一种高水分粮食三联系统性防霉干燥的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种高水分粮食三联系统性防霉干燥的方法：新收获的高水分粮食进库前经初清、射频‑微波‑红外三联灭霉干燥、缓苏，使其水分含量降至13.5~14%，送入仓库储存。本发明专利技术实质上是射频、微波、红外的三联干燥灭霉法，在保证粮食干燥品质和干燥效果的前提下，通过射频、微波和红外干燥，抑制粮食霉菌孢子生长，增强粮食干燥机的降水速率和均一性，提高粮食仓储企业收储效率，节约干燥时间，降低干燥能耗，减少在粮食集中收获季节时因高水分造成的粮食堆热和霉变，提高入库粮食储藏质量和安全性。

System for preventing mildew and drying of high moisture grain triple system

The invention discloses a triple system of mold of high moisture grain drying method: high moisture grain harvest in the new library at the beginning of Qing, RF microwave infrared drying and tempering by triple quenching, the moisture content is reduced to 13.5~14%, sent to the warehouse storage. The present invention is essentially triple RF, microwave and infrared drying out by law, under the premise of ensuring the quality of grain drying and drying effect, through RF, microwave and infrared drying, inhibit the growth of grain mold spores, enhanced precipitation rate and uniformity of grain dryer, improve grain storage enterprises purchasing and storage efficiency, save drying time and reduce the energy consumption, reduce the concentration of grain harvest season due to high moisture caused by grain and mildew, improve the quality and safety of grain storage warehouse.

【技术实现步骤摘要】
一种高水分粮食三联系统性防霉干燥的方法
本专利技术属于粮食收储与物流安全的
，具体涉及一种高水分粮食系统性防霉干燥的方法。
技术介绍
高水分粮食是指实际储藏水分高于国家规定的安全储藏水分标准的粮食，通常水分含量大于20%。粮食中的霉菌生长早期通常发生在粮堆的某一区域，主要在粮堆核心产热区，然后不断向四周扩展，引起粮食表观品质、食用品质及加工品质劣变等。而主产区粮食收获后未经降水直接运输至主销区的现象普遍存在，由于南北温差较大、路途较远，高水分粮食运输过程中极易发生初始生霉发热现象，进而引起品质急剧劣变、真菌毒素含量增大的质量安全风险。在粮食收获季节，特别是遇连续阴雨天气，稻谷、玉米、小麦等大宗粮食收获时含水量异常高，粮食的品质很容易劣变，需要及时干燥降水，而现有粮食干燥机的作用方式单一（简单的热风干燥）、作用效果较差；此外天气气候条件越差，粮食的含水量越高，需要降水的幅度越大，粮食在干燥机内的工作时间也越长，效率也越低。有时需重复干燥数次，对人力物力的需求都较高，而且干燥能耗非常高，作用时间长，迫切需要对现有粮食机械进行改造升级。我国的粮食产量巨大，粮食收获季节性强，如果粮食含水量高，水分活度也高，加上粮食产生堆热，易引起处于其中的微生物的大量繁殖，最终将导致粮食霉变和品质恶化，失去食用价值，导致“丰产不丰收”的现象。因此，在粮食进库前必须对粮食进行适当的降水处理，否则粮库内极易产生局部堆热。尤其是可以在粮食中生长的黄曲霉菌，在生长一定时间后还可以代谢产生黄曲霉毒素等强毒性、致癌、致畸的代谢产物，可对人和动物的健康造成严重的危害。传统的粮食进库干燥方法主要有人工摊晾日晒法、烘干机处理法和就仓干燥处理法以及分程（阶段）干燥法。人工摊晾日晒法人力成本过高，而烘干机处理法和就仓干燥处理法以及分程（阶段）干燥法等几种方法都存在关键性制约因素：一是传统粮食干燥依靠高温和鼓风降低水分，但高温作用后再降温处理，常常导致稻谷等典型粮食“爆腰”情况的大量发生，导致碎米率大幅增加。温度的突变是“爆腰”的主要原因。高温热烘干时过快降水等不当的方式，都会导致米粒中的淀粉急剧膨胀，就会使米粒产生裂纹，形成“爆腰”。二是热风干燥的效率，能耗特别大；三是传统粮食干燥连续化作业效率低、速度慢。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种高水分粮射频、微波与红外联合防霉干燥的方法，该方法利用射频、微波和红外激发的高频交流电磁波，穿透到粮食物料内部，引起物料内部带电离子的振荡迁移，将电能转化为热能，进行粮食物料内部干燥；此外，射频、微波和红外与生物体及其组成的基本单元细胞之间相互作用后，生物体的细胞生理活动变化和反应，产生抑菌和防霉作用。本专利技术的目的通过下述技术方案来实现：一种高水分粮食三联系统性防霉干燥的方法，其特征在于该方法的具体措施如下：1）在进库前对高水分粮食进行初清除杂处理；2）对初清处理后的粮食进行射频-微波-红外三联干燥处理，利用射频、微波和红外激发的高频交流电磁波，穿透到粮食物料内部，引起物料内部带电离子的振荡迁移，将电能转化为热能，进行粮食物料内部干燥；同时，利用射频、微波和红外与生物体及其组成的基本单元细胞之间相互作用，抑制霉菌孢子生物体的细胞生理活动变化和反应。首先要进行的是射频干燥灭霉，射频技术主要作用对象为含水率超过20%的生命体或物料（南方雨季新收获稻谷水分可达22%以上，新收获玉米水分甚至高达40%），使生命体内部短时间产生瞬时高热量，水分快速流失，起杀死霉菌孢子和干燥高水分稻谷的双重作用，水分含量超过20%的超高水分粮食中自由水在大功率射频的作用下，迅速降水，霉菌孢子灭活；粮食水分含量从>20%降至17%左右，而粮食物料表面均温不超过33±1℃。微波技术主要作用于水分含量15-20%的物料，通过先射频后微波的处理方式，进一步针对性的降水处理，大大提高干燥效率，此时粮食水分含量从17~18%降至15±1%左右，而粮食物料均温不超过35±1℃。但如果继续以微波干燥的方式进行处理，干燥的效率会下降，能耗会上升，因此进行红外干燥灭霉；粮食水分含量从15~16%降至14±1%左右，而粮食物料均温不超过37±1℃。3）粮食三联连续化处理后，进行缓苏处理，水分含量降至13.5~14%左右，而粮食物料均温不超过28±1℃，再将处理后的粮食通过履带送入仓库储存。本专利技术适用于稻谷、玉米、小麦等粮食进库前处理，在干燥处理中，玉米的温度小于37℃，干燥时间与缓苏时间之比为1：3~6；稻谷的温度小于37℃，干燥时间与缓苏时间之比为1：4~6；小麦的温度小于37℃，干燥时间与缓苏时间之比为1：4~8。本专利技术中，考虑到高水份粮食水分存在状态、水分降低特性及逐级干燥的需要，射频、微波、红外设备按序排列，不得调换秩序，且射频、微波、红外设备输出功率逐步减小，保证干燥后粮食的加工品质，工作时间为30~300秒的连续化作业。本专利技术中，射频系统设置在粮库提升输送带初始给料端，射频系统为平行极板式射频加热系统，是由上、下两极板构成的平行板电容器，被加热粮食置于两极板间，交变电磁场通过极板作用于粮食，射频能量沿垂直极板方向作用于粮食物料。射频干燥处理时，射频设备输出功率为4.8~40kW，频率为13.56MHz或27.12MHz或40.68MHz。微波干燥处理时，微波设备的输出功率为3~36kW，频率为915MHz。红外干燥处理时，红外设备即开即用，红外灯管为八组，总输出功率2.7~24kW，波长在3~8μm，红外管能量接近零损失。表1本专利技术与传统热风干燥法的实质区别本专利技术利用相对安全的组合式的电磁辐射技术控制生命体及其组成的基本单元细胞之间的相互作用，抑制霉菌孢子生物体的细胞生理活动变化和反应。经过大量数据和实地实验及后续的仓储实验，提出先射频后微波，再红外的干燥灭霉处理，不仅保证干燥的均一性，更保证了粮食产品的质量。一、本专利技术中三联干燥技术中的射频技术在空气中的穿透深度是无穷大的，因此可轻松穿透并快速加热多孔性物料，利用该特性将射频技术应用于传统加热方式难以处理的粮食，并以射频技术所特有的含水率自平衡效应应用于粮食的干燥过程，可大大提高干燥后粮食的含水率均匀性，从而提高仓储粮食的品质。二、与传统干燥方式相比，三联结合干燥技术具有显著的效率优势。干燥过程中，粮食物料内、外同时受热，水分由内部转移到表面蒸发，因此表面温度低于中心温度，利于提高干燥速率。而传统干燥过程中，粮食表面温度高于内部温度，热量从外向内传导，除了热传导耗时外，因热量与水分传递的方向相反，阻碍了水分传递的速率。三、利用三联干燥技术产生的电磁场，生物系统在一定的条件下对电磁场的应答干扰了霉菌正常的生理活动态，破坏生物体细胞膜内外的电位平衡，阻断细胞膜与外界交换物质的离子通道的畅通性，对霉菌孢子造成破坏，可在干燥的同时杀灭粮食中的部分霉菌和虫害。具体实施方式以下结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。实施例1玉米在产地收获后未进行降水处理，快速水分测定仪测得水分含量达29%，通过车辆（船舶）长途运输到收储库，玉米中菌落总数和霉菌数已经接近临界值，简单干燥无法消灭霉菌，影响粮食质量和粮仓储粮性能。在玉米进库前进行三联干燥，射频设备输出功率为28kW，频率为27.12MHz；微波本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高水分粮食三联系统性防霉干燥的方法，其特征在于，具体措施如下：1）对高水分粮食进行初清除杂处理，然后进行三联防霉干燥；2）对初清处理后的粮食首先进行射频干燥灭霉处理，利用射频激发的高频交流电磁波，穿透到粮食物料内部，进行粮食物料内部干燥降水；利用射频激发的局部热能杀灭初始霉菌；粮食水分含量从>20%降至17%左右，而粮食物料表面均温不超过33±1℃；3）粮食无需缓苏，进行微波干燥处理，粮食水分含量从17~18%降至15±1%左右，而粮食物料均温不超过35±1℃；4）粮食无需缓苏，再进行红外干燥处理，粮食水分含量从15~16%降至14±1%左右，而粮食物料均温不超过37±1℃；5）红外处理后，辅以缓苏程序，粮食水分含量降至13.5~14%左右，而粮食物料均温不超过28±1℃，将缓苏处理后的粮食通过履带传送入仓库储存。

【技术特征摘要】
1.一种高水分粮食三联系统性防霉干燥的方法，其特征在于，具体措施如下：1）对高水分粮食进行初清除杂处理，然后进行三联防霉干燥；2）对初清处理后的粮食首先进行射频干燥灭霉处理，利用射频激发的高频交流电磁波，穿透到粮食物料内部，进行粮食物料内部干燥降水；利用射频激发的局部热能杀灭初始霉菌；粮食水分含量从>20%降至17%左右，而粮食物料表面均温不超过33±1℃；3）粮食无需缓苏，进行微波干燥处理，粮食水分含量从17~18%降至15±1%左右，而粮食物料均温不超过35±1℃；4）粮食无需缓苏，再进行红外干燥处理，粮食水分含量从15~16%降至14±1%左右，而粮食物料均温不超过37±1℃；5）红外处理后，辅以缓苏程序，粮食水分含量降至13.5~14%左右，而粮食物料均温不超过28±1℃，将缓苏处理后的粮食通过履带传送入仓库储存。2.根据权利要求1所述的高水分粮食三联系统性防霉干燥的方法，其特征在于：所述粮食包括玉米、稻谷、小麦。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈银基，曹俊，刘欣，陈文若，顾佳缘，王琰，
申请(专利权)人：南京财经大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32