Tom Dorn, UNL扩展教育者

许多粮食生产者在农场有粮食干燥和储存设施。大多数有一个以上的仓配备了一个大容量的通风风扇(超过1立方厘米/立方米的容量)，许多有能力添加补充热量的空气通过谷物之前，以减少干燥时间。

干燥谷物所需的时间是必须从谷物中除去的水分量的函数，通过谷物的气流速率(每分钟每蒲式耳立方英尺，cfm/bu)和进来的空气的特性(温度和相对湿度)。风机通过颗粒的气流是风机性能曲线(cfm vs静压)和气流阻力曲线(静压vs颗粒深度)相互作用的结果。

为了研究分层灌装干燥桶的优势，我们进行了数学分析，以替代常规做法，即在灌装下一个桶之前完全灌装一个桶。在每个系统下评估四个场景。场景包括

1. 使用自然空气(假设60°F和50%的相对湿度)，
2. 把周围的空气加热到华氏80度，
3. 加热到95华氏度，然后
4. 加热到110华氏度。

在分析中，假设当田间的玉米含水量达到20%时就开始收割。在第一天填充仓的模拟中，仓内的整个谷物质量被假设为20%的水分。对于分层填充料仓的场景，假定每次添加料仓容量的四分之一。一旦经过谷物的空气有足够的时间带走前一层中多余的水分，就会添加下一层。在等待桶中前一层添加的玉米水分达到15.5%时，假设田间站立玉米的含水量每天下降0.25个百分点。

表1显示指定料仓(1)按四等分填充时，指定风机型号的预期气流(cfm和cfm/bu)。18英尺的粒深表示第1天装仓时整个干燥时间的性能以及层干燥时添加第4层粒后的性能。

该模拟计算了每次将新颗粒添加到料仓(满料仓或每一层)中除去多余水分的时间。风机运转所需电量是根据所需马力(表1)和除去多余水分的操作时间。丙烷的消耗是基于将环境空气焓改变到指定温度所需的btu，考虑到在每种情况下通过颗粒的空气的特定体积。在所有情况下，目标平均含水量为15.5%。仿真结果总结在表2．

当分层干燥时，干燥时间和电能的优势来自于推动空气通过较浅的颗粒深度时静压的降低。静压越低，风机产生的气流(cfm)就越高。当桶被部分装满时，里面的蒲式耳就会减少。因此，减少谷物深度可以通过更少的蒲式耳获得更大的cfm，从而在干燥前三层时获得更高的每蒲式耳(cfm/bu)风流率，而不是在第1天填满整个料仓。在这种特殊的风扇模型和料仓情况下，在颗粒深度为13.5英尺时，马力达到峰值，然后在料仓满时略有回落(表1)．因此，填充层减少了干燥时间，因为更大的平均气流和降低成本，因为较低的平均电力消耗每小时。

可以在使用的各种场景之间进行比较表3和表4．值得注意的是，当比较成本最低的方案和成本最高的方案时，每蒲式耳去除水分的每点能源成本增加了5.4倍表4(0.504和2.714)。比较这两种情况下的干燥时间(表3)显示，与最昂贵的方法相比，最便宜的干燥方法的干燥时间增加了2.6倍(221小时vs 85小时)。值得注意的是，能源消耗增加的百分比是干燥时间减少百分比的两倍多。

表3。与第一天就把桶装满相比，分层干燥的优点

表4。干燥能源成本-每蒲式耳去除的水分每分美分。

该干了，hr

分层烘干节省时间

干燥的能源成本*

与第1天填充桶相比，层干燥节省了能源成本

空气温度

第一天填满

填充层

与第1天填充相比，干燥层节省能源成本

场景

完整的本,

层

节省时间、人力资源

节省时间,%

完整的本

层

自然空气,60°F

0.794 /点/蒲式耳

0.504 /点/蒲式耳

0.294 /点/蒲式耳

自然

350

221

129

36.9%

294美元

185美元

109美元

37%

80°F

2.224 /点/蒲式耳

1.944 /点/蒲式耳

0.284 /点/蒲式耳

80°F

156

113

43

27.6%

825美元

720美元

105美元

13%

95°F

2.564 /点/蒲式耳

2.344 /点/蒲式耳

0.224 /点/蒲式耳

95°F

106

79

27

25.5%

948美元

867美元

81美元

9%

110°F

2.714 /点/蒲式耳

2.524 /点/蒲式耳

0.194 /点/蒲式耳

110°F

85

65

20.

23.5%

1003美元

935美元

68美元

7%

*电能成本假设为0.08美元/千瓦时，丙烷成本假设为2.00美元/加仑 注意干燥时间和成本差异时，增加热量的空气。还要注意，与第一天填充相比，分层填充可以节省时间和成本。