CN102523846B - 一种适用于种子长期保存的安全干燥方法及干燥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种适用于种子长期保存的安全干燥方法及干燥装置，本发明通过对种子预干燥、预热、干燥、缓苏、包装等5个步骤，将种子含水量安全降至5-7％，并迅速密封保存在种子盒或者种子袋中，便于下一步的低温保存。本发明还提供了一种与该干燥方法配套的干燥装置，通过对干燥间、干燥箱、制冷机、除湿机和温湿控制器等主要仪器设备的合理布局与利用，优化了干燥进程，提高了干燥效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种适用于种子长期保存的安全干燥方法及干燥装置，属于种子干燥技术领域。
背景技术
新收获的种子含水量高达25％～45％，种子呼吸强度大，释放热量和水分多，易导致厌氧呼吸、霉变和昆虫活动繁殖等，降低种子质量，故而必须及时将种子干燥。所以，干燥是农作物种子安全保存的必要条件之一。种子干燥的方法通常有自然干燥和人工干燥两类：自然干燥是利用日光曝晒、通风和摊晾等方法降低种子水平，自然干燥受气候条件影响较大，不适于大批量种子生产；人工干燥是通过提高空气的温度改变种子中水分与空气相对湿度的平衡关系，从而降低种子含水量。
当前，种子公司生产中主要通过干燥机械人工干燥种子，通常使用连续式粮食干燥机(GB/T 16714-1996)和批式循环谷物干燥机(JB/T 10268-2001)大批量干燥种子，生产效率为1.5～50t/h。目前已公开的发明专利或实用新型专利，如：中国专利CN201740347U(一种种子脱水干燥设备)、CN201583111U(牧草种子干燥装置)、CN101504246(采用太阳能热风吹送系统的塔式螺旋种子干燥设备)、CN2749290(无籽西瓜种子干燥机)、CN2664411(有辐射反射器的种子干燥器)等等，均基于高温、快速、大批量干燥种子为目的，使之满足粮食作物种子强制质量标准。《GB 4404.1-2008》和《GB 4404.2-2010》中强制规定了我国粮食作物种子含水量的最高值，其中：粳稻14.5％，灿稻、小麦、玉米、大麦、高粱、谷黍、绿豆、红小豆均为13％，棉花、大豆、蚕豆为12％，花生10％，油菜、向日葵、芝麻为9％。在上述含水量标准下，种子保存期为1-2年。
种子长期保存是农作物种质资源保存的重要途径之一，一般要求保存期10年以上，联合国粮农组织和国际植物遗传资源委员会制定的长期保存种子的条件是5％～7％的含水量和-18～-25℃的贮藏温度，当今世界各国种质资源库普遍采用此标准。与当前种子生产过程中的干燥相比，按长期保存要求干燥的种子有以下特点：品种繁多、净度高(不低于99％)、生活力强(发芽率不低于90％)、保存数量少(小粒种子2-300g、中粒种子300-500g、大粒种子500-1200g)等。如果使用当前种子生产中的高温、快速、大批量干燥方法与设备，当使种子含水量在降至7％以下时，种子发芽率也将降至50％以下。由此可见，现有的种子干燥方法与设备无法满足种子长期保存的要求，而且种子的发芽率也会明显降低。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种适用于种子长期保存的安全干燥方法。
本发明还提供一种适于上述干燥方法的干燥装置。
技术术语解释：
空气相对湿度：即空气中所含水蒸气量与其空气相同情况下饱和水蒸气量的质量百分比。
缓苏：干燥后的物料贮存一段时间，使物料内部进行湿热交换使其湿度均化的过程。
本发明的技术方案如下：
一种适用于种子长期保存的安全干燥方法，包括步骤如下：
1)预干燥
将种子置于空气相对湿度低于30％的环境内干燥，至种子含水量13-14wt％；
2)预热
将预干燥后的种子进行预热：预热温度为30-40℃，预热时间为1-3h；
3)干燥
利用干燥空气对预热后的种子进行干燥，至种子含水量5-7wt％，所述干燥空气的温度为15-25℃，干燥空气的空气相对湿度为8-14％，干燥空气流量为0.2-0.4m3/h；
4)缓苏
将干燥后的种子在温度为15-25℃，空气相对湿度为8-14％的环境中缓苏1-3h；
5)包装
将种子在空气相对湿度低于30％、温度为15-25℃的环境内进行密封包装。
步骤1)中所述对种子进行预干燥前，先将种子装入透气的尼龙网袋或纸袋中，每个尼龙网袋或纸袋内装种子量为2-1200g，将装好的种子堆叠起来，所述堆叠的层数小于5层。
优选的，所述的纸袋用纸为80g/m2的牛皮纸。
采用本发明上述干燥方法对种子进行干燥的干燥装置，该装置包括干燥间、干燥箱、空气管道、制冷机和除湿机；所述制冷机设置有蒸发器；所述的干燥箱通过空气管道串联制冷机和除湿机形成闭合空气流动回路；所述的干燥间通过空气管道串联除湿机形成闭合空气流动回路；所述的制冷机和除湿机之间设置有温湿控制器分别对制冷机和除湿机进行控制；所述的干燥箱内设置有加热源，干燥箱的加热温度范围是5-65℃；所述干燥箱设置有进气口和出气口，在进气口和出气口处分别设置有阀门；在干燥间的进气口处设置有阀门。
在干燥箱的进气口处设置有阀门，可以通过控制气流大小调节干燥箱内的湿度；干燥间进气口处设置有阀门，可以通过控制气流大小调节干燥间内的湿度。
本发明所述干燥装置的工作过程：
1)将种子置于空气相对湿度低于30％的干燥间内预干燥至种子含水量13-14wt％；
2)将预干燥后的种子置于干燥箱内进行预热：预热温度为30-40℃，预热时间为1-3h；
3)在干燥箱内利用干燥空气对预热后的种子进行干燥，所述干燥空气的温度为15-25℃，干燥空气的空气相对湿度为8-14％，干燥空气流量为0.2-0.4m3/h，干燥至种子含水量5-7wt％；
4)使干燥后的种子在干燥箱内缓苏1-3h，干燥箱内的温度15-25℃，空气湿度为8-14％；
5)将缓苏后的种子在空气相对湿度低于30％、温度为15-25℃的干燥间内进行密封包装。
本发明的优良效果如下：
本发明根据种子长期保存的技术特点，通过预干燥、预热、干燥、缓苏、包装等5个步骤，将种子含水量安全降至5-7％，并迅速密封保存在种子盒或者种子袋中，便于下一步的低温保存。在此基础上，本发明提供与该干燥方法配套的干燥装置，通过对干燥间、干燥箱、制冷机、除湿机和温湿控制器等主要仪器设备的合理布局与利用，优化了干燥进程，提高了干燥效率。
附图说明
图1是适用于种子长期保存的干燥装置的结构示意图。
其中，1、阀门；2、干燥箱；3、阀门；4、空气通道；5、阀门；6、干燥间；7、除湿机；8、蒸发器；9、制冷机；10、温湿控制器；11、空气通道；图中箭头标表示空气气流方向。
具体实施方式
下面结合实施例和说明书附图对本发明做详细的说明，但不限于此。实施例中的含水率均为质量百分比。
实施例1和2分别是对水稻种子和玉米种子做的干燥处理。种子含水量测定采用GB/T3543.6农作物种子检验规程——水分测定方法，种子发芽率测定采用GB/T3543.4农作物种子检验规程——发芽试验方法。
实施例3是分别对实施例1和2所述种子干燥所使用的干燥装置，其中，制冷机使用谷轮ZB21Q涡轮式制冷压缩机3HP和克莱特斯蒸发器DL-15，除湿机使用Proflute转轮除湿机M120，温湿控制器使用日本岛电温湿控制器SR90，干燥箱使用Thermo培养箱6LM。
实施例1
该实施例所要干燥的种子为水稻种子：水稻种子的品种为圣稻301，重量250g，含水量16.2％。
一种适用于水稻种子长期保存的安全干燥方法，方法步骤如下：
1)预干燥
将种子置于空气相对湿度低于30％的环境内干燥，至种子含水量13.4wt％；步骤1)中所述对种子进行预干燥前，先将种子装入透气的尼龙网袋或纸袋中，每个尼龙网袋或纸袋内装种子量为250g，将装好的种子堆叠起来，所述堆叠的层数为4层；所述的纸袋用纸为80g/m2的牛皮纸；
2)预热
将预干燥后的种子进行预热：预热温度为35℃，预热时间为2h；
3)干燥
利用干燥空气对预热后的种子进行干燥，至种子含水量6.4wt％，所述干燥空气的温度为18-22℃，干燥空气的空气相对湿度为8-10％，干燥空气流量为0.2m3/h；
4)缓苏
将干燥后的种子在温度为20℃，空气相对湿度为8-10％的环境中缓苏1h；
5)包装
将种子在空气相对湿度低于30％、温度为18℃的环境内进行密封包装。
实施例2
该实施例所要干燥的种子为玉米种子：玉米种子品种为郑单958，重量500g，含水量15.7％。
一种适用于玉米种子长期保存的安全干燥方法，方法步骤如下：
1)预干燥
将种子置于空气相对湿度低于30％的环境内干燥，至种子含水量13wt％；步骤1)中所述对种子进行预干燥前，先将种子装入透气的尼龙网袋或纸袋中，每个尼龙网袋或纸袋内装种子量为500g，将装好的种子堆叠起来，所述堆叠的层数为4层；所述的纸袋用纸为80g/m2的牛皮纸；
2)预热
将预干燥后的种子进行预热：预热温度为35℃，预热时间为3h；
3)干燥
利用干燥空气对预热后的种子进行干燥，至种子含水量6.8wt％，所述干燥空气的温度为18-22℃，干燥空气的空气相对湿度为8-10％，干燥空气流量为0.2m3/h；
4)缓苏
将干燥后的种子在温度为20℃，空气相对湿度为8-10％的环境中缓苏1h；
5)包装
将种子在空气相对湿度低于30％、温度为20℃的环境内进行密封包装。
实施例3
一种利用实施例1-2所述干燥方法对种子进行干燥的干燥装置，该装置包括干燥间6、干燥箱2、空气管道4、11、制冷机9和除湿机7；所述制冷机9设置有蒸发器8；所述的干燥箱2通过空气管道4串联制冷机9和除湿机7形成闭合空气流动回路；所述的干燥间6通过空气管道11串联除湿机7形成闭合空气流动回路；所述的制冷机9和除湿机7之间设置有温湿控制器10分别对制冷机9和除湿机7进行控制；所述的干燥箱2内设置有加热源，所述的干燥箱2的加热温度范围是5-65℃；所述干燥箱2设置有进气口和出气口，在进气口处设置有阀门3，在出气口处设置有阀门1；在干燥间6的进气口处设置有阀门5，空气沿空气气流方向在闭合空气流动回路中流动，通过制冷机9调节空气的温度，通过除湿机7调节空气的湿度，当空气流过干燥间6或干燥箱2时，分别调控各自空间内的温度和湿度，进而实现对种子干燥。
对比例1：采用自然干燥方法对水稻种子进行干燥，所述水稻种子的品种、重量、含水量均与实施例1完全相同：2011年9月28日对所述水稻种子开始自然干燥，将水稻种子平摊与晒种场内，每天晾晒时间为8:00am-17:00pm，通过GB/T3543.6中规定的检测标准对实施例1和对比例1的种子含水量进行对比：参见表1的“最终含水量％”；通过GB/T3543.4中规定的检测标准对实施例1和对比例1的种子发芽率进行对比：参见表1的“最终发芽率％”。
对比例2：采用自然干燥方法对玉米种子进行干燥，所述玉米种子的品种、重量、含水量均与实施例2完全相同：2011年9月28日对所述玉米种子开始自然干燥，将玉米种子平摊与晒种场内，每天晾晒时间为8:00am-17:00pm，通过GB/T3543.6中规定的检测标准对实施例2和对比例2的种子含水量进行对比：参见表1的“最终含水量％”；通过GB/T3543.4中规定的检测标准对实施例2和对比例2的种子发芽率进行对比：参见表1的“最终发芽率％”。
表1
由表1可以看出，实施例1-2均可将水稻种子和玉米种子降至安全含水量5％-7％，而且分别比对比例1、2低3.4和4.5个百分点。在干燥过程中，对比例1-2的发芽率仅降低了0.8和1.1个百分点，而对比例1和2的发芽率分别降低了6.1和7.4个百分点，而且经自然干燥后，对比例1、2的发芽率均低于90％。由此可见，本发明的干燥方法及干燥装置，可将种子含水量安全降至5％-7％，可适用于种子的长期保存。
对比例3是采用实施例1和实施例3的方法对水稻种子进行干燥，所述水稻种子的品种、重量、含水量均与实施例1完全相同，除将步骤2)的预热温度调整为45℃以外，其他条件与实施例1和实施例3完全相同。通过GB/T3543.6中规定的检测标准对实施例1和对比例3的种子含水量进行对比：参见表2的“最终含水量％”；通过GB/T3543.4中规定的检测标准对实施例1和对比例3的种子发芽率进行对比：参见表2的“最终发芽率％”。
表2
由表2可以看出，对比例3和实施例1的最终含水量均降至安全含水量5％-7％，并且，两者的最终含水量仅相差0.2个百分点，两者差异并不明显。但是，对比例3的最终发芽率却比实施例1降低了5.9个百分点，低于90％。进一步说明，本发明可将种子含水量安全降至5％-7％，可适用于种子的长期保存，而对比例3却因为采用了偏高的预热温度从而影响了水稻种子的最终发芽率。
对比例4是采用实施例1和实施例3的方法对水稻种子进行干燥，所述水稻种子的品种、重量、含水量均与实施例1完全相同，除将步骤3)的干燥空气的相对湿度调整为18-20％RH以外，其他条件与实施例1和实施例3完全相同。通过GB/T3543.6中规定的检测标准对实施例1和对比例4的种子含水量进行对比：参见表3的“最终含水量％”；通过GB/T3543.4中规定的检测标准对实施例1和对比例4的种子发芽率进行对比：参见表3的“最终发芽率％”。
表3
由表3可以看出，对比例4和实施例1的最终发芽率仅相差0.3个百分点，两者差异并不明显。但是，对比例4的最终含水量为7.9％，大于7％，未降至安全含水量5％-7％。进一步说明，本发明可将种子含水量安全降至5％-7％，可适用于种子的长期保存，而对比例4却因为采用了偏高的干燥空气湿度从而影响了水稻种子的最终含水量。
Claims (5)
1.一种适用于种子长期保存的安全干燥方法，其特征在于，该方法包括步骤如下：
1）预干燥
将种子置于空气相对湿度低于30%的环境内干燥，至种子含水量13—14wt%；
2）预热
将预干燥后的种子进行预热：预热温度为30-40℃，预热时间为1-3h；
3）干燥
利用干燥空气对预热后的种子进行干燥，至种子含水量5—7wt%，所述干燥空气的温度为15-25℃，干燥空气的空气相对湿度为8-14%，干燥空气流量为0.2-0.4m3/h；
4）缓苏
将干燥后的种子在温度为15-25℃，空气相对湿度为8-14%的环境中缓苏1-3h；
5）包装
将种子在空气相对湿度低于30%、温度为15-25℃的环境内进行密封包装。
2.根据权利要求1所述的一种适用于种子长期保存的安全干燥方法，其特征在于，步骤1）中所述对种子进行预干燥前，先将种子装入透气的尼龙网袋或纸袋中，每个尼龙网袋或纸袋内装种子量为2-1200g，将装好的种子堆叠起来，所述堆叠的层数小于5层。
3.根据权利要求2所述的一种适用于种子长期保存的安全干燥方法，其特征在于，所述的纸袋用纸为80g/m2的牛皮纸。
4.一种如权利要求1所述干燥方法所专用的干燥装置，该装置包括干燥间、干燥箱、空气管道、制冷机和除湿机；所述制冷机设置有蒸发器；所述的干燥箱通过空气管道串联制冷机和除湿机形成闭合空气流动回路；所述的干燥间通过空气管道串联除湿机形成闭合空气流动回路；所述的制冷机和除湿机之间设置有温湿控制器分别对制冷机和除湿机进行控制；所述的干燥箱内设置有加热源，干燥箱的加热温度范围是5-65℃；所述干燥箱设置有进气口和出气口，在进气口和出气口处分别设置有阀门；在干燥间的进气口处设置有阀门。
5.如权利要求4所述的干燥装置，其特征在于，所述干燥装置的工作过程如下：
1）将种子置于空气相对湿度低于30%的干燥间内预干燥至种子含水量13—14wt%；
2）将预干燥后的种子置于干燥箱内进行预热：预热温度为30-40℃，预热时间为1-3h；
3）在干燥箱内利用干燥空气对预热后的种子进行干燥，所述干燥空气的温度为15-25℃，干燥空气的空气相对湿度为8-14%，干燥空气流量为0.2-0.4m3/h，干燥至种子含水量5—7wt%；
4）使干燥后的种子在干燥箱内缓苏1-3h，干燥箱内的温度15-25℃，空气湿度为8-14%；
5）将缓苏后的种子在空气相对湿度低于30%、温度为15-25℃的干燥间内进行密封包装。
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