不同農(nóng)作物烘干工藝對比

鄒　超，盧軍黨，田智輝（陜西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，陜西咸陽　712000）

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不同農(nóng)作物烘干工藝對比

鄒超，盧軍黨，田智輝
（陜西省農(nóng)業(yè)機(jī)械研究所，陜西咸陽712000）

摘要：隨著農(nóng)作物烘干機(jī)械的發(fā)展，農(nóng)作物的烘干已經(jīng)被新一代農(nóng)戶所認(rèn)知并接受。目前，被廣泛應(yīng)用并得到用戶肯定的烘干設(shè)備大多采用常規(guī)烘干方式，即熱風(fēng)式干燥。采用智能控制系統(tǒng)的常規(guī)烘干方式可以烘干大多數(shù)農(nóng)作物，以及副產(chǎn)品作業(yè)時可以調(diào)整烘干工藝方法，從而適應(yīng)多種作物；烘干工藝方法調(diào)整的內(nèi)容包括烘干時間、烘干溫度、分段烘干、排濕間隔、排濕方式等，甚至有特殊作物要求表面加濕。

關(guān)鍵詞：烘干；農(nóng)作物；工藝

近年來，我國退耕還林政策、土地集約政策推行順利。過去的散戶種植，雖然土地分散、作物差異，但農(nóng)作物收獲后的晾曬不算問題。集中化后農(nóng)作物收獲后需要快速烘干成為主要問題。目前，農(nóng)作物烘干主要有熱風(fēng)干燥、熱泵干燥、紅外干燥等類型，每種干燥方式都有自己的優(yōu)點(diǎn)、特點(diǎn)和局限性，最廣泛常用的是熱風(fēng)干燥。

我國地域遼闊，農(nóng)產(chǎn)品品種豐富，同一農(nóng)產(chǎn)品不同產(chǎn)區(qū)品種都有很大差異。針對熱風(fēng)干燥方式，不同的農(nóng)作物對烘干溫度、烘干時間等工藝的要求也不同，因此市場上的烘干設(shè)備性能各異。試驗(yàn)采用一種熱風(fēng)箱式干燥［1］、單片機(jī)智能控制系統(tǒng)［2］的烘干房進(jìn)行不同種類農(nóng)產(chǎn)品烘干工藝對比，并將作物大致分為核果類、果肉類和莖葉類，分別選擇1種典型且工藝成熟的農(nóng)作物進(jìn)行分析。

1　核果類

核果類大多有堅(jiān)硬的外殼，其代表性的作物為杏核、核桃、巴旦木等。核桃是國內(nèi)外種植最廣泛的一種干果，其烘干工藝比較特殊。核桃外部包圍堅(jiān)硬的外殼，使得內(nèi)外水分蒸發(fā)不能同步進(jìn)行，烘干時不能簡單地進(jìn)行恒溫、高溫烘烤。核桃經(jīng)過脫青皮后，核桃外殼含自由水分，很容易脫水；而內(nèi)部核桃仁的自由水分卻要先蒸發(fā)到外殼與果仁的間隙，然后進(jìn)入外殼，再從外殼蒸發(fā)出去。

核桃水分從內(nèi)到外轉(zhuǎn)移見圖1。

圖1　核桃水分從內(nèi)到外轉(zhuǎn)移

核桃烘干［3］工藝科學(xué)的方法分為3個階段。

第1階段——入倉排濕。脫青皮后8 h內(nèi)入倉上架排濕烘干，干球溫度35℃，濕球溫度24℃，加速排濕，烘干時間10 h，果殼表面水分散失，顏色由黑褐色轉(zhuǎn)為褐色時排濕結(jié)束。

第2階段——定色初烤。排濕結(jié)束后進(jìn)入定色初烤，干球溫度分階段緩慢升至48℃，濕球溫度跟隨干球階段升至32℃，烘干時間17 h，干燥完成特征為敲開核果后果內(nèi)無水汽，果仁已定色，七成干，但仍能脫仁衣。

第3階段——文火干仁。定色干燥期結(jié)束后進(jìn)入干仁期，干球溫度緩慢下降，控制在30℃，濕球溫度24℃，10 h，此時核果含水量達(dá)10%左右。

核桃烘干工藝干濕球溫度曲線見圖2。

圖2　核桃烘干工藝干濕球溫度曲線

核桃烘干工藝的特點(diǎn)是先低溫后升高再低溫，高溫不可過高，否則外殼開裂，初期大量通風(fēng)排濕，后期減少通風(fēng)，停火后不能直接開爐下架，等爐溫自然降至常溫時下架、裝袋。

2　果肉類

果肉類主要為軟肉質(zhì)果實(shí)，其代表作物為枸杞、大棗、胡蘿卜等。以枸杞烘干工藝為例進(jìn)行介紹。

枸杞鮮果烘干［4］前要用5%的碳酸鈉溶液進(jìn)行前期處理，破壞鮮果表面蠟質(zhì)層即破蠟處理［5］，以便水分滲透，處理后使用密網(wǎng)竹席或竹篩裝盤，工藝如下：

第1階段——平衡溫度。升溫平衡枸杞內(nèi)外溫度，使枸杞溫度均勻，溫度不可過高，也不可排濕，干果溫度40℃，濕果溫度設(shè)置40℃，以保證不排濕，烘干時間2 h。

第2階段——加速排濕。此階段為大量排濕階段，干果溫度45℃，濕果溫度30℃，烘干時間15 h，鮮果表面出現(xiàn)褶皺，果實(shí)含水率50%左右。

第3階段——恒速排濕。干果溫度升至55℃，濕果溫度35℃，烘干時間共15 h，果實(shí)脫水縮小，呈半干狀態(tài)，此時果實(shí)含水率30%左右。

第4階段——降速干燥。均勻排濕，干果溫度控制在65℃，濕果溫度40℃，果內(nèi)水分越來越少，水分的外移蒸發(fā)速率降低，還需長時間干燥，持續(xù)烘干時間10 h，果實(shí)含水率可降到13%以內(nèi)。

枸杞烘干工藝特點(diǎn)是初期表面破蠟，保證水分順利滲透，入倉后平衡溫度，以防溫度猛然過高，果實(shí)表皮破裂，烘干過程溫度呈上升趨勢，沒有降溫過程，最高溫度可達(dá)65℃。

枸杞烘干工藝干濕果溫度曲線見圖3。

圖3　枸杞烘干工藝干濕果溫度曲線

3　莖葉類

莖葉類主要為作物的葉子，其代表作物有白菜、煙葉、海苔等。以煙葉烘烤工藝［6］為例進(jìn)行介紹。

煙葉的干燥烘烤，其工藝分3個階段。

第1階段——變黃。技術(shù)重點(diǎn)是保持溫度，一般以1℃/h的速度上升至38℃，同時調(diào)整濕葉溫度低于干葉溫度1～2℃，持續(xù)烘干，可延長烘干時間，直到煙葉變黃變軟。

第2階段——定色。煙葉變黃后，以0.5℃/h的速度升溫，加強(qiáng)通風(fēng)排濕，50℃前保持濕葉溫度在38℃左右，確保煙筋變黃，然后升溫至54℃，濕葉溫度保持40℃，穩(wěn)定溫度直到煙葉大卷筒。

第3階段——干筋。干筋的基本任務(wù)是除盡煙筋殘留的水分，以1℃/h的速度升溫至68℃，濕葉溫度保持42℃，減少通風(fēng)量，持續(xù)平穩(wěn)高溫，直至煙葉主筋全干。

煙葉烘烤工藝干濕葉溫度曲線見圖4。

圖4　煙葉烘烤工藝干濕葉溫度曲線

煙葉烘烤強(qiáng)調(diào)內(nèi)在品質(zhì)與外觀品質(zhì)的統(tǒng)一性，技術(shù)關(guān)鍵是低溫時煙葉充分變黃，緩慢升溫并且煙葉定色，整個過程相對其他作物時間較長，溫度整個呈上升趨勢，沒有降溫過程，最高溫度可達(dá)68℃，溫差30℃。

4　結(jié)論

通過上述3種作物的烘干工藝，筆者總結(jié)出其中的共同點(diǎn)及不同點(diǎn)。共同點(diǎn)：烘干起始溫度都相

對較低；初始階段排濕量大，通風(fēng)頻繁；溫度多段并呈上升趨勢。不同點(diǎn)：核果烘干溫度偏低，后期有降溫階段；枸杞烘干前期需破蠟處理，入倉需溫度平衡；煙葉烘干溫度偏高，且烘干時間較長。

筆者將作物大致分為核果類、果肉類及莖葉類，烘干工藝可根據(jù)上述3種代表作物進(jìn)行類推。當(dāng)然，并不是適用所有作物，例如紅棗烘干時，為了讓紅棗果肉內(nèi)外統(tǒng)一，口感軟糯，烘干時給果肉表面增濕。花生雖然也有外殼，但比較疏松，烘干溫度比核桃高。每一種作物都有其不同的特性，人工烘干就是要區(qū)別對待各種不同作物的特性，通過前期處理，合理控制烘干溫度、烘干時間、通風(fēng)等因素來達(dá)到良好烘干的目的。

參考文獻(xiàn)：

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［2］鄒超，寇德萬，王佩，等.基于ATmega64的智能核桃烘干控制器設(shè)計(jì)［J］.包裝與食品機(jī)械，2015，33（1）：70-73.

［3］張仲欣.開口核桃烘干工藝試驗(yàn)研究［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，1999（4）：254-257.

［4］柴京富，趙士杰.枸杞子的干制機(jī)理和干燥方法［J］.農(nóng)村牧區(qū)機(jī)械化，2003（1）：28-29.

［5］王海，高月，王頡，等.適宜干燥方法提高干制枸杞品質(zhì)［J］.農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2015（21）：271-276.

［6］范智平，盧博友.煙葉烘烤自動控制系統(tǒng)的研究［J］.安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2009，37（27）：39-43.◇

Comparison of Drying Techniques for Different Crops

ZOU Chao，LU Jundang，TIAN Zhihui
（Shaanxi Agricultural Machinery Reserch，Xianyang，Shaanxi 712000，China）

Abstract：With the development of crop drying machine，the drying of crops has been recognized and accepted by the new generation of farmers. It is widely used and most of the users are sure that the drying device is usually used in the conventional drying method，that is the hot air drying. The conventional drying methods of intelligent control system can be used to dry most crops and by- products. The drying process can be adjusted by adopting intelligent conventional drying method for different crops，so that it can be suitable for many kinds of crops. The drying process includes drying time，drying temperature，subsection drying，wet separation，drainage and so on. And even special crops has weted for surface.

Key words：drying；crop；technology

中圖分類號：TS201

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.04.037

文章編號：1671- 9646（2016）04b- 0028- 02

收稿日期：2016- 03- 19

作者簡介：鄒超（1983—），男，本科，助理工程師，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)工業(yè)控制。