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粮食烘干机出机粮食水分周期性波动现象
赵学工 崔国华 周钢霞 郑刚
（辽宁省粮食科学研究所，沈阳 110032）
摘 要：本文通过对不同烘干型式、不同塔型、不同处理量的粮食烘干机出机粮食水分周期性波动现象进行分析，探求粮食烘干机的内在特性，为粮食烘干生产提供指导性意见。
关键词：粮食烘干机；出机粮食水分；周期性波动现象
0 前言
我国连续几年投巨资大规模地兴建国家粮食储备库的工作已经结束，在国储库建设中国家通过招投标方式配建了粮食烘干机，这些粮食烘干机基本上代表了现阶段我国烘干机的发展方向和水平，如何充分发挥这些烘干机的作用，是我们从事粮食烘干专业的技术人员义不容辞的责任，为此我们连续三年选择东北地区有代表性的各种粮食烘干机进行了比较全面的技术性能和指标的测试考核。本文就测试中发现的粮食烘干机出机粮食水分周期性波动现象进行分析、探讨。
1 粮食在粮食烘干塔内的流动过程
由于粮食烘干机生产制造厂家不同，采用的粮食烘干工艺与烘干塔结构存在明显差异，常用烘干方式有顺流、混流、横流等，常用塔型则分为单塔和双塔二种型式，但是从宏观上看粮食在烘干塔内都是经过干燥段（数段）、缓苏段（数段）、冷却段、排粮机构、出机粮食水分检测装置进入下一设备，参见图1。 
2 粮食烘干机出机粮食水分的周期性波动现象
粮食烘干机出机粮食水分直接影响到干燥后粮食品质，影响到粮食烘干机的经济技术指标，因此不论采用什么型式的粮食烘干机，出机粮食水分的控制都是粮食烘干机操作中最重要的的工作之一。我们选择300吨/日～500吨/日的6台不同烘干型式的粮食烘干机，专门对出机粮食水分进行了化验、分析。具体做法是：试验用入机玉米的含水率不均匀度严格控制在2％以内，同时严格控制热风温度波动≤±5℃，操作人员可调整的是排粮电机的频率。化验人员每小时扦取出机玉米一次，化验其含水率。
各烘干机的基本参数见表1，烘干机出机粮食水分的化验结果分别见图2～图7。
表1 粮食烘干机基本参数
 
从图2～图7可以明显看出，虽然所测烘干机的工作环境、处理量、烘干型式、塔型都不相同，但出机粮食水分都存在近似于正弦规律的周期性波动现象。
3 分析与探讨
笔者认为，粮食烘干是一个复杂的热质交换过程，对于粮食烘干过程这一个多变量、大滞后、强非线性的系统，粮食烘干机出机粮食水分出现近似于正弦规律的周期性波动现象的主要原因有：
①入机粮食品质、入机粮食温度，干燥介质温度，烘干时间，排粮电机频率，干燥废气的温度、湿度与排气流量，出机粮食温度，环境温湿度等诸多因素对出机粮食水分都有影响，因此出机粮食水分是一个动态的变化过程。
②粮食烘干系统是一个大滞后的系统，根据烘干型式、降水幅度、环境温湿度的不同，烘干周期一般在3～12小时之间，出机粮食水分的检测、扦样部位又都安排在排粮口处，扦样后做完水分化验最快也需要一个半小时，因此，检测、化验结果严重滞后，烘干结果具有不可调性。
③使用烘干塔排粮口处的在线水分检测装置进行出机粮食水分检测时，因影响粮食水分检测的因素比较多，对水分检测很难达到规定的精度水平，所以在线水分检测装置无法提供可靠的数据，工作温度在0℃以下时检测精度与性能稳定性偏离的更为严重，还需要化验室用烘箱法不断地对在线水分检测装置进行校验。
④粮食烘干系统中存在明显的反馈现象，各影响因素与出机粮食水分为强非线性变化，因此不能准确、连续地指导烘干生产。
⑤现在普遍应用的操作、控制方式与技术必然导致粮食烘干机出机粮食水分出现近似于正弦规律的周期性波动现象。以要求烘干机出机粮食水分13.5%～14.5%为例，当发现出机粮食水分高于14.5%时，调慢排粮电机频率，此时水分超标的粮食（＞14.5%）已经进入了冷却段，并且水分呈继续上升的趋势，等到这一部分粮食排出烘干塔后，出机粮食水分开始下降；当发现出机粮食水分低于13.5%时，其低水分粮和系统状态的积累又与高水分粮时相同，因此，出现了近似正弦规律的波动现象，而且出机粮食水分也不太容易控制到±0.5%的波动范围。
上述为笔者的一些见解，有不妥之处，愿与同行商榷。
（补充说明：综合以上试验分析的结果可以看出，对于粮食烘干这样一个多变量、大滞后、强非线性的系统，用传统控制理论中的反馈和前馈控制都无法解决对整个过程进行全方位的监控，必须寻求新的控制方法以满足这一系统的控制要求。辽宁省粮食科学研究所运用智能控制理论解决了粮食烘干过程中粮食水分传感器检测不准确、烘干过程控制严重滞后和烘干结果的不可调整等问题，在粮食烘干机的智能控制上取得了成功的应用。）
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