馬鈴薯倉儲設(shè)備的研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢

韓喜軍+甘露+杜木軍+邱燃+王晉+程建波+王楠

摘要馬鈴薯貯藏是馬鈴薯產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)減損、保值、增值的基礎(chǔ)。隨著馬鈴薯市場需求逐年擴大，種植面積不斷擴增，國家大力發(fā)展馬鈴薯產(chǎn)業(yè)，促使馬鈴薯的貯藏以滿足不同時令對鮮薯的大量需求，從而推動了倉儲設(shè)備的發(fā)展。為此，本文主要探討了國內(nèi)外目前在馬鈴薯倉儲設(shè)備中應用的各項技術(shù)，分析了馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展的新情況與新進展。

關(guān)鍵詞倉儲設(shè)備現(xiàn)狀趨勢

基金項目：黑龍江省種植業(yè)機械工程技術(shù)研究項目（PG13B05，計劃類別：工程中心；馬鈴薯收獲機械化關(guān)鍵裝備研究（2013-08），計劃類別：黑龍江省農(nóng)機院創(chuàng)新基金。

作者簡介：韓喜軍（1988-），吉林松原人，助理工程師，從事馬鈴薯機械裝備方面的研究。

0引言

全世界主要種植馬鈴薯的國家有150個左右，總面積達2155萬hm2，總產(chǎn)量達近32億t。中國的種植面積占世界20%～25%，總產(chǎn)約占世界的18%，占亞洲的70%，居世界首位。馬鈴薯是我國繼小麥、水稻、玉米后的第四大作物，并以每年10萬hm2種植面積的速度增加。世界馬鈴薯中心的研究表明，在世界范圍內(nèi)對馬鈴薯的需求到2020年將有望增長20%，超過水稻、小麥、玉米的增長。另據(jù)分析，馬鈴薯投入產(chǎn)出比為1∶4，大豆為1∶25，小麥為1∶2，1 hm2，馬鈴薯相當于2 hm2糧食產(chǎn)量，3 hm2糧食產(chǎn)值。伴隨著市場需求不斷增加的影響，以及在顯著經(jīng)濟效益的吸引下，一些外企公司、國內(nèi)生產(chǎn)企業(yè)相繼籌建了各具規(guī)模的馬鈴薯種薯生產(chǎn)基地、淀粉生產(chǎn)廠、全粉生產(chǎn)廠、食品加工等企業(yè)，使得馬鈴薯生產(chǎn)逐漸向生產(chǎn)基地規(guī)模化、標準化邁進。

然而，逐漸大規(guī)模的種植與生產(chǎn)越來越彰顯馬鈴薯貯藏的重要性，更凸顯貯藏中對溫度、濕度、通風、光照等高要求貯藏條件的難以控制及貯藏技術(shù)手段的難以掌握的問題，造成種植戶集中收獲后集中上市，引發(fā)無序競爭，壓級壓價問題的同時，也給生產(chǎn)加工周期長、需要源源不斷的鮮薯供應的馬鈴薯生產(chǎn)加工企業(yè)帶來了集中收購和貯藏的壓力。而馬鈴薯倉儲設(shè)備的匱乏制約了貯藏技術(shù)手段的發(fā)展。馬鈴薯倉儲設(shè)備的革新和發(fā)展有助于種植戶開展反季節(jié)銷售，保障均衡上市供應，實現(xiàn)增值增收，解決銷售期限段等問題。同時，為馬鈴薯生產(chǎn)加工企業(yè)貯備充足原料，有效解決企業(yè)生產(chǎn)周期短，不能滿負荷生產(chǎn)，難以達產(chǎn)達標的問題，實現(xiàn)加工增值增效。根據(jù)我國國情和目前國內(nèi)外市場需求分析，我國馬鈴薯的貯藏能力達到總產(chǎn)量的50%以上時，可獲得更好的經(jīng)濟效益。

馬鈴薯需分窖單獨貯藏，分品種、分級別等把食用薯、商品薯、加工薯、種薯等按不同用途貯藏，避免混雜和病害傳播，便于按用途進行相應管理。目前，貯藏可堆藏、可裝箱堆碼。貯藏一般工作流程包括卸車、接薯運送、分選去土、分級、運輸傳送、布薯堆垛。

1國外馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展情況

1.1國外馬鈴薯倉儲設(shè)備現(xiàn)狀

國外馬鈴薯倉儲機械化起步較早，發(fā)展快，技術(shù)水平高。德國、美國、法國、荷蘭等國家20世紀相繼經(jīng)過一系列從小到大、從低級半自動化到高級自動化的發(fā)展，并在技術(shù)水平和基礎(chǔ)理論研究方面取得了豐碩的成果。比較具有代表性企業(yè)的如德國格立莫（GRIMME）公司，法國DOWNS公司，荷蘭Miedema公司等。其馬鈴薯倉儲設(shè)備完整的裝倉工作過程包括卸載傳送、濾土、分級、裝倉堆垛或裝袋貯藏、裝箱貯藏。每一道工序中很高程度的按需融入了機、電、液一體化控制，采用傳感技術(shù)控制傳送量和堆垛均勻度，并更加注重對馬鈴薯更高程度的保護。這也使得整個裝倉操控過程更人性化，裝倉成為一個具有保護性的高效且順利的工作。

馬鈴薯可通過拖車或者帶料斗的聯(lián)合收獲機直接卸到接收輸送料斗內(nèi)，采用自動流量控制裝置可以確保馬鈴薯流量固定，從而提高機器作業(yè)速度。接收輸送料斗裝置，設(shè)計有可靠堅固的底盤、承載17 t拉力的高強度鏈條，提高了機器安全性和使用壽命。柔軟的料斗底部設(shè)計起到了對馬鈴薯接收和傳送過程中的保護作用。傳送末端配有螺旋式撥桿，撥桿撥松馬鈴薯的堆流，使馬鈴薯更加均勻地落入濾土清潔裝置內(nèi)，提高了轉(zhuǎn)載的速度，加強后續(xù)機器工作的連貫性。接收料斗如1所示。

關(guān)鍵部件清潔輥，根據(jù)土壤特點來確定采用材質(zhì)柔韌的聚氨酯螺旋式軋輥、星狀輪或金屬輥筒。同時，為分離雜物，采用液壓式驅(qū)動可以實現(xiàn)對清潔輥的間距和傾斜度進行無極調(diào)節(jié)，根據(jù)馬鈴薯粘有雜物程度適當調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度。而清潔輥自身清潔有兩種方法：一是在不清潔馬鈴薯時自身高速旋轉(zhuǎn)達到清潔目的；二是在清潔馬鈴薯同時附加輥清潔器，隨著清潔輥的旋轉(zhuǎn)，輥清潔器做直線運動，從輥的一端運動到另一端，即達到清潔目的。清潔輥如圖2、圖3所示。

采用光學無損檢測方法，檢測是否存在黑心、腐爛、蟲眼等病害或損傷，若發(fā)現(xiàn)這些質(zhì)量殘次的馬鈴薯隨即剔除，避免入倉后將病害蔓延至其他合格的馬鈴薯。通過高光譜成像系統(tǒng)、透射光譜系統(tǒng)、傅里葉變換近紅外光譜儀獲得的馬鈴薯黑心樣本，與合格樣本的可見近紅外漫反射光譜、透射光譜以及近紅外漫反射光譜，發(fā)現(xiàn)兩類樣本的光譜在各自的波段范圍內(nèi)存在差異，這為馬鈴薯黑心病的光譜判別提供了理論依據(jù)[2]。光譜檢測技術(shù)的應用中，傅里葉近紅外光譜儀正確率達9077%，高光譜成像系統(tǒng)準確率達9231%，透射光譜系統(tǒng)目前最高，其正確率高達9846%。黑心馬鈴薯分析圖像如圖4所示。

馬鈴薯同一品種分級大體包含兩種形式。第一，簡單的把體積較小的馬鈴薯篩選分開；第二，按照質(zhì)量大小分成不同等級。馬鈴薯的質(zhì)量和形狀是機器視覺分級的兩個重要特征和依據(jù)[3]。只按照體積大小分成兩級，采用一種合適的篩網(wǎng)抖動篩選即可達到目的。按照質(zhì)量大小分成不同等級，一種方法是選擇多種不同篩網(wǎng)抖動篩選，另一種方法是在分級傳送帶上根據(jù)不同質(zhì)量、不同體積設(shè)計多級分級器，實現(xiàn)多級分級處理。一次篩選如圖5所示，多級篩選如圖6所示。

馬鈴薯經(jīng)過一道道工序處理，入倉的合格馬鈴薯可堆垛貯存。裝倉機由行走系統(tǒng)、大寬度傳送帶、內(nèi)曲天鵝頸裝置和可變速電機四大部分組成。其行走系統(tǒng)通過液壓驅(qū)動，可直線行走、做弧形擺動的多角度行走；對于表皮脆弱的馬鈴薯設(shè)計了高承載、高耐壓、高摩擦的人字形條紋合成橡膠傳送帶，對裝倉馬鈴薯有效的進行了保護；設(shè)計配備遠程遙控系統(tǒng)可以調(diào)節(jié)傳送帶的流量。高度和轉(zhuǎn)速配備傳感器和監(jiān)控功能，在需要情況下進行實時自行調(diào)整，滿足入倉時不同條件的搬運需求。裝倉機也可野外作業(yè)，可設(shè)定直接將馬鈴薯進行裝車。伸縮式裝倉機如圖7所示，直接裝車如圖8所示，裝倉機配置結(jié)構(gòu)及尺寸如圖9所示。endprint

1.2國外馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展方向和趨勢

馬鈴薯的裝袋機、裝箱機、倒箱機等也是國外倉儲設(shè)備中較為出色產(chǎn)品，在每一級傳送的轉(zhuǎn)載和掉落的過程中，都最大限度降低了對馬鈴薯造成損害的隱藏危險。在倉儲庫設(shè)有電腦監(jiān)測參數(shù)，包括外界溫度、外界空氣相對濕度、風道溫度、室內(nèi)溫度、產(chǎn)品溫度、產(chǎn)品相對濕度、二氧化碳濃度、氣流速度、壓力艙的壓力等。使控制器連接管理系統(tǒng)便于管理和控制。

2國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展情況

2.1國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備現(xiàn)狀

目前，在國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備市場上，高端領(lǐng)域仍然被一些歷史悠久、實力雄厚的外企牢牢占據(jù)著，而我國專業(yè)從事馬鈴薯機械生產(chǎn)企業(yè)雖然逐漸步入發(fā)展和成熟期，但馬鈴薯倉儲設(shè)備的研究與開發(fā)目前僅僅處于起步階段，還處于比較低的技術(shù)水平。目前，生產(chǎn)馬鈴薯倉儲設(shè)備的企業(yè)仍比較少，據(jù)了解，神農(nóng)西古、德沃科技、中機美諾等是國內(nèi)較早生產(chǎn)馬鈴薯倉儲設(shè)備的企業(yè)。

2.2國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展趨勢

國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的馬鈴薯倉儲設(shè)備目前也能較好完成馬鈴薯裝倉的各個基本環(huán)節(jié)，從接收料斗到布薯或裝箱，每一環(huán)節(jié)的設(shè)備均具備國外高端設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，可完成其環(huán)節(jié)的基本動作。如接收輸送料斗，采用可變速電機驅(qū)動；清潔輥亦可調(diào)節(jié)其輥間間隙大小；分級裝置采用抖動篩網(wǎng)分級等。國內(nèi)設(shè)備目前較少采用液壓和電器控制，隨著國外馬鈴薯倉儲設(shè)備技術(shù)的不斷革新和快速發(fā)展，國家對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的大力支持，推動了我國馬鈴薯倉儲設(shè)備技術(shù)飛速發(fā)展，正逐步向機、電、液一體化控制方向邁進，并在各個工作環(huán)節(jié)有與國外技術(shù)水平持平趨勢，且發(fā)展勢頭良好。

3結(jié)束語

馬鈴薯的種植面積逐年攀升和良好的經(jīng)濟效益，對我國馬鈴薯倉儲設(shè)備的發(fā)展具有非常大的促進作用，更是非常好的發(fā)展機遇，適當引進國際高端產(chǎn)品，吸收先進技術(shù)，及時開發(fā)適應我國使用情況，科技含量高且高于國際同類高端設(shè)備性價比的產(chǎn)品，將迎來我國馬鈴薯倉儲設(shè)備跨越性的發(fā)展和歷史性進步，將為我國馬鈴薯倉儲設(shè)備的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻：

＼[1＼]陳彥云，曹君邁，陳曉軍，等.我國馬鈴薯貯藏加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展建議＼[J＼].保鮮與加工， 2011.11.

＼[2＼]周竹，李小昱，高海龍，等.漫射光和透射光譜檢測馬鈴薯黑心病的比較＼[J＼].農(nóng)業(yè)工程學報，2012.28（11）.237-242.

＼[3＼]孔彥龍，高曉陽，李紅玲，等.基于機器視覺的馬鈴薯質(zhì)量和形狀分選方法＼[J＼].農(nóng)業(yè)工程學報，2012.28（17）：143-148.endprint

1.2國外馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展方向和趨勢

馬鈴薯的裝袋機、裝箱機、倒箱機等也是國外倉儲設(shè)備中較為出色產(chǎn)品，在每一級傳送的轉(zhuǎn)載和掉落的過程中，都最大限度降低了對馬鈴薯造成損害的隱藏危險。在倉儲庫設(shè)有電腦監(jiān)測參數(shù)，包括外界溫度、外界空氣相對濕度、風道溫度、室內(nèi)溫度、產(chǎn)品溫度、產(chǎn)品相對濕度、二氧化碳濃度、氣流速度、壓力艙的壓力等。使控制器連接管理系統(tǒng)便于管理和控制。

2國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展情況

2.1國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備現(xiàn)狀

目前，在國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備市場上，高端領(lǐng)域仍然被一些歷史悠久、實力雄厚的外企牢牢占據(jù)著，而我國專業(yè)從事馬鈴薯機械生產(chǎn)企業(yè)雖然逐漸步入發(fā)展和成熟期，但馬鈴薯倉儲設(shè)備的研究與開發(fā)目前僅僅處于起步階段，還處于比較低的技術(shù)水平。目前，生產(chǎn)馬鈴薯倉儲設(shè)備的企業(yè)仍比較少，據(jù)了解，神農(nóng)西古、德沃科技、中機美諾等是國內(nèi)較早生產(chǎn)馬鈴薯倉儲設(shè)備的企業(yè)。

2.2國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展趨勢

國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的馬鈴薯倉儲設(shè)備目前也能較好完成馬鈴薯裝倉的各個基本環(huán)節(jié)，從接收料斗到布薯或裝箱，每一環(huán)節(jié)的設(shè)備均具備國外高端設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，可完成其環(huán)節(jié)的基本動作。如接收輸送料斗，采用可變速電機驅(qū)動；清潔輥亦可調(diào)節(jié)其輥間間隙大小；分級裝置采用抖動篩網(wǎng)分級等。國內(nèi)設(shè)備目前較少采用液壓和電器控制，隨著國外馬鈴薯倉儲設(shè)備技術(shù)的不斷革新和快速發(fā)展，國家對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的大力支持，推動了我國馬鈴薯倉儲設(shè)備技術(shù)飛速發(fā)展，正逐步向機、電、液一體化控制方向邁進，并在各個工作環(huán)節(jié)有與國外技術(shù)水平持平趨勢，且發(fā)展勢頭良好。

3結(jié)束語

馬鈴薯的種植面積逐年攀升和良好的經(jīng)濟效益，對我國馬鈴薯倉儲設(shè)備的發(fā)展具有非常大的促進作用，更是非常好的發(fā)展機遇，適當引進國際高端產(chǎn)品，吸收先進技術(shù)，及時開發(fā)適應我國使用情況，科技含量高且高于國際同類高端設(shè)備性價比的產(chǎn)品，將迎來我國馬鈴薯倉儲設(shè)備跨越性的發(fā)展和歷史性進步，將為我國馬鈴薯倉儲設(shè)備的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻：

＼[1＼]陳彥云，曹君邁，陳曉軍，等.我國馬鈴薯貯藏加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展建議＼[J＼].保鮮與加工， 2011.11.

＼[2＼]周竹，李小昱，高海龍，等.漫射光和透射光譜檢測馬鈴薯黑心病的比較＼[J＼].農(nóng)業(yè)工程學報，2012.28（11）.237-242.

＼[3＼]孔彥龍，高曉陽，李紅玲，等.基于機器視覺的馬鈴薯質(zhì)量和形狀分選方法＼[J＼].農(nóng)業(yè)工程學報，2012.28（17）：143-148.endprint

1.2國外馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展方向和趨勢

馬鈴薯的裝袋機、裝箱機、倒箱機等也是國外倉儲設(shè)備中較為出色產(chǎn)品，在每一級傳送的轉(zhuǎn)載和掉落的過程中，都最大限度降低了對馬鈴薯造成損害的隱藏危險。在倉儲庫設(shè)有電腦監(jiān)測參數(shù)，包括外界溫度、外界空氣相對濕度、風道溫度、室內(nèi)溫度、產(chǎn)品溫度、產(chǎn)品相對濕度、二氧化碳濃度、氣流速度、壓力艙的壓力等。使控制器連接管理系統(tǒng)便于管理和控制。

2國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展情況

2.1國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備現(xiàn)狀

目前，在國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備市場上，高端領(lǐng)域仍然被一些歷史悠久、實力雄厚的外企牢牢占據(jù)著，而我國專業(yè)從事馬鈴薯機械生產(chǎn)企業(yè)雖然逐漸步入發(fā)展和成熟期，但馬鈴薯倉儲設(shè)備的研究與開發(fā)目前僅僅處于起步階段，還處于比較低的技術(shù)水平。目前，生產(chǎn)馬鈴薯倉儲設(shè)備的企業(yè)仍比較少，據(jù)了解，神農(nóng)西古、德沃科技、中機美諾等是國內(nèi)較早生產(chǎn)馬鈴薯倉儲設(shè)備的企業(yè)。

2.2國內(nèi)馬鈴薯倉儲設(shè)備發(fā)展趨勢

國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的馬鈴薯倉儲設(shè)備目前也能較好完成馬鈴薯裝倉的各個基本環(huán)節(jié)，從接收料斗到布薯或裝箱，每一環(huán)節(jié)的設(shè)備均具備國外高端設(shè)備的基本結(jié)構(gòu)，可完成其環(huán)節(jié)的基本動作。如接收輸送料斗，采用可變速電機驅(qū)動；清潔輥亦可調(diào)節(jié)其輥間間隙大?。环旨壯b置采用抖動篩網(wǎng)分級等。國內(nèi)設(shè)備目前較少采用液壓和電器控制，隨著國外馬鈴薯倉儲設(shè)備技術(shù)的不斷革新和快速發(fā)展，國家對馬鈴薯產(chǎn)業(yè)的大力支持，推動了我國馬鈴薯倉儲設(shè)備技術(shù)飛速發(fā)展，正逐步向機、電、液一體化控制方向邁進，并在各個工作環(huán)節(jié)有與國外技術(shù)水平持平趨勢，且發(fā)展勢頭良好。

3結(jié)束語

馬鈴薯的種植面積逐年攀升和良好的經(jīng)濟效益，對我國馬鈴薯倉儲設(shè)備的發(fā)展具有非常大的促進作用，更是非常好的發(fā)展機遇，適當引進國際高端產(chǎn)品，吸收先進技術(shù)，及時開發(fā)適應我國使用情況，科技含量高且高于國際同類高端設(shè)備性價比的產(chǎn)品，將迎來我國馬鈴薯倉儲設(shè)備跨越性的發(fā)展和歷史性進步，將為我國馬鈴薯倉儲設(shè)備的發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。

參考文獻：

＼[1＼]陳彥云，曹君邁，陳曉軍，等.我國馬鈴薯貯藏加工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及其發(fā)展建議＼[J＼].保鮮與加工， 2011.11.

＼[2＼]周竹，李小昱，高海龍，等.漫射光和透射光譜檢測馬鈴薯黑心病的比較＼[J＼].農(nóng)業(yè)工程學報，2012.28（11）.237-242.

＼[3＼]孔彥龍，高曉陽，李紅玲，等.基于機器視覺的馬鈴薯質(zhì)量和形狀分選方法＼[J＼].農(nóng)業(yè)工程學報，2012.28（17）：143-148.endprint