞r(nóng)機企業(yè)探求的目標之一，但是取得市場認可還需時日。

第二難：谷子機收瓶頸待破解

“谷穗和麥穗不一樣，是彎曲的，雖然目前市場上有谷子聯(lián)合收割機，但都是小麥、水稻收獲機的‘改裝機’，收獲時容易漏谷穗，而且碾壓出來的谷子含雜率高，不利于下一步加工成商品米?！蓖踅ǜ＝忉?。

這是王建福拜訪郭平毅的另一個小九九。傳統(tǒng)種植中，谷子收獲主要靠人用鐮刀收割、掐穗以及碾壓、脫粒，收獲期長，勞動強度非常大。

隨著農(nóng)村勞動力老齡化程度加劇，機械化收獲已成為河峪小米專業(yè)合作社的一個夢想。近年來，王建福從河北等地購買了不同的谷子聯(lián)合收獲機，但是收獲效果很難滿意。

據(jù)了解，谷子植株重心高、易倒伏，給收獲增加了難度；在脫穗中容易導(dǎo)致秕谷混雜在谷子里，肉眼難以分辨，給小米加工帶來很多麻煩。谷子脫粒時的損傷和損失問題依然是脫粒機企業(yè)需要攻克的首要技術(shù)難題?！斑@中間，我們也走了很多彎路?！惫揭憬淌谡J為，這種彎路不是研究的方向出了問題，而是國內(nèi)一些脫粒機廠家誤導(dǎo)，信誓旦旦地說沒問題，一到田間就出現(xiàn)問題。

后來，郭平毅選擇了日本的一款農(nóng)業(yè)機械，對篩子等關(guān)鍵零件進行了改裝，實現(xiàn)了谷子收割、秸稈粉碎、脫粒一次完成，在山西晉中壽陽、忻州繁峙縣等地試驗示范表明，其收割效率和脫粒效果取得了質(zhì)的突破。

“比以前是好多了，但漏穗問題還存在，撿谷穗也不是長久之計?！惫淌趫F隊的王宏富教授說。

“把谷穗直起來?！惫揭阏J為直穗品種有可能是解決谷子機械化收獲的一把鑰匙。

據(jù)了解，山西農(nóng)大選育的一個尚未進入評定階段的“農(nóng)大10號”，就是一個矮化直穗的品種。“雖然口感還存在問題，但克服這一困難，機械化收獲就不成問題?！蓖鹾旮徽f。

“國家谷子體系今年也有個直穗的品種進入試驗示范?！鄙轿魇∞r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站站長楊軍說。

第三難：需求個性多研發(fā)投入少

“精力都耗費在尋找機械上了，咱們一個小合作社，沒有能力和高校、企業(yè)共同研發(fā)適合自己使用的農(nóng)機具，但最大的資源是讓人家把我們作為試驗基地?！蓖踅ǜＵf。

河峪小米合作社的機械化窘境也是山西乃至全國谷子機械化問題的現(xiàn)狀。

谷子在山西不是小雜糧，但是在全國卻是一個小品類。谷子相對于水稻、玉米等主要糧食作物而言，播種面積小而分散，機具需求量少，小眾化特征明顯。

這意味著研發(fā)機具所需投入大且回報率低，所以針對谷類專用機具在我國一直處在研發(fā)和小范圍試驗示范階段，無論是地頭的“土專家”，還是農(nóng)機廠的“正規(guī)軍”，都是小麥、水稻等作物的“改裝者”，再進一步就很難了。而且現(xiàn)實是，農(nóng)機企業(yè)一沒有做公益的實力，二沒有利潤驅(qū)動，很難有研發(fā)的動力。

如何改變谷子“借鍋做飯”的機械化窘境成為一個亟待破解的課題。

“政府部門應(yīng)大力支持谷子生產(chǎn)機械化項目的開展，企業(yè)也應(yīng)準確定位谷子收獲機市場，各領(lǐng)域通力合作，產(chǎn)學研推聯(lián)合攻關(guān)，共促谷子生產(chǎn)機械化?！庇嘘P(guān)專家建議。

“政府補貼，讓大學、農(nóng)科院等公益研究機構(gòu)和農(nóng)機企業(yè)合作，形成產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，實現(xiàn)產(chǎn)學研一體化是一個路徑?！鄙轿魇∞r(nóng)業(yè)技術(shù)推廣總站有關(guān)人士提議。

“考慮到丘陵山區(qū)谷子生長的現(xiàn)實，我們渴望的是適應(yīng)山地丘陵種植區(qū)的小型輕簡機具，而且一定要是要與谷子生長特性相匹配的專用機械。”王建福認真地說。

谷物干燥機械化的發(fā)展趨勢及干燥技術(shù)創(chuàng)新 ♂

谷物干燥機械化的發(fā)展趨勢及干燥技術(shù)創(chuàng)新

谷物干燥機械化是農(nóng)業(yè)機械化中最重要的一環(huán)。谷物干燥機械化可協(xié)助農(nóng)民，將辛苦半年種植的谷物，立即搶新鮮、低溫快速干燥。不但解決谷物霉變，產(chǎn)生黃曲毒素的問題，最重要的是照顧全國人民的健康，讓大家都可以吃到新鮮、潔白、衛(wèi)生、健康的良質(zhì)米，也同時解決農(nóng)村人口老化，人力、曬谷場不足的問題。

《國家安全法》明確提出健全糧食安全保障體系，糧食安全上升為國家安全戰(zhàn)略的重要組成部分?！吨泄仓醒腙P(guān)于制定國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃的建議》指出，要堅持最嚴格的耕地保護制度，堅守耕地紅線，實施“藏糧于地、藏糧于技”戰(zhàn)略，提高糧食產(chǎn)能，確保谷物基本自給、口糧絕對安全！

資料圖

當人們享受到干燥作為生產(chǎn)企業(yè)的一種技術(shù)手段帶來經(jīng)濟效益的同時，必須顧及到為達到經(jīng)濟效益而付出的經(jīng)濟與社會代價。經(jīng)濟代價表現(xiàn)在能量消耗，社會代價表現(xiàn)為造成環(huán)境空氣污染。

干燥技術(shù)對環(huán)境空氣造成污染有兩重含義，一個是巨大的能耗所至，二是，干燥過程中在被干燥物料內(nèi)的液相水中往往不同程度地含有其他雜質(zhì)，當水蒸氣排放時，也隨之以微小固體顆粒形式排放于大氣環(huán)境。

現(xiàn)在市場上的糧食熱風烘干設(shè)備的濕氣排放污染大，采用燃煤爐的烘干機將產(chǎn)生大量的PM2.5細顆粒物，造成空氣污染，危害人體健康，進而形成酸雨，使土壤酸化、污染灌溉水源與飲用水；燃煤爐所在的廠房往往環(huán)境臟亂，容易引起火災(zāi)；煤的溫度不易控制，稍有經(jīng)濟價值的作物，往往因為無法控制溫度，導(dǎo)致谷物爆腰、碎米；提升糧食保質(zhì)干燥技術(shù)水平，共同促進節(jié)能減排，任重而道遠！

循環(huán)式熱風糧食烘干機和熱風烘干塔的熱能有效利用率低，熱風是一次性的使用率，濕氣直接排放到大氣中，其熱能不能夠回收，造成能源浪費。損失熱量浪費能源的同時，夾帶大量粉塵雜質(zhì)在空氣中飄落，造成塵埃污染，給人體健康造成危害，因此，環(huán)境效率是不可忽略的。

烘干機市場現(xiàn)在是非常的亂，大多是簡單的照搬照抄，打價格戰(zhàn)，比的不是誰好，而是誰的價格低，不管質(zhì)量服務(wù)的好壞，沒有時代趨勢感，不更新?lián)Q代只能死！現(xiàn)代企業(yè)有創(chuàng)新，以高新技術(shù)，自有品牌贏得市場！在當前土地流轉(zhuǎn)宏觀經(jīng)濟調(diào)控形勢下，真空低溫糧食烘干的創(chuàng)新專利是下一個經(jīng)濟增長爆發(fā)點，可作為一種調(diào)整農(nóng)業(yè)裝備的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的首選項目。

中國糧食干燥設(shè)備行業(yè)低質(zhì)低價的時代即將結(jié)束，職業(yè)化、專業(yè)化和精細化的大幕已經(jīng)拉開，糧食干燥設(shè)備產(chǎn)品技術(shù)全面升級的階段已經(jīng)開始，這個階段不會順利，提升技術(shù)水平比仿造難百倍，所以一定是磕磕絆絆的，叫苦連天的。

前面十年糧食干燥設(shè)備走的太順利了，干燥工業(yè)一枝獨秀的太容易，但到了這個階段會有一大批企業(yè)被淘汰出局，這才是行業(yè)重生的真正象征，會非常非常痛苦，我們必須適應(yīng)，這種被逼到懸崖絕壁前的無奈才是形勢大好的真諦！糧食干燥設(shè)備企業(yè)的出路在于：抱著壯士斷臂的決心，認清這個時代賦予的新的歷史使命，今后糧食干燥設(shè)備企業(yè)的發(fā)展邏輯只有一條：你能創(chuàng)造多大價值，你就可以獲取多少財富。

做企業(yè)的掌舵人，要知道企業(yè)明年賣什么產(chǎn)品，三年后有什么盈利產(chǎn)品上市，五年后的戰(zhàn)略產(chǎn)品是什么！名副其實的創(chuàng)新型企業(yè)不僅會實時觀測當前的趨勢變化，它們還會更進一步思考：這些趨勢會導(dǎo)致怎樣的新問題。

這些問題現(xiàn)在或許還沒有出現(xiàn)，但是一家創(chuàng)意企業(yè)的領(lǐng)袖必然會高瞻遠矚，未雨綢繆。一家公司若能夠預(yù)測出即將出現(xiàn)的問題與麻煩，提前找到解決之道，就可以稱得上為本行業(yè)的領(lǐng)先者，擁有強大的競爭優(yōu)勢。

“遠弘干燥”認為，設(shè)計師在定位產(chǎn)品研發(fā)時，永遠不要等著市場給你提需求，你作為技術(shù)前瞻者，需要主動發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品技術(shù)前進的方向，設(shè)計要遵循至繁于至簡的理念，操作要迎合客戶的使用簡易性?！斑h弘干燥”注重的是工藝的不斷創(chuàng)新，降低成本的第一步從真空烘干塔設(shè)計就開始了，“遠弘干燥”在設(shè)計自己的真空烘干塔時遵循一條核心原則：簡單。簡單的設(shè)計既能保證可靠性，又能降低成本。創(chuàng)新的塔內(nèi)熱管換熱加熱，真空低溫干燥提高了糧食烘干質(zhì)量，節(jié)能減排保護環(huán)境是一項綠色干燥。

對于企業(yè)來說，產(chǎn)能過剩并不可怕，只要我們自己有創(chuàng)新力，有競爭力，淘汰的就是別人?？萍紕?chuàng)新，天下無敵！失敗者才去競爭，創(chuàng)業(yè)者應(yīng)當選擇壟斷。

從0到1，或者說從無到有，意味著企業(yè)要善于創(chuàng)造和創(chuàng)新，通過技術(shù)專利、網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)、規(guī)模經(jīng)濟、品牌等形成壁壘，從而實現(xiàn)質(zhì)的垂直性層級跨越，由此開辟一個只屬于自己的藍海市場，進而成為這個市場的唯一，這樣的壟斷足可讓企業(yè)收獲豐厚的利潤。

谷物真空低溫干燥過程中，液體水分汽化有軸蒸發(fā)和沸騰兩種方式。水在沸騰時的汽化速度比在蒸發(fā)時的汽化速度快得多，水分蒸發(fā)變成蒸汽可以在任何溫度下進行。水分沸騰變成蒸汽，只能在特定溫度下進行，但是當降低壓強的時候，水的沸點也降低。

例如，在19.6kPa氣壓下，水的沸點即可降到60°C。真空干燥機就是在真空狀態(tài)下，提供熱源，通過熱傳導(dǎo)、熱輻射等傳熱方式供給谷物中水分足夠的熱量，使蒸發(fā)和沸騰同時進行，加快汽化速度。同時，抽真空又快速抽出汽化的蒸汽，并在谷物顆粒周圍形成負壓狀態(tài)，谷物的內(nèi)外層之間及表面與周圍介質(zhì)之間形成較大的濕度梯度，加快了汽化速度，達到快速干燥的目的。

谷物真空低溫干燥過程受供熱方式、加熱溫度、真空度、冷卻劑溫度、谷物的種類和初始溫度及所受壓緊力大小等因素的影響，通常供熱有熱傳導(dǎo)、熱輻射和兩者結(jié)合三種方式。

糧食真空低溫干燥原理：在常壓下的各種加熱干燥方法，因糧食受熱，其色、香、味和營養(yǎng)成分會受到一定程度的損失；變性后的糧食其食用品質(zhì)、飼用品質(zhì)、種用品質(zhì)、加工品質(zhì)、儲藏品質(zhì)與營養(yǎng)品質(zhì)大大降低。

如果采用真空干燥的方法，由于處于負壓狀態(tài)下隔絕空氣使得部分在干燥過程中容易發(fā)生氧化等化學變化的糧食能更好地保持原有的特性，就能減少品質(zhì)的損失。

真空干燥就是將被干燥的糧食放置在密閉的干燥室內(nèi)，在用真空系統(tǒng)抽真空的同時，對被干燥糧食適當不斷加熱，使糧食內(nèi)部的水分通過壓力差或濃度差擴散到表面，水分子在糧食表面獲得足夠的動能，在克服分子間的吸引力后，逃逸到真空室的低壓空氣中，從而被真空泵抽走除去。

根據(jù)糧食的熱穩(wěn)定性及破碎敏感性特點，考慮到糧食允許溫度不超過43℃（低于淀粉的糊化溫度），真空低溫干燥克服了高溫干燥時導(dǎo)致的溶質(zhì)散失現(xiàn)象，避免淀粉糊化，蛋白質(zhì)變性，減少維生素C分解,保持產(chǎn)品原有理化特性和應(yīng)有的色、香、味、形及營養(yǎng)成分，解決消除糧食傳統(tǒng)干燥過程中溶質(zhì)失散、表面硬化、品質(zhì)下降等問題。

利用水分氣化蒸發(fā)溫度隨環(huán)境壓力降低而降低的原理,真空干燥倉內(nèi)的真空度優(yōu)化設(shè)定為-96 Mpa，在真空狀態(tài)下實現(xiàn)32～60℃的低溫干燥對糧食進行干燥。熱管式真空干燥倉的倉內(nèi)真空度越高空氣阻力小，干燥倉立體換熱的熱能供應(yīng)充分，糧食內(nèi)的水分的汽化速度就快，糧食中水分的沸點越低，水分的汽化速度就越快，達到了糧食快速的真空低溫干燥的目的。

每一粒的糧食都是有生命力的，糧食在真空低溫干燥過程中，真空干燥倉內(nèi)的壓力始終低于大氣壓力，氣體分子數(shù)少，密度低，含氧量低，因而減少了糧食染菌的機會或者抑制某些細菌的生長，避免糧食干燥后保存過程中生蟲、霉變等現(xiàn)象的發(fā)生。

真空低溫干燥使糧食水分的汽化沸點溫度從100℃降低到40℃左右，由于水汽化的溫度低于糧食淀粉的糊化溫度，不會對糧食籽粒、糧食種子產(chǎn)生損傷；避免了糧食籽粒的膨脹、焦糊和爆腰，能夠保證糧食干燥后的產(chǎn)品質(zhì)量；保證了糧食烘后原有色、香、味、營養(yǎng)、品質(zhì)不變，可以稱之謂“綠色、安全、環(huán)?！备稍?。

真空干燥糧食的導(dǎo)熱工質(zhì)是水，在封閉系統(tǒng)中可以循環(huán)再利用，例如80℃的熱水在真空干燥倉換熱散熱后，返回到加熱裝置（鍋爐）的熱水的溫度也能夠達到50℃，再加熱到所需要的80℃，其溫差僅30℃，這樣所需要的熱能就減少很多，熱能的有效利用率增加很大。

加熱裝置通過導(dǎo)熱工質(zhì)直接給糧食導(dǎo)熱、換熱，熱轉(zhuǎn)換效率高且損耗小；熱管式真空干燥倉立體換熱的換熱面積增加了12-30倍，提高了真空狀態(tài)下的導(dǎo)熱換熱速度，烘干糧食的熱能傳輸總量得到提高。

糧食在真空干燥過程中干燥介質(zhì)在真空干燥倉內(nèi)封閉循環(huán),采用真空泵作為抽氣設(shè)備，從泵口排出的氣體都是經(jīng)過水過濾的潔凈氣體，沒有粉塵、揮發(fā)性物質(zhì)及異味隨干燥廢氣向環(huán)境排放而帶來污染，也算是污染濕氣零排放。

糧食真空低溫烘干機開創(chuàng)了糧食真空低溫干燥，提高糧食產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)約能源保護環(huán)境是一項綠色干燥行動。其適用于追求高品質(zhì)、高效率、低生產(chǎn)成本干燥糧食企業(yè)的普遍需求，順應(yīng)了國家制定的“節(jié)能減排”國民經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的政策要求，必然會受到政府政策的優(yōu)惠與支持。

真空低溫傳導(dǎo)干燥的能耗指標為2800-4000kj/kg，而熱風對流干燥為4000-7500kj/kg；熱風對流干燥的熱能有效使用率一般只有20-50%，而真空低溫傳導(dǎo)干燥在理論上可以接近100%，實際上真空低溫傳導(dǎo)干燥裝置內(nèi)的熱能有效使用率可以達到60-80%。

一般情況下真空低溫傳導(dǎo)干燥比熱風對流干燥節(jié)能30-50%，這是因為真空低溫傳導(dǎo)干燥不需要熱風加熱物料，由排氣散失的熱損耗小，在恒速干燥段，由于真空或者減壓降低了水的沸點，物料升溫極小，熱量幾乎全部用來蒸發(fā)濕分，如接近或者小于臨界含水率時，真空低溫傳導(dǎo)干燥的節(jié)能優(yōu)勢就越大。

真空低溫干燥技術(shù)的發(fā)展任重道遠，是一項高科技的技術(shù)，在糧食干燥行業(yè)的應(yīng)用才剛剛起步。真空低溫干燥新技術(shù)在我國糧食、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)中的應(yīng)用前景廣闊，無疑會給即將邁入21世紀的我國糧食、農(nóng)副產(chǎn)品加工業(yè)注入新的活力，并與其它高新技術(shù)一起對我國糧食烘干設(shè)備今后的發(fā)展起到巨大的推動作用，具有廣闊的市場需求，并產(chǎn)生廣泛的社會效益和巨大的經(jīng)濟效益。