果蔬烘干裝備在新疆的應(yīng)用淺析

李 峰，張 虎，王 勇

（新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理站，新疆 烏魯木齊 830054）

果蔬烘干裝備在新疆的應(yīng)用淺析

李 峰，張 虎，王 勇

（新疆維吾爾自治區(qū)農(nóng)牧業(yè)機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督管理站，新疆 烏魯木齊 830054）

文中介紹了果蔬烘干裝備在新疆的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析了目前新疆研制和應(yīng)用的4種果蔬烘干裝備的基本結(jié)構(gòu)、工作原理，指出各自的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了今后的發(fā)展前景。

果蔬烘干裝備；結(jié)構(gòu)；應(yīng)用現(xiàn)狀

0 引言

新疆優(yōu)勢(shì)的地理和氣候環(huán)境造成光照時(shí)間長(zhǎng)，晝夜溫差大,這給水果帶來(lái)得天獨(dú)厚的生長(zhǎng)條件，新疆的紅棗、杏和哈密瓜等瓜果品質(zhì)優(yōu)良、全國(guó)聞名。但是，由于鮮果不宜儲(chǔ)藏、加工滯后等因素，成熟后除少量上市銷售和農(nóng)民自食外，大部分由農(nóng)民按土法晾曬制干，干果品質(zhì)低，經(jīng)濟(jì)損失大。這種高品質(zhì)低價(jià)格的現(xiàn)象降低了農(nóng)民生產(chǎn)積極性，甚至出現(xiàn)砍伐果樹(shù)的現(xiàn)象。以杏為例，2009年，全疆杏子種植面積高峰時(shí)曾達(dá)19．8萬(wàn)hm2，總產(chǎn)量184．4萬(wàn)t，2014年，南疆杏樹(shù)種植面積僅有11．9萬(wàn)hm2，年產(chǎn)量?jī)H127．54萬(wàn)t。迫切的生產(chǎn)需求，促使新疆的科研院校和農(nóng)業(yè)機(jī)械制造企業(yè)研制了多種果蔬烘干裝備。

1 果蔬烘干產(chǎn)業(yè)及裝備應(yīng)用現(xiàn)狀

2014～2016年，自治區(qū)黨委、政府連續(xù)3年實(shí)施杏熱風(fēng)烘干房制干初加工項(xiàng)目，促使新疆涌現(xiàn)出多家果蔬烘干設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)，在政府的推動(dòng)下，這種果蔬烘干設(shè)備推廣迅速，推動(dòng)果蔬類農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為農(nóng)民脫貧致富開(kāi)辟一條嶄新的道路。

2014年，南疆三地州啟動(dòng)1 500座杏熱風(fēng)烘干房制干初加工項(xiàng)目，共烘制鮮杏2萬(wàn)余t，制杏干4 400 t，轉(zhuǎn)移農(nóng)村富余勞動(dòng)力6．8萬(wàn)余人次，帶動(dòng)農(nóng)戶7．4萬(wàn)余戶，增加產(chǎn)值達(dá)1．8億元，取得了顯著成效。

2015年在南疆五地州新建果蔬熱風(fēng)烘干房3 000座，在北疆試點(diǎn)建設(shè)烘干房377座、項(xiàng)目區(qū)域擴(kuò)大到全疆39個(gè)縣，烘干鮮杏能力達(dá)到1．4萬(wàn)噸/批，轉(zhuǎn)移農(nóng)村富余勞動(dòng)力16．6萬(wàn)余人，帶動(dòng)農(nóng)戶17萬(wàn)余戶，來(lái)自農(nóng)戶工資性收入達(dá)到13億元。濟(jì)社會(huì)效益顯著，為優(yōu)化農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)、促進(jìn)農(nóng)牧民增收致富、加快各產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展、凝聚人心、維護(hù)社會(huì)和諧穩(wěn)定發(fā)揮了重要作用[1]。

2016年，新疆還將大力實(shí)施農(nóng)產(chǎn)品加工業(yè)轉(zhuǎn)化升級(jí)工程，繼續(xù)新建一批果蔬熱風(fēng)烘干房，并將建設(shè)覆蓋范圍擴(kuò)展至全疆。在新疆新建果蔬熱風(fēng)烘干房3 500座，新增日烘干能力9 000 t[2]。

目前，在新疆具有推廣生產(chǎn)資格的果蔬烘干裝備企業(yè)共有19家，疆內(nèi)8家，疆外11家；生產(chǎn)燃煤型果蔬烘干房的企業(yè)有17家，熱泵型烘干房企業(yè)2家；生產(chǎn)的烘干房有效攤料面積均為120～340 m2，烘干室容積為40～100 m3。目前在新疆推廣應(yīng)用的果蔬烘干房主要是燃煤型果蔬烘干房，以熱風(fēng)為干燥介質(zhì)，結(jié)構(gòu)分為加熱室和烘干室兩部分，加熱室內(nèi)安裝熱風(fēng)爐，在加熱室和烘干室之間安裝大功率風(fēng)機(jī)，將熱風(fēng)吹向烘干室，烘干室內(nèi)擺放烘烤架和烘烤盤。溫濕度控制系統(tǒng)自動(dòng)控制抽濕風(fēng)機(jī)的開(kāi)關(guān)、烘干室內(nèi)熱風(fēng)的溫度，實(shí)現(xiàn)了完全自動(dòng)化。但是煤炭的燃燒必須人工維持。

2 現(xiàn)有主要的烘干裝備

2.1氣體射流沖擊式果蔬烘干裝備

氣體射流沖擊干燥技術(shù)是一種新的干燥技術(shù)，以水蒸氣為干燥介質(zhì)，將高溫水蒸氣高速吹向物料，實(shí)現(xiàn)物料的干燥。由于氣流速度高、流程短，氣流與物料表面之間具有非常薄的邊界層，與傳統(tǒng)的熱風(fēng)干燥技術(shù)相比具有較高的對(duì)流換熱系數(shù)和干燥速度，干燥過(guò)程物料與氧氣隔絕，能保持物料原有的顏色和營(yíng)養(yǎng)成分，可以完成杏、葡萄和紅棗等果品的干燥。

石河子大學(xué)研制的過(guò)熱蒸汽漂燙及氣體射流沖擊干燥試驗(yàn)裝置是一種氣體射流沖擊式果蔬烘干裝備[3]，如圖1所示，主要由氣體射流沖擊主體裝置（射流沖擊回風(fēng)管道、離心風(fēng)機(jī)、電加熱管、進(jìn)風(fēng)管道、氣流分配室、干燥室等）、過(guò)熱蒸汽發(fā)生裝置和溫濕度控制和采集系統(tǒng)三部分組成。

圖1 過(guò)熱蒸汽漂燙及氣體射流沖擊干燥試驗(yàn)裝置

但是該裝置造價(jià)高達(dá)30萬(wàn)元，還處于試驗(yàn)研究階段，未在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。

2.2太陽(yáng)能果蔬烘干裝備

太陽(yáng)能果蔬烘干裝備以太陽(yáng)能為熱能來(lái)源，通常以熱風(fēng)為干燥介質(zhì)，主要由太陽(yáng)能溫室干燥箱、太陽(yáng)能空氣集熱器和溫濕度控制系統(tǒng)組成。工作時(shí)，送風(fēng)風(fēng)機(jī)將室外低溫空氣強(qiáng)制送入太陽(yáng)能空氣集熱器，太陽(yáng)能空氣集熱器將太陽(yáng)光能轉(zhuǎn)化為熱能，并將進(jìn)入的空氣加熱，在風(fēng)機(jī)的推動(dòng)下熱空氣進(jìn)入太陽(yáng)能溫室干燥箱進(jìn)行干燥作業(yè)。同時(shí)，溫濕度控制系統(tǒng)通過(guò)送風(fēng)和抽濕風(fēng)機(jī)的風(fēng)量，來(lái)調(diào)節(jié)熱風(fēng)的溫濕度，滿足物料干燥工藝，達(dá)到干燥的目的。

新疆農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所研制的GTG-6型果品太陽(yáng)能干燥器是一種太陽(yáng)能烘干裝備[4]，如圖2所示。太陽(yáng)能干燥器載入量200～300 kg，溫室干燥箱容積6m3，集熱器采光面積5m2。裝載量300 kg，工作溫度≤70℃，干燥周期169 h(7d)。

圖2 太陽(yáng)能干燥器結(jié)構(gòu)示意

太陽(yáng)能烘干裝備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作成本低，可以實(shí)現(xiàn)小批量的果品干燥。但是該裝置僅以太陽(yáng)能為熱源，在夜間或陰天時(shí)無(wú)法進(jìn)行干燥作業(yè)，干燥周期較長(zhǎng)；其次，集熱器面積限制了太陽(yáng)能烘干裝備的裝載量，太陽(yáng)能是低密度能源，增加裝載量就必須增加集熱器面積，大面積的集熱器不僅難以控制，制作成本也大幅提高。

2.3太陽(yáng)能電能聯(lián)合果蔬烘干裝備

太陽(yáng)能電能聯(lián)合果蔬烘干裝備以太陽(yáng)能和電能為能源，通常以熱風(fēng)為干燥介質(zhì)。主要由太陽(yáng)能干燥箱、太陽(yáng)能集熱器、電加熱器、溫度控制器、風(fēng)機(jī)等組成。當(dāng)太陽(yáng)能充足時(shí)將太陽(yáng)能集熱器展開(kāi)，啟動(dòng)風(fēng)機(jī)，常溫空氣經(jīng)過(guò)太陽(yáng)能集熱器時(shí)被加熱到工作溫度，隨后送入太陽(yáng)能干燥箱進(jìn)行干燥作業(yè)；太陽(yáng)能不足時(shí)，啟動(dòng)電加熱器保持連續(xù)干燥作業(yè)。

新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)研制的整體式太陽(yáng)能果蔬干燥裝置是一種太陽(yáng)能電能聯(lián)合果蔬烘干裝備[5]，如圖3所示?？梢愿稍镄印⒓t棗、核桃、山藥等果品，裝載量200～300 kg；干燥箱內(nèi)工作溫度40～65℃；整粒小白杏的干燥周期為96 h，切分法干燥周期為28 h。該裝置實(shí)現(xiàn)了新疆特色果品的批量干燥，干果品質(zhì)優(yōu)良，有一定的應(yīng)用價(jià)值，但是仍存在裝載量小不能滿足生產(chǎn)需求的問(wèn)題。

2.4燃煤型果蔬烘干裝備

燃煤型果蔬烘干裝備以熱風(fēng)為干燥介質(zhì)，熱風(fēng)爐燃燒煤炭輸出熱空氣，風(fēng)機(jī)將熱空氣送入烘干室，烘干果蔬。烘干房主要由烘干室和加熱室兩部分組成，另外還包括熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)、溫濕度自動(dòng)控制系統(tǒng)、烘烤架、烘烤盤等輔助設(shè)備，新疆星光能源科技有限公司生產(chǎn)的5HMG-160型果蔬烘干機(jī)是一種燃煤型果蔬烘干裝備，如圖4所示。

圖4 5HMG-160型果蔬烘干機(jī)

工作時(shí)，首先將物料依次均勻擺放在烤盤上，并將烤盤擺放到烤架上，將烤架推入烘干室并順次擺放。關(guān)閉烘干室的門。開(kāi)啟設(shè)備并點(diǎn)燃加熱爐，確保熱風(fēng)爐供熱正常后，根據(jù)需要干燥的物料設(shè)置相應(yīng)的烘烤工藝（溫度、濕度、時(shí)間）。熱風(fēng)爐加熱空氣、軸流風(fēng)機(jī)將熱空氣吹入到干燥室，并從干燥室上部和下部再次回到加熱室，形成循環(huán)風(fēng)，循環(huán)風(fēng)的流動(dòng)如圖4中的箭頭所示。烘干過(guò)程需人工維持爐膛內(nèi)炭火處于最佳狀態(tài)直至烘干結(jié)束。

5HMG-160型果蔬烘干機(jī)的烘干室容積51m3，工作溫度為40～90℃。加熱室容積7 m3，包括熱風(fēng)爐、循環(huán)風(fēng)機(jī)等設(shè)備，加熱室內(nèi)工作溫度為100～150℃，裝載量1 100 kg（切分后的蘿卜條），烘干時(shí)間19 h，燃煤質(zhì)量210 kg，耗電量44 kW·h，烘干前蘿卜條含水率93%，烘干后蘿卜條含水率8%。

燃煤型果蔬烘干裝備是新疆應(yīng)用最為廣泛的一種烘干設(shè)備。首先，裝載量有了較大突破，以鮮杏標(biāo)準(zhǔn)，50m3烘干室可裝載3 000 kg，滿足了生產(chǎn)需求，實(shí)現(xiàn)了真正的批量化生產(chǎn)；其次，新疆煤炭資源豐富且價(jià)格便宜，獲取方便；再次燃煤型果蔬烘干裝備的技術(shù)日趨成熟，無(wú)論是工作原理還是烘干工藝在實(shí)踐中都得到充分驗(yàn)證，烘干速度快、干果品質(zhì)好；最后，燃煤型果蔬烘干裝備操作簡(jiǎn)單，烘干過(guò)程實(shí)現(xiàn)了溫濕度的自動(dòng)控制，缺點(diǎn)是需要人工操作添加維持爐火的燃燒。

3 果蔬烘干裝備發(fā)展前景

近年來(lái)國(guó)家和自治區(qū)頒布多項(xiàng)政策鼓勵(lì)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地初加工，2012年我國(guó)啟動(dòng)實(shí)施“農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地初加工補(bǔ)助項(xiàng)目”。2014年4月，農(nóng)業(yè)部和財(cái)政部聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于做好2014年農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地初加工實(shí)施工作的通知》，對(duì)每年新建的馬鈴薯貯藏窖、果蔬保鮮庫(kù)和烘干設(shè)施等三大類19種規(guī)格的農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地初加工設(shè)施進(jìn)行補(bǔ)貼。2014年，新疆維吾爾自治區(qū)黨委、人民政府結(jié)合新疆發(fā)展實(shí)際，籌集資金1．35億元，在南疆三地州13個(gè)杏主產(chǎn)縣啟動(dòng)1500座熱風(fēng)烘干房制干初加工項(xiàng)目。2015年3月4日，自治區(qū)行署辦公室發(fā)布了《關(guān)于印發(fā)2015年和田地區(qū)果蔬熱風(fēng)烘干房及冷藏庫(kù)項(xiàng)目實(shí)施方案的通知》，籌集資金3．6億元在南疆五地州新建果蔬熱風(fēng)烘干房3 000座。預(yù)計(jì)2016年果蔬烘干房項(xiàng)目將擴(kuò)展至全疆，新建果蔬熱風(fēng)烘干房3 500座，主要應(yīng)用的設(shè)備是燃煤型果蔬烘干房。

果蔬烘干項(xiàng)目給農(nóng)民帶來(lái)真正的實(shí)惠，首先，購(gòu)買果蔬烘干機(jī)時(shí)有大額補(bǔ)貼，一座占地70m2的果蔬烘干房（3 t杏/批）總造價(jià)7．5萬(wàn)元，自治區(qū)扶貧資金補(bǔ)助2．4萬(wàn)元，農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)地初加工補(bǔ)助資金補(bǔ)助1萬(wàn)元，另外享受自治區(qū)農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼的還補(bǔ)助2．1萬(wàn)元，總計(jì)補(bǔ)助5．5萬(wàn)元，農(nóng)民只需自籌資金2萬(wàn)元。其次，在果蔬烘干機(jī)的經(jīng)營(yíng)上農(nóng)民獲得巨大收益，以烘干杏為例，在杏的成熟期，每座烘干房最少可烘制7批次，每批次裝載3 t鮮杏，烘出0．75 t杏干，耗燃煤220 kg、耗電45kW·h，1座烘干房可生產(chǎn)杏干2．25 t，按照杏干30元/kg計(jì)算,新增產(chǎn)值近6．75萬(wàn)元，扣除煤和電的費(fèi)用530元/t，凈利潤(rùn)6．697萬(wàn)元。通過(guò)烘干這條路可將優(yōu)質(zhì)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品轉(zhuǎn)化成了優(yōu)質(zhì)的商品。因此烘干設(shè)備在新疆乃至全國(guó)都具有較好的應(yīng)用前景。

[1]董少華．3000座果蔬烘干房力促南疆農(nóng)民增收［N］．新疆日?qǐng)?bào)（漢）,2015-04-13（001）．

[2]師巧梅．今年我區(qū)將新建3500座果蔬熱風(fēng)烘干房［N］．新疆日?qǐng)?bào)（漢）,2016-02-06（001）．

[3]肖紅偉，張世湘，白竣文．杏子的氣體射流沖擊干燥特性[J]．農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2010（07）:318～322．

[4]沈衛(wèi)強(qiáng)，楊軍，馬月虹,劉娜．GTG-6型果品太陽(yáng)能干燥器研制與試驗(yàn)[J]．農(nóng)機(jī)化研究，2009（08）:153～155．

[5]肉孜·阿木提，毛志懷，李峰．整體式果品蔬菜太陽(yáng)能干燥裝置設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J]．農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào),2011，42（1）:134～139．

Application of Drying Equipment for Fruits and Vegetables in Xinjiang

LiFeng,Zhang Hu,Wang Yong

（Xinjiang Uygur Autonomous Region agriculture and animal husbandry machinery products quality supervision and managementstation，Urumqi 83005， Xinjiang，China)

This paper introduces the application status and developing prospects of fruit and vegetable drying equipment, andAnalyzes basic structure and working principle and main parameter of four kinds of fruits and vegetables drying equipment inXinjiang, and points out their respective advantages and disadvantages. At last, analyze the development prospects of drying equipmentfor fruits and vegetables in Xinjiang.

Fruitand vegetable drying equipment;Structure;Application status

10．13620/j．cnki．issn1007-7782．2016．04．007

S375

A

1007-7782（2016）04-0017-04

2016-06-02