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關(guān)于加快發(fā)展熱泵型谷物烘干機(jī)的思考
與政策建議
“十二五”期間，中央和地方各級(jí)財(cái)政撥付了大量資金用于農(nóng)業(yè)機(jī)械購(gòu)置補(bǔ)貼。使得拖拉機(jī)、插秧機(jī)、收割機(jī)等農(nóng)業(yè)機(jī)械實(shí)現(xiàn)了跨越式發(fā)展，現(xiàn)在距離水稻生產(chǎn)全程機(jī)械化僅剩最后“一公里”——谷物干燥機(jī)械化。
一、谷物干燥機(jī)械化的緊迫性
自七十年代末實(shí)行聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制以來(lái)，在一家一戶的耕種模式下，谷物收獲后主要在農(nóng)民自家院子、生產(chǎn)隊(duì)時(shí)期留下的曬場(chǎng)、學(xué)校操場(chǎng)、露天電影場(chǎng)及公路上晾曬，收割一批晾曬一批。但近幾年來(lái)這種狀況發(fā)生了很大的變化。
1.經(jīng)過(guò)三十多年時(shí)間的變遷，生產(chǎn)隊(duì)期間的曬場(chǎng)和露天電影場(chǎng)已逐漸消失，鄉(xiāng)村學(xué)校的整合也使得可供曬糧的學(xué)校操場(chǎng)十分稀少。
2.隨著私家車的快速發(fā)展，農(nóng)村公路的汽車流量隨之劇增，由公路曬糧引起的交通事故特別是人員傷亡事故頻發(fā)，交通運(yùn)輸法規(guī)已禁止在公路上曬糧。
3.由于農(nóng)村勞動(dòng)力的大量轉(zhuǎn)移，目前留在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)第一線的勞動(dòng)力人數(shù)少年齡大，谷物人工晾曬面臨人難找和人工費(fèi)用高的難題。
4.水稻收割基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化后，在水稻成熟后可短時(shí)間內(nèi)通過(guò)機(jī)械完成水稻收割，收獲后的稻谷可謂是瞬間大量堆積，自然晾曬方式根本無(wú)法解決谷物的干燥問(wèn)題。
5.霧霾對(duì)糧食自然晾曬的影響不可小覷，這兩年霧霾出現(xiàn)的天數(shù)較多，即使在晴好天氣，霧霾的出現(xiàn)明顯弱化了陽(yáng)光的照射強(qiáng)度，使谷物的晾曬效果大打折扣。
6.受全球氣候變暖等現(xiàn)象的影響，氣候條件也打破了以往的規(guī)律，收割季節(jié)遇上陰雨天氣的概率大增。以蘇州為例，2015年10月25日至11月24日一個(gè)月的水稻收割期，下雨天氣就達(dá)18天，除了增加收割的難度，稻谷的含水率高，稻谷霉?fàn)€的風(fēng)險(xiǎn)大增，稻谷干燥的壓力巨大。
綜上所述，受到曬場(chǎng)的限制、霧霾和氣候的影響、機(jī)械化收割的倒逼，依靠自然晾曬根本無(wú)法滿足谷物干燥的需要，要徹底解決這個(gè)難題，谷物干燥機(jī)械化是不二的選擇。
二、谷物干燥機(jī)械化的現(xiàn)狀
近年來(lái)在政府引導(dǎo)和支持下，有條件的地區(qū)從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的個(gè)人和組織陸續(xù)開(kāi)始投資谷物烘干機(jī)，有效緩解了谷物干燥的問(wèn)題。目前使用的谷物烘干機(jī)主要有以下幾種類型：
1 .燃煤型谷物烘干機(jī) 這種烘干機(jī)的優(yōu)點(diǎn)是使用成本較低、烘干效率較高。缺點(diǎn)是熱風(fēng)爐的投入比較高，熱風(fēng)溫度不易控制，谷物爆腰率高。同時(shí)燃煤的運(yùn)輸及裝卸，干燥過(guò)程中燃煤的添加，燃燒過(guò)后煤渣的清除和處理等比較紛繁，且需要一定費(fèi)用。
2.燃油型谷物烘干機(jī) 在各類型的烘干機(jī)中這種烘干機(jī)的投入較低，但使用成本高達(dá)稻谷價(jià)格的7-8%，特別是燃油型烘干機(jī)在烘干過(guò)程中有污染物殘留在谷物上。
3.以燃燒稻殼為代表的生質(zhì)能型烘干機(jī)這種烘干機(jī)可以利用糧食加工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的稻殼為燃料，使用成本低。但稻殼的熱值較低，糧食加工企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的稻殼往往不能滿足烘干機(jī)的連續(xù)作業(yè)。
此外，上述幾種烘干機(jī)還有以下共同的缺陷：一是燃燒后廢氣的排放，燃油型烘干機(jī)的廢氣排放與柴油機(jī)廢氣排放相當(dāng)，燃煤型和生質(zhì)能型烘干機(jī)的廢氣排放與秸稈焚燒相似。二是烘干過(guò)程中產(chǎn)生的大量粉塵對(duì)空氣也造成一定的污染。三是烘干過(guò)程中有大量明火，有引起火災(zāi)事故的危險(xiǎn)。
由于存在廢氣和粉塵污染及污染物殘留等問(wèn)題，糧食烘干機(jī)應(yīng)該在熱源上尋找突破。
三、熱泵型烘干機(jī)將引領(lǐng)未來(lái)一段時(shí)間谷物烘干機(jī)的發(fā)展方向
據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局的數(shù)據(jù)顯示，2015年全年全國(guó)糧食總產(chǎn)量為62143萬(wàn)噸。如果全部使用傳統(tǒng)的燃油或燃煤型烘干機(jī)，必將產(chǎn)生大量的二氧化碳造成大氣污染，而且人體健康也必將受到損害。近年來(lái)，隨著我國(guó)人民生活水平的提高，人們對(duì)飲食的要求已不再是吃飯那么簡(jiǎn)單了，綠色健康成為越來(lái)越普遍的追求。
熱泵型烘干機(jī)契合了綠色環(huán)保的發(fā)展理念，熱泵型谷物烘干機(jī)主要有熱泵型熱風(fēng)機(jī)和干燥塔兩部分組成，熱泵型熱風(fēng)機(jī)則主要由壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥、控制系統(tǒng)等部件組成。熱泵熱風(fēng)機(jī)是熱源，用于把空氣加熱到設(shè)定的溫度，再輸送到干燥塔干燥谷物，實(shí)現(xiàn)谷物烘干不需要燃燒燃料。因而具有以下幾個(gè)鮮明的特點(diǎn)：
1.不經(jīng)過(guò)燃燒烘干谷物，沒(méi)有化學(xué)有害物質(zhì)排放，對(duì)大氣、土壤和水資源無(wú)污染，對(duì)PM2.5貢獻(xiàn)率為零。
2.無(wú)污染物殘留，糧食更加安全環(huán)保。
3.出風(fēng)溫度和濕度持續(xù)穩(wěn)定，烘干質(zhì)量更高。熱風(fēng)溫度和濕度更易精準(zhǔn)控制，有利于烘干種子，種子發(fā)芽率更高。
4.烘干過(guò)程無(wú)明火，不易產(chǎn)生火災(zāi)，更加安全。
5.使用成本不到燃油型烘干機(jī)的三分之一。
四、第一代熱泵型烘干機(jī)存在的不足
上述熱泵型烘干機(jī)不妨稱之為第一代熱泵型烘干機(jī)，這種熱泵型烘干機(jī)在技術(shù)上取得了重要突破，實(shí)現(xiàn)了不燃燒烘干。同時(shí)熱泵型烘干機(jī)也存在以下幾個(gè)方面的不足（概括為“三大”、“一低”、“一窄”），當(dāng)然這只是前進(jìn)中遇到的問(wèn)題。
1.體積大 熱泵型烘干機(jī)除干燥塔外還有熱泵型熱風(fēng)機(jī)，熱泵型熱風(fēng)機(jī)的體積較大，需要建造更大的機(jī)房，占用更多的土地資源。
2.投入大 由于增加了熱泵熱風(fēng)機(jī)以及送風(fēng)管路，單臺(tái)熱泵型烘干機(jī)的價(jià)格比燃油型烘干機(jī)高7-8萬(wàn)元。
3.空氣攪動(dòng)量(從管道排出和從門(mén)窗進(jìn)入的空氣總量)大 據(jù)初步估算，熱泵型烘干機(jī)每小時(shí)的空氣攪動(dòng)量在3萬(wàn)立方米以上，空氣攪動(dòng)量大容易引起空氣濾網(wǎng)堵塞,從機(jī)房頂部排出的部分冷風(fēng)回流至機(jī)房,造成機(jī)房溫度下降降低能效。
4.烘干效率低 在相同情況下烘干時(shí)間比其它類型烘干機(jī)的單次烘干時(shí)間長(zhǎng)約兩個(gè)小時(shí)。
5.適用范圍窄 要求環(huán)境溫度為攝氏5-40度, 因而主要適用于長(zhǎng)江以南地區(qū)。
五、熱泵型烘干機(jī)技術(shù)提升思路
針對(duì)上述熱泵型烘干機(jī)存在的不足，筆者經(jīng)過(guò)反復(fù)調(diào)研論證提出如下提升方案：
1.將空氣源熱泵改為水源熱泵，主要原因是水的熱容量高熱傳導(dǎo)快，水稻種植地區(qū)水源充分，而且地表水的溫度6月份小麥?zhǔn)斋@期為25-30℃，11月份水稻收獲期為15-20℃,非常適宜用作熱泵的水源?？諝庠礋岜酶臑樗礋岜煤?，熱泵型熱風(fēng)機(jī)的體積大幅減小，將使造價(jià)明顯下降，空氣攪動(dòng)量也將大為減少。
2.將熱泵熱風(fēng)機(jī)由整體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為分置式結(jié)構(gòu)，將蒸發(fā)器安裝在排塵風(fēng)道內(nèi)以利于進(jìn)一步從排塵風(fēng)道的空氣中吸收熱量。
3.在排塵風(fēng)道蒸發(fā)器的上部安裝噴淋裝置，噴淋一方面能起到降塵的作用，同時(shí)又能清洗蒸發(fā)器。
通過(guò)以上三項(xiàng)措施綜合作用將使熱泵型烘干機(jī)的能效系數(shù)COP及烘干效率得到明顯提高。從而有效的解決了當(dāng)前熱泵型烘干機(jī)存在的“三大”、“一低”、“一窄”問(wèn)題，使適用區(qū)域會(huì)大幅度的拓展，使熱泵型烘干機(jī)在技術(shù)上躍升一個(gè)臺(tái)階。
提升后熱泵型烘干機(jī)與現(xiàn)有熱泵型烘干機(jī)主要數(shù)據(jù)對(duì)比：
六、對(duì)發(fā)展熱泵型烘干機(jī)的政策建議
創(chuàng)新是我們國(guó)家可持續(xù)發(fā)展的力量源泉，也是我們社會(huì)進(jìn)步的動(dòng)力所在，在這個(gè)大眾創(chuàng)業(yè)萬(wàn)眾創(chuàng)新的時(shí)代，更希望政府對(duì)創(chuàng)新給予更多的政策支持。筆者建議：
1.對(duì)于農(nóng)機(jī)行業(yè)來(lái)講，谷物的烘干未來(lái)將是發(fā)展空間很大的重要產(chǎn)業(yè)，使用燃燒燃料型烘干機(jī)存在廢氣排放、污染物殘留等明顯的缺陷，而熱泵型烘干機(jī)契合綠色環(huán)保發(fā)展的理念，因此建議把發(fā)展熱泵型烘干機(jī)列入“十三五”農(nóng)機(jī)發(fā)展規(guī)劃。
2.從供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革入手,用低能耗無(wú)污染產(chǎn)品逐步淘汰高能耗高污染產(chǎn)品。由農(nóng)機(jī)主管部門(mén)牽頭組織相關(guān)院校與科研機(jī)構(gòu)參加,并吸收有意愿的企業(yè)參與,集合產(chǎn)學(xué)研的力量實(shí)施研發(fā),盡早推出技術(shù)全面升級(jí),成本大幅下降,足以全面替代燃燒型烘干機(jī)的新一代熱泵型烘干機(jī)。
3.加大對(duì)熱泵型烘干機(jī)的補(bǔ)貼力度，特別是對(duì)于熱泵型熱風(fēng)機(jī)給予較大力度的單獨(dú)補(bǔ)貼，鼓勵(lì)現(xiàn)有燃燒燃料型烘干機(jī)改造為熱泵型烘干機(jī)，為減少污染排放改善空氣質(zhì)量和提高糧食安全做出貢獻(xiàn)。
蘇州市農(nóng)業(yè)機(jī)械有限公司陶亞平
2016/4/25
