新疆鮮杏干制加工機械的研究現(xiàn)狀

史增錄 張絹 張學(xué)軍 鄢金山 康秀生 李超新

摘要 介紹了新疆鮮杏干制加工機械的研究現(xiàn)狀，根據(jù)現(xiàn)狀分析了存在的問題。提出了加強干燥基礎(chǔ)理論的研究；將干制加工工藝與加工機械相結(jié)合，提高干制加工機械自動化、智能化控制的程度；設(shè)計時綜合考慮制干效率、加工品質(zhì)、節(jié)能減排、環(huán)境保護和充分的利用產(chǎn)地自然環(huán)境優(yōu)勢等因素提高設(shè)備的實際應(yīng)用效率，為開展鮮杏干制加工機械的設(shè)計研究提供了有價值的參考數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞 鮮杏；干制加工機械；研究現(xiàn)狀

中圖分類號 S233.5 文獻標識碼 A 文章編號 0517-6611（2014）31-11177-03

Research Status of Xinjiang Fresh Apricots Dried Processing Machinery

SHI Zenglu1，2， ZHANG Juan1，2， ZHANG Xuejun1，2 et al

（1. College of Mechanical and Traffic， Xinjiang Agricultural University， Urumqi， Xinjiang 830052； 2. Laboratory for Agricultural Engineering Equipment Innovative Design of Xinjiang， Urumqi， Xinjiang 830052）

Abstract The research status of Xinjiang fresh apricots dried processing machinery was introduced， the existing problems were analyzed. Enhancing the basic theory research of drying was put forward， combined the drying process and processing machinery， improved the dried processing machinery automation， intelligent control system. Overall consideration factors such as dried efficiency， processing quality， energy conservation and emissions reduction， environmental protection， and fully take advantage of origin of the natural environment， in order to provide technical basis for the research on fresh apricots dried processing mechanical design.

Key words Fresh apricots； Dried processing machinery； Research status

杏是薔薇科落葉喬木植物，原產(chǎn)于中國，已有3 000多年的栽培歷史^[1]。杏的果實風(fēng)味甜美、酸甜適口，且含有大量的微量元素和人體所必須的維生素及無機鹽類，具有很高的營養(yǎng)價值，杏已成為新疆的知名特色林果。但其成熟期集中，易腐爛變質(zhì)，不易貯藏，鮮杏的銷售貨架期僅有3～5 d，其不耐貯藏性，制約了杏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展^[2]。

據(jù)新疆2013年統(tǒng)計年鑒統(tǒng)計，新疆林果種植面積達100多萬hm2，其中杏種植面積達18.99萬hm2，占總種植面積的18.9%，杏的種植面積僅次于紅棗排第二，而林果總產(chǎn)量達736.74萬t，杏的產(chǎn)量為173.36萬t，占總產(chǎn)量的23.53%，杏的產(chǎn)量排第一^[3]。由于杏的成熟期集中，且在常溫下的貯藏時間短，使鮮杏的干制加工成為減少產(chǎn)后損失，增加農(nóng)民收入的重要手段。因此，開展鮮杏干制加工的研究，對促進新疆特色林果產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，提升果品品質(zhì)具有重要意義。

1 鮮杏干制加工的概況

杏的采收期短，在成熟季節(jié)因鮮食和加工能力有限，通常造成原料階段性過剩。除栽培不同杏品種 延長采收期外，可采用貯藏保鮮和半成品保藏的方法來保藏鮮杏^[4]。但冷藏成本較高，因此常采用半成品保藏的方法，包括鹽腌貯存、防腐劑貯存、干制法貯存、冷凍貯存和無菌大罐貯存等^[5]。而新疆甜杏干因其色黃、味甜、肉質(zhì)厚等優(yōu)良口感，而受到消費者青睞，每年約有70%的鮮杏用于晾制杏干^[6]，新疆已成為我國批量生產(chǎn)杏干的省區(qū)。

新疆憑借著太陽輻射量多，光熱資源充足等良好的自然干制條件，常期采用硫處理后加上自然晾曬的方式進行杏的干制加工，其加工工藝流程為：鮮杏→去核→護色→自然晾曬→杏制干半成品運輸至包裝廠→半成品的接收、檢驗→清洗、殺菌→脫水干燥→分級→稱重、包裝→檢驗→杏制干產(chǎn)品^[6]。隨著對杏制干品品質(zhì)要求的不斷提高，以及制干技術(shù)的快速發(fā)展，主要有太陽能干燥、熱風(fēng)干燥、熱泵干燥、紅外線干燥和微波干燥等制干技術(shù)，在鮮杏加工上都有了研究與應(yīng)用。

2 鮮杏干制加工機械的研究現(xiàn)狀

2.1 太陽能干燥加工機械

沈衛(wèi)強等研制了GTG6型果品太陽能干燥器，該干燥器以太陽能為熱源，在常規(guī)風(fēng)機輔助下，完成杏等果品的干燥加工（結(jié)構(gòu)如圖1所示^[7]），是一種溫室加集熱器型的果品太陽能干燥設(shè)備。沈衛(wèi)強完成了太陽能溫室干燥箱、太陽能空氣集熱器和溫濕度控制系統(tǒng)的設(shè)計加工，并進行了試驗。試驗表明，太陽能干燥時間為7 d，晾架自然干燥為13 d，干燥周期可縮短38.5%，但太陽能干燥很容易受天氣影響，不確定性大，其工藝干燥效率和干果品質(zhì)也不穩(wěn)定。

2.2 熱風(fēng)干燥加工機械

熱風(fēng)烘干房是通用型的熱風(fēng)干燥設(shè)施，主要包括加熱設(shè)備、通風(fēng)排濕設(shè)備、自動控制設(shè)備以及物料裝載設(shè)備（烘房）等4大基本結(jié)構(gòu)^[14-15]?？捎糜谛?、紅棗、核桃、葡萄、辣椒、雪菊等農(nóng)產(chǎn)品的干燥。烘干作業(yè)時，裝載杏物料的烘車被推入烘干室內(nèi)后，由循環(huán)風(fēng)機將加熱室內(nèi)供熱設(shè)備產(chǎn)生的干凈熱風(fēng)鼓入烘干室，熱風(fēng)穿過物料層時進行熱質(zhì)交換，實現(xiàn)對物料的烘干；吸收了鮮杏中水分的潮濕空氣從回風(fēng)口又進入加熱室加熱，并不斷重復(fù)上述過程。待干燥空氣的相對濕度達到一定程度后經(jīng)排潮口排出部分濕空氣，同時補充部分新鮮空氣，使空氣具有持續(xù)的干燥能力。

中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院的王寧利用設(shè)計的熱風(fēng)試驗臺，用二次通用旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計的方法，以干燥風(fēng)速、干燥溫度和杏果實的采摘日期為因素，對杏進行低溫薄層干燥試驗，并對3個常用的干燥模型進行擬合比較。得出了杏的低溫薄層干燥可用wangsingh模型描述其干燥的過程，且杏的有效擴散系數(shù)隨溫度上升而增加，隨采摘日期增加而減小，隨風(fēng)速升高而增加，但風(fēng)速增到一定數(shù)值時，杏的有效擴散系數(shù)隨風(fēng)速失去變化規(guī)律^[16-17]。

2.3 熱泵干燥加工機械

楊瑞云等利用自主搭建的熱泵干燥系統(tǒng)應(yīng)用于小白杏干燥中，分別對小白杏進行整粒（分別用促干劑、NaHSO3和清水處理）和切分4種處理方式進行了干燥試驗，研究了小白杏在熱泵條件下的干燥特性和褐變規(guī)律。試驗表明熱泵干燥使小白杏的干燥周期縮短1～2 d且杏干的感官品質(zhì)和衛(wèi)生質(zhì)量得到大幅度提升。其中切分處理后的小白杏干燥速率約為整粒干燥的2～3倍，顏色質(zhì)量也優(yōu)于整粒干燥。此外從干燥后成品顏色來看，浸硫處理的小白杏干燥后品質(zhì)明顯優(yōu)于其他兩種處理方法^[18]。

2.4 氣體射流沖擊干燥加工機械

肖紅偉等將自行設(shè)計的過熱蒸汽漂燙及氣體射流沖擊干燥試驗裝置應(yīng)用于杏子干燥中，研究了杏子在不同溫度和不同風(fēng)速條件下物料的干燥特性曲線、水分有效擴散系數(shù)和干燥活化能。試驗結(jié)果表明干燥溫度對其的影響比風(fēng)速更為突出，此外通過費克第二定律求出了干燥過程中杏子的有效水分擴散系數(shù)以及利用阿倫尼烏斯公式計算出了杏子干燥活化能為 30.62 kJ/mol^[19]。

杜志龍等以南疆的佳娜麗杏品種和胡安娜杏品種就葡萄促干劑及氣體射流沖擊燙漂對杏的干燥特性和色澤的影響進行了研究。結(jié)果表明，杏經(jīng)不同的處理，表現(xiàn)出不同的干燥特性；相同處理不同杏，表現(xiàn)出相近的干燥特性。經(jīng)促干燙漂處理（BDP處理）的杏的干燥速率最快，不同的處理方式對杏的色澤都有很大的影響，燙漂處理是色澤變化的主要原因^[20-21]。

3 鮮杏干制加工機械存在的問題與發(fā)展趨勢

3.1 存在的問題

（1）目前，大多鮮杏干制加工機械仍處于試驗階段，且干制加工技術(shù)所依托的理論基礎(chǔ)屬試驗科學(xué)的范疇，而相關(guān)的理論基礎(chǔ)的發(fā)展水平直接影響和決定了干制加工技術(shù)的發(fā)展水平。

（2）

干制加工機械所面對的對象是品種繁多、差異較大的鮮杏，單就同一品種的鮮杏而言，在不同采收時間和方法條件下，對加工后杏干的風(fēng)味、色澤、外觀等品質(zhì)差異仍較大，而目前鮮杏干制加工機械的種類少，且與其配套的相關(guān)機械設(shè)備單一。

（3）用于實際生產(chǎn)的鮮杏干制加工的技術(shù)落后，干制加工的機械仍以傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥技術(shù)為主，在能源利用、環(huán)境保護等方面的技術(shù)有待提高。

（4）缺乏杏干制加工機械的評定標準，對設(shè)計研制的干制機械沒有統(tǒng)一的鑒定標準，也缺乏對加工后杏干品質(zhì)的定性、定量的評定依據(jù)。

3.2 發(fā)展趨勢

（1）加強鮮杏等果品的干燥基本理論研究，要研究鮮杏的物理性質(zhì)及熱物理性質(zhì)，從而推動干燥模擬試驗的研究，使鮮杏干制加工機械設(shè)計在干燥過程模擬的基礎(chǔ)上進行優(yōu)化設(shè)計，從而節(jié)省人力物力。

（2）進一步提高鮮杏干制加工機械的自動化、智能化控制的程度，配備在線水分、溫度等指標監(jiān)測和控制裝置，利用計算機模擬控制裝置及電氣自動控制技術(shù)，對制干機械內(nèi)部的溫度、水分等進行在線實時控制，以簡化制干加工機械的操作，降低人工勞動量。

（3）鮮杏干制加工過程中能耗大，干制時間長，且對制干后果品的色澤、風(fēng)味、營養(yǎng)等方面有嚴格要求。因此，鮮杏等果品干制加工機械要綜合考慮制干效率、干制品品種、節(jié)能減排和環(huán)境保護等因素，情況復(fù)雜，對機械性能要求高，應(yīng)深入開展智能型干制加工機械的設(shè)計研究。

（4）將鮮杏干制加工工藝與干制加工機械相結(jié)合，以干制加工工藝指導(dǎo)機械裝備及自動化、智能化控制系統(tǒng)的設(shè)計，使干制加工機械服務(wù)于加工工藝的要求。

（5）充分利用鮮杏等果品產(chǎn)地的自然環(huán)境等優(yōu)勢，大力發(fā)展節(jié)能、環(huán)保、高效、經(jīng)濟的干燥技術(shù)，并將其應(yīng)用到果品干制加工機械中，例如新疆發(fā)展的太陽能干燥加工機械等。

4 結(jié)語

新疆林果業(yè)已成為新疆經(jīng)濟發(fā)展的一大支柱產(chǎn)業(yè)。新疆杏的種植面積僅次于紅棗排第二，總產(chǎn)量排第一，但由于杏的成熟期集中，常溫下的貯藏時間短等問題，造成杏的產(chǎn)后損失嚴重。因此，抓緊發(fā)展機遇，清楚地了解鮮杏干制加工機械的現(xiàn)狀，準確把握當(dāng)前干制加工機械存在的問題，以便有針對性地開展鮮杏干制加工機械的設(shè)計研究工作，為新疆杏產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展提供技術(shù)裝備支撐。

參考文獻

[1] 葛邦國，劉志勇，馬超，等.杏產(chǎn)品加工研究現(xiàn)狀與前景展望[J].果蔬加工，2012（3）：42-45.

[2] 王聘.新疆小白杏果實采后貯藏保鮮的研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012.

[3] 新疆維吾爾自治區(qū)統(tǒng)計局.新疆統(tǒng)計年鑒2013[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2013.

[4] 邱杰.制干專用杏品種優(yōu)選及制干工藝技術(shù)研究[D].烏魯木齊：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010：10-11.

[5] IHSAN K，ALI T，AYHAN D，et al.Effect of hot air drying and sun drying on color values and βcarotenecontent of apricot（Prunus armenica L.）[J].Swiss Society of Food Science and Technology，2007，40：753-758.

[4] 王春艷，田金強，王強.杏貯藏加工技術(shù)研究進展[J].果樹學(xué)報，2010，27（6）：995-1001.

[5] 王偉，張有林.鮮杏貯藏技術(shù)[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2006，34（10）：2246.

[6] 張謙，過利敏，鄒淑萍.優(yōu)質(zhì)杏干的太陽能干燥裝置設(shè)計及研究[J].食品科學(xué)，2009，30（20）：437-441.

[7] 沈衛(wèi)強，楊軍，馬月紅，等.GTG6型果品太陽能干燥器研制與試驗[J].農(nóng)機化研究，2009（8）：153-155.

[8] 張謙，過利敏，鄒淑萍.串聯(lián)式5HT2農(nóng)副產(chǎn)品太陽能干燥裝置性能研究[J].食品與機械，2012，28（3）：177-179.

[9] 徐麟，蔣濤，馮建榮，等.不同太陽能干燥設(shè)備處理對杏干品質(zhì)的影響[J].保鮮與加工，2012，12（3）：38-40.

[10] 劉一健.利用混聯(lián)式太陽能果蔬干燥設(shè)備干燥無核白葡萄、棗和杏的工藝研究[D].保定：河北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2009：27-31.

[11] 肉孜·阿木提，李峰，高澤斌.新疆小白杏的太陽能干燥試驗研究[J].農(nóng)機化研究，2011（7）：154-157.

[12] 李峰.利用太陽能干燥杏_紅棗的研究[D].烏魯木齊：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2010：37-48.

[13] 馮前前.利用太陽能的干燥設(shè)備設(shè)計及試驗研究[D].烏魯木齊：新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)，2012：39-52.

[14] 牛金輝.熱風(fēng)烘干房打破我區(qū)杏產(chǎn)業(yè)瓶頸[N].新疆科技報（漢），2014-02-28（002）.

[15] 編輯按.熱風(fēng)烘干房的原理及結(jié)構(gòu)[EB/OL] .（2014-02-26）http：//www.xjkjb.com/ViewInfo.aspx？TPB=4860&ID=28344.

[16] 王寧.杏低溫干燥的試驗研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院，2010：1-41.

[17]

王寧，劉文秀，李鳳城，等.杏低溫薄層干燥試驗與建模[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2013（4）：27-30.

[18] 楊瑞云，王瑞祥，張振濤.小白杏熱泵干燥特性和褐變研究[J].北京建筑工程學(xué)院學(xué)報，2011，42（1）：140-153.

[19] 肖紅偉，張世湘，白竣文，等.杏子的氣體射流沖擊干燥特性[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2010（7）：318-323.

[20] 杜志龍，高振江，張春敏，等.杏的自然風(fēng)干試驗研究[J].食品科技，2006（8）：97-101.

[21] 吳薇，高振江，杜志龍.環(huán)保型氣體射流沖擊燙漂技術(shù)的研究[J].糧油加工與食品機械，2003（11）：63-64.