我國作為世界上最大的糧食生產(chǎn)國與消費國，糧食安全是關系到國家戰(zhàn)略安全的重大問題。然而，我國年產(chǎn)糧食超5億 t，但每年因氣候等原因來不及干燥、 干燥不及時或未達到儲藏水分要求而造成霉變、發(fā)芽的糧食高達5%。 日本、美國等發(fā)達國家的糧食烘干機械化水平達到95%以上，我國糧食烘干機械化不足10%，發(fā)展明顯滯后。 糧食烘干機械化水平低， 傳統(tǒng)的晾曬方式又無法滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展需要，導致我國糧食產(chǎn)后損失巨大。
國家推進的糧食產(chǎn)后服務中心等優(yōu)質(zhì)糧食工程建設，旨在保證糧食質(zhì)量安全和數(shù)量安全。 干燥對提高糧食儲藏穩(wěn)定性、保證糧食品質(zhì)、減少糧食產(chǎn)后損失、保障食品加工質(zhì)量有著重要意義，將糧食干燥作為糧食產(chǎn)后服務體系建設中的重要環(huán)節(jié)， 也是保證國家糧食安全的重要措施之一。
本文對目前我國糧食機械干燥技術的研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)歸納， 并對糧食干燥技術未來的發(fā)展趨勢進行了探討。
1、 糧食干燥技術現(xiàn)狀
1.1 自然晾曬
通過自然晾曬將糧食水分降低至安全儲藏水分以下，這是我國傳統(tǒng)糧食干燥方法，它具有耗能低、污染低、操作簡單及因地制宜等特點，但只適用于部分小農(nóng)戶和基層糧站使用， 且此方法受自然天氣影響較大，效率低、費時費力，顯然已不適合現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展需求。
1.2 熱風干燥技術
熱風干燥是傳統(tǒng)的機械干燥方式， 也是目前使用最廣泛的糧食干燥技術， 它通過加熱的干燥介質(zhì)（如空氣、惰性氣體、其它氣體等）流動經(jīng)過糧層除去水分的干燥方法，其因設備成本低、易操作、適應性強、快速干燥等特點被廣泛使用。但近些年隨著國家綠色環(huán)保政策的變化和市場對優(yōu)質(zhì)糧食的追求，熱風干燥技術的不足逐漸凸顯：出風溫度高、干燥不均勻、 干燥速度快等造成干燥后的糧食出現(xiàn)變色、變 形、甚至結(jié)塊等現(xiàn)象，已不符合現(xiàn)代糧食對高品質(zhì)糧食的要求； 干燥能源的利用率和轉(zhuǎn)化率較低造成能源浪費，污染物排放高、環(huán)境污染嚴重，已不符合節(jié)能環(huán)保的要求；且工作中勞動強度大，揚塵嚴重、環(huán)境惡劣，不符合環(huán)保、衛(wèi)生要求。 隨著國家環(huán)保政策頒布與實施，這種以秸稈、煤炭等為主要能源的干燥技術將會逐漸被其它方式取代。
1.3 熱泵干燥技術
熱泵是消耗少量低品位熱能來制取大量高品位熱能的高效制熱系統(tǒng)。 熱泵與常規(guī)的干燥設備一起組成熱泵干燥裝置，在熱泵干燥裝置運行過程中，從干燥設備排出的廢氣先被熱泵的蒸發(fā)器降溫除濕，之后被冷凝器加熱升溫后再進入干燥設備循環(huán)利用，熱泵烘干技術具有能源消耗少、環(huán)境污染小、烘干品質(zhì)高和適用范圍廣等優(yōu)點， 其優(yōu)異的節(jié)能效果已被國內(nèi)外的各種試驗研究證明。
近些年， 我國熱泵干燥技術的研究主要集中在中草藥、果蔬、水產(chǎn)等應用上，但從2017年12月，國家發(fā)改委聯(lián)合十余部門發(fā)布禁煤政策并推廣落實后， 以煤炭為主要能源的傳統(tǒng)干燥技術將逐漸被取締，熱泵干燥技術以其精準的溫度控制，確保了糧食烘干后的品質(zhì)， 成為糧食干燥技術領域關注和研究的焦點。在糧食干燥領域，熱泵干燥技術主要集中在小批量的糧食種子的干燥上， 目前在規(guī)模化糧食干燥方面的研究還未取得實際性進展。
1.4 太陽能干燥技術
太陽能干燥技術是利用太陽能輻射加熱某種流體（如空氣等），然后將此流體直接或間接與待干燥的高水分糧食接觸， 在熱量傳遞過程使糧食中部分水分汽化、帶走，此技術既能使糧食得以干燥，又能循環(huán)利用流體中的熱能；它采用的太陽能是綠色能源，不僅可以節(jié)約成本、降低污染，由于干燥介質(zhì)的溫度高，還能起到殺蟲和滅菌的作用，且在干燥品質(zhì)上與傳統(tǒng)的干燥技術相比產(chǎn)品色澤有較大改觀。
太陽能干燥技術具有清潔、 廉價等特點， 屬于“綠色”干燥技術，但是太陽能技術受氣候影響、地域限制，干燥周期長、一次性投資較大等原因?qū)е缕渫茝V受限。 近些年太陽能干燥技術的研發(fā)為有效利用太陽能進行干燥作業(yè)提供了更多可行性。 太陽能干燥技術經(jīng)常結(jié)合其他干燥設備一起組合使用效果更加顯著，如太陽能和熱泵干燥裝備的結(jié)合。
1.5 微波干燥技術
微波是一種高頻電磁波， 頻率為300～300000MHz，其波長為1mm～1m。微波干燥是一種新型的干燥方式， 其原理是通過高頻振蕩的電磁波穿透糧食，微波被待干燥的糧食吸收后，將其所攜帶的能量在內(nèi)部轉(zhuǎn)化為熱能，從而對糧食進行脫水干燥，它直接采用電磁波加熱，無需傳熱介質(zhì)，直接加熱到物體內(nèi)部且其熱傳導方向與水分擴散方向相同， 因此具有升溫快、干燥均勻及效率高等特點。
微波干燥技術由于能實現(xiàn)精準的自動化控制，其研究及應用在各個干燥領域越來越受到重視。 我國現(xiàn)階段對微波干燥的研究主要集中在食品、藥品、醫(yī)藥原料的干燥、殺菌和消毒方面，在糧食干燥領域也進行了基礎研究，但是微波干燥技術投資大、耗能高、成本高、易過度干燥等技術缺陷也限制其大規(guī)模推廣應用。
1.6 紅外線干燥技術
紅外線干燥技術是利用紅外線輻射使糧食中的水分汽化的一種干燥技術。 它利用水分子對紅外線有特別親和力的特點，可以直接作用在糧食上，深入糧食內(nèi)部，使內(nèi)外同時加熱，快速除去糧食中的結(jié)合水。 紅外線干燥具有能量利用率高、干燥時間短、品質(zhì)效果好、環(huán)保等優(yōu)點。
采用紅外線技術干燥農(nóng)作物是近些年的研究成果，不同作物對紅外的吸收具有選擇性，如紅外輻射器光譜與被干燥糧食吸收的光譜匹配良好， 才能達到較好的干燥品質(zhì)， 目前針對干燥農(nóng)作物的紅外輻射器還較少，且紅外輻射熱傳質(zhì)過程較復雜，具體采取什么樣合適波段紅外線進行糧食干燥作業(yè)是紅外線糧食干燥技術大規(guī)模推廣應用需要解決的難點。
1.7 組合式干燥技術
近些年，為實現(xiàn)保質(zhì)、高效、節(jié)能的干燥效果，根據(jù)不同物料的干燥特性， 將兩種或多種干燥技術進行結(jié)合使用，實現(xiàn)不同的干燥技術之間的優(yōu)勢互補，即組合式干燥技術，從而實現(xiàn)資源的充分利用。如太陽能-熱泵干燥技術，真空-微波干燥技術，真空-熱風干燥技術等。
2 、糧食干燥技術應用現(xiàn)狀與存在的問題
目前我國糧食干燥領域大多采用鏈條式爐排干燥設備，但這種設備的缺點較多，據(jù)2019年糧食干燥設備的不完全統(tǒng)計，我國干燥設備的熱效率低，綜合利用率小于75%；燃盡率小于85%，煤耗高；熱損失大、啟停周期長、溫控波動范圍較大、換熱系統(tǒng)故障率高，需定期清理、勞動強度大、煙塵排放嚴重超
標，且無法確保糧食干燥后的品質(zhì)。
2.1 能源效率低
我國現(xiàn)存的干燥設備單位能耗大， 發(fā)達國家谷物干燥每降1kg水需要耗能3 344~4598kJ， 而我國的這一指標則為5000~8000kJ， 糧食干燥設備節(jié)能減排技術有較大改進空間。
2.2 干燥設備不足
隨著我國環(huán)保政策的落實，以燃燒煤炭、秸稈等為能源的干燥設備或者進行環(huán)保升級改造或者逐漸被市場淘汰，現(xiàn)存干燥設備數(shù)量不足，新研發(fā)的干燥技術及設備大都處在實驗研發(fā)階段， 有些設備在不斷升級優(yōu)化的同時， 未能及時將新技術新產(chǎn)品進行生產(chǎn)實踐應用。
糧食干燥機械設備整體結(jié)構(gòu)粗獷化， 設備選用材料范圍過于寬泛。且干燥設備機型較為單一，缺乏經(jīng)濟適用的通用機型， 一臺烘干機不能同時滿足多個作物品種的干燥需求，設備利用率低，不能實現(xiàn)一機多用。
2.3 干燥技術缺乏
糧食干燥技術經(jīng)過近些年的快速發(fā)展取得了巨大進步，糧食干燥技術體系也逐步趨于成熟，但與國外糧食干燥技術存在不小的差距， 還存在著如干燥加工工藝指導匱乏，干燥產(chǎn)品品質(zhì)良莠不齊，不能滿足人民對高品質(zhì)生活的追求；如溫濕度自動控制系統(tǒng)、糧食水分的在線自動檢測系統(tǒng)穩(wěn)定性差，靈敏精度不夠等亟待解決的諸多問題。
3 、糧食干燥技術展望
糧食干燥技術的發(fā)展保證了糧食干燥品質(zhì)，實現(xiàn)了糧食干燥的智能化精準控制， 煙塵排放達到國家環(huán)保排放標準， 也是為國家生態(tài)環(huán)境建設及糧食產(chǎn)后服務中心等優(yōu)質(zhì)糧食工程建設提供了強有力技術支撐。因此，我國糧食干燥技術有以下發(fā)展趨勢：
3.1 基礎研究
經(jīng)過多年發(fā)展， 我國在糧食干燥應用技術的研究很多已達到國際先進水平。但是，干燥理論基礎研究明顯落后于應用技術研究， 熱質(zhì)傳遞機理研究深度不足，如科研人員一般通過測定糧食表面的信息開展理論模型研究， 倘若能準確地測定干燥過程中糧食內(nèi)部溫度、 水分等變化信息方面開展干燥理論研究和試驗研究， 勢必改善干燥理論滯后于應用的現(xiàn)狀，也能推進干燥技術的研究和應用。
3.2 技術改進
融合前沿科技技術， 精準控制干燥過程中的溫度、水分等參數(shù)變化，研制生產(chǎn)出質(zhì)量更好、使用可靠、操作簡便及經(jīng)濟適用“一機多用”的機型，推動干燥設備向智能化、自動化、標準化及產(chǎn)業(yè)化的方向發(fā)展，也是未來糧食干燥技術主要的研究方向之一。
3.3 清潔能源的利用
按照我國治理環(huán)境的總體要求， 干燥能源利用趨向于低碳、環(huán)保、可再生的清潔能源。隨著全世界范圍內(nèi)一次能源的快速消耗并逐漸面臨枯竭， 尋找和發(fā)展可再生清潔能源將成為中國乃至全球能源發(fā)展的必然趨勢。
4 、結(jié)語
隨著我國現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人們對優(yōu)質(zhì)生活的追求，環(huán)保、節(jié)能、高效及高質(zhì)也成為現(xiàn)代糧食干燥技術的追求目標， 現(xiàn)在干燥技術設備及工藝還不能完全滿足我國糧食干燥技術發(fā)展的需求， 因此改進烘干工藝、提升控制技術、實現(xiàn)節(jié)能減排、降低烘干成本、減少環(huán)境污染、提高干燥效率及保證糧食干燥品質(zhì)是我國糧食干燥技術急需解決的問題。
