使用加熱器和變速風(fēng)扇的平衡水分的干燥糧食的制作方法
【專利說明】
[0001] 相關(guān)申請的交叉引用
[0002] 本公開要求于2014年6月10日提交的美國臨時申請No. 62/010229的優(yōu)先權(quán)。上 述申請的全部內(nèi)容通過引用方式并入到本文中。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本公開涉及使用平衡水分空氣進(jìn)行糧食干燥的處理、系統(tǒng)和裝置。
【背景技術(shù)】
[0004] 本部分提供的關(guān)于本公開的【背景技術(shù)】信息不一定是現(xiàn)有技術(shù)。
[0005] 糧倉中的糧食可以在糧倉內(nèi)被通風(fēng)或是部分干燥或是調(diào)節(jié)。這可以通過使用平衡 水分的原理來實現(xiàn)。如果將糧食暴露在一定溫度和相對濕度（RH)的空氣中并經(jīng)過足夠長 的時間，則空氣的溫度和相對濕度將與對應(yīng)的糧食水分含量達(dá)到平衡。對于不同的糧食平 衡水分值不同。圖1給出了一個典型的平衡水分值的表。
[0006] 這樣，當(dāng)空氣處于與期望的糧食水分含量對應(yīng)的平衡水分值或是范圍內(nèi)時糧食可 以在存儲的糧倉內(nèi)被通風(fēng)或是調(diào)節(jié)。令人遺憾的是，環(huán)境空氣的相對濕度和溫度在全年內(nèi) 是變化的（圖2)。并且甚至在24小時的周期內(nèi)也是變化的（圖3)。通常，當(dāng)空氣處于期 望的平衡水分值外時，糧倉的風(fēng)扇被關(guān)閉，直至環(huán)境空氣回到期望的平衡水分值為止。這導(dǎo) 致風(fēng)扇日以繼夜、周復(fù)一周、月復(fù)一月地在開關(guān)之間循環(huán)。
[0007] 有時，糧倉具有小的加熱器用于加熱通過風(fēng)扇的環(huán)境空氣，這樣能夠?qū)⑸晕⑻幱?平衡水分值外的環(huán)境空氣轉(zhuǎn)變到平衡水分空氣。這些許延伸了糧食可以被通風(fēng)或是調(diào)節(jié)的 時間。然而，糧倉風(fēng)扇仍然是夜以繼日、周復(fù)一周、月復(fù)一月地在開關(guān)之間循環(huán)。
[0008] 隨著糧倉風(fēng)扇重復(fù)循環(huán)關(guān)閉的一個問題是無法對糧食進(jìn)行通風(fēng)或是調(diào)節(jié)，并且在 這種"關(guān)閉"周期中糧食的任何干燥面臨停滯。這也許意味著沒有足夠的時間來完全地調(diào) 節(jié)糧食以使得它在上市時處于適當(dāng)?shù)乃趾?。這也還意味著在糧食內(nèi)部的面前或是別處 處于干燥停滯時會出現(xiàn)發(fā)霉或其它問題。從而使得糧食的售價過低或被完全毀壞而根本不 適于出售。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本部分給出了本公開的總體概要，其并非本公開的全部范圍或本公開的全部特征 的完全公開。
[0010] 根據(jù)本公開的一個方面，一種平衡水分的糧食干燥系統(tǒng)包括：糧食干燥控制器，電 耦接到變速風(fēng)扇，并且電耦接到與氣室相關(guān)聯(lián)的加熱器和熱栗中的一個，以供應(yīng)空氣使得 所述空氣通過所述氣室并且通過糧倉內(nèi)的糧食。環(huán)境溫度傳感器和環(huán)境濕度傳感器可以均 被設(shè)置在所述糧倉之外并且電耦接到所述糧食干燥控制器。氣室內(nèi)部溫度傳感器和氣室內(nèi) 部濕度傳感器可以均被設(shè)置在所述氣室之內(nèi)并且電耦接到所述糧食干燥控制器。所述糧食 干燥控制器包括這樣的指令，所述指令用于在當(dāng)來自所述環(huán)境傳感器的傳感器數(shù)據(jù)指示環(huán) 境空氣處于平衡水分目標(biāo)范圍之外時的第一時期期間，與所述加熱器和熱栗中的所述一個 的操作相結(jié)合地調(diào)節(jié)所述變速風(fēng)扇的風(fēng)扇速度，以使得來自所述氣室內(nèi)部溫度傳感器的氣 室內(nèi)部溫度傳感器數(shù)據(jù)對應(yīng)于目標(biāo)平衡水分溫度。所述糧食干燥控制器包括這樣的指令， 所述指令用于在當(dāng)來自所述環(huán)境傳感器的傳感器數(shù)據(jù)指示環(huán)境空氣處于所述平衡水分目 標(biāo)范圍之外時的第二時期期間，使所述變速風(fēng)扇以預(yù)定的最小速度操作，并且由于所述變 速風(fēng)扇以及所述加熱器和熱栗中的所述一個的操作限制，所述糧食干燥控制器無法使得所 述氣室內(nèi)的空氣處于所述平衡水分目標(biāo)的范圍之內(nèi)。當(dāng)所述變速風(fēng)扇使得處于所述平衡水 分目標(biāo)的范圍內(nèi)的空氣通過所述氣室并且通過所述糧食時，所述平衡水分的糧食干燥系統(tǒng) 朝著與所述平衡水分目標(biāo)相對應(yīng)的期望的目標(biāo)糧食水分含量調(diào)節(jié)糧食的水分含量。
[0011] 根據(jù)本公開的另一個方面，提供一種操作平衡水分的糧食干燥系統(tǒng)的處理。所述 平衡水分的糧食干燥系統(tǒng)包括：糧食干燥控制器，耦接到每個變速風(fēng)扇，并且耦接到加熱器 和熱栗中的一個，以供應(yīng)空氣使得所述空氣通過氣室并且通過糧倉內(nèi)的糧食；環(huán)境溫度傳 感器和環(huán)境濕度傳感器，均被設(shè)置在所述糧倉之外；氣室內(nèi)部溫度傳感器和氣室內(nèi)部濕度 傳感器，均被設(shè)置在所述控制器之內(nèi)。所述處理包括：在當(dāng)來自所述環(huán)境傳感器的傳感器數(shù) 據(jù)指示環(huán)境空氣處于平衡水分目標(biāo)范圍之外時的第一時期期間，與操作所述加熱器和熱栗 中的所述一個相結(jié)合地調(diào)節(jié)所述變速風(fēng)扇的風(fēng)扇速度，以使得來自所述氣室內(nèi)部溫度傳感 器的氣室內(nèi)部溫度傳感器數(shù)據(jù)對應(yīng)于目標(biāo)平衡水分溫度。在當(dāng)來自所述環(huán)境傳感器的傳感 器數(shù)據(jù)指示環(huán)境空氣處于所述平衡水分目標(biāo)范圍之外時的第二時期期間，使所述變速風(fēng)扇 以預(yù)定的最小速度操作，并且由于所述變速風(fēng)扇以及所述加熱器和熱栗中的所述一個的操 作限制，所述糧食干燥控制器無法使得所述氣室內(nèi)的空氣處于所述平衡水分目標(biāo)的范圍之 內(nèi)。當(dāng)所述變速風(fēng)扇使得處于所述平衡水分目標(biāo)的范圍之內(nèi)的空氣通過所述氣室并且通過 所述糧食時，所述糧倉內(nèi)的糧食的水分含量朝著與所述平衡水分目標(biāo)相對應(yīng)的期望的目標(biāo) 糧食水分含量移動。
[0012] 根據(jù)本文提供的描述，其他應(yīng)用范圍將變得明顯。在本
【發(fā)明內(nèi)容】
部分中的描述和 特定實施例僅用于說明目的，而非用于限定本公開的范圍。
【附圖說明】
[0013] 本文描述附圖僅用于說明所選的具體實施例的目的而并非全部可能的實現(xiàn)，也不 用于限定本公開的范圍。
[0014] 圖1是三種不同糧食的平衡水分值的代表性圖表；
[0015] 圖2是一年時間期間的平衡水分值的代表性圖表；
[0016] 圖3是48小時時間期間的平衡水分值的代表性圖表；
[0017] 圖4是體現(xiàn)本公開的處理、系統(tǒng)和裝置的糧倉的簡化透視圖；
[0018] 圖5是示出了圖4的糧倉內(nèi)的具有溫度和糧食水分傳感器節(jié)點的內(nèi)部水分線纜的 簡化透視圖；
[0019] 圖6是示出了表示圖5的內(nèi)部水分線纜的控制器顯示的簡化平面圖；
[0020] 圖7是根據(jù)本公開的包括變速風(fēng)扇的系統(tǒng)的平衡水分處理的流程圖；
[0021] 圖8是根據(jù)本公開的包括變速風(fēng)扇和加熱器的系統(tǒng)的平衡水分處理的流程圖；
[0022] 圖9是根據(jù)本公開的包括變速風(fēng)扇和熱栗的系統(tǒng)的平衡水分處理的流程圖；以及
[0023] 圖10是根據(jù)本公開的包括變速風(fēng)扇和熱栗的系統(tǒng)的平衡水分處理的替換流程 圖。
[0024] 在各個附圖中對應(yīng)的附圖標(biāo)記表示對應(yīng)的部件。
【具體實施方式】
[0025] 下面將參照附圖更詳細(xì)地描述示例性實施例。
[0026] 本技術(shù)涉及糧倉存儲設(shè)備的通風(fēng)和用于控制所述通風(fēng)的方法和系統(tǒng)。糧倉存儲設(shè) 備的通風(fēng)對于保持合適的水分水平以便將糧食安全地存儲較長的時間是非常重要的。
[0027] 如本文所用的，糧倉存儲設(shè)備是指用于通常在農(nóng)場和/或商用農(nóng)業(yè)應(yīng)用中使用的 批量存儲諸如糧食之類的物品的任何大型容器。糧食或飼存儲倉存儲裝置可以是用于糧食 或飼料存儲的任何適當(dāng)?shù)臍んw。其通常包括側(cè)壁和頂部。這種倉室具有大致圓形的結(jié)構(gòu)， 包括升起的地板，以在在糧食或飼料之下創(chuàng)建氣室。該地板可以被打孔，以便空氣能從氣室 通過地板和糧食，以從糧食中去除水分和/或調(diào)節(jié)溫度。通常，對于相同量的開口面積而 言，優(yōu)選大量的小通孔而非小量的大通孔?？梢原h(huán)繞糧倉設(shè)置多個風(fēng)扇以將空氣送入送出 氣室。
[0028] 如在本文使用的，詞語糧食和飼料，無論是單獨使用或是組合使用，都是是指并且 包括本技術(shù)可用的各種田間和/或農(nóng)產(chǎn)品和原料，其示例包括但不限于：各種糧食、種子、 玉米、豆子、大米、小麥、燕麥、大麥、豆莢、馬鈴薯、堅果等等。
[0029] 熱空氣比冷空氣容納更多的水分。因此，氣溫影響干燥空氣的整體含水量。例如， 一鎊40華氏度的空氣能夠容納大約40粒度（grain)的水分，而一鎊80華氏度的空氣容納 能力成四倍的增加到大約155粒度。相對濕度也在干燥過程中起到重要的作用。例如，每 鎊100華氏度并且相對濕度為50%的空氣能夠比每鎊100華氏度且相對濕度為75%的空 氣多吸收60粒度的水分。因此要被移除的水分的量隨著所供應(yīng)的空氣的溫度和水分、以及 糧食和所供應(yīng)的空氣的溫度差而變化。
[0030] 由于存儲倉的半隔離環(huán)境和糧食堆內(nèi)在的絕緣性質(zhì)，存儲倉內(nèi)的糧食可以在一個 時期內(nèi)維持它的水分含量和溫度。已知對于給定類型的糧食，環(huán)境溫度和相對濕度決定了 平衡水分含量，這意味著如果持續(xù)放置較長的一段時間，糧食的水分含量將平衡到該溫度 和相對濕度的狀況。該平衡水分含量既能從已知值的表中確定，也能從接近這樣的表中的 數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)公式確定。本技術(shù)通過處理控制器，使得各種糧食的這種信息可用。