5HDG型系列果蔬烘干機的應用及烘干效果

張來林，尚中麗，張 軍，李保安，胡獻華，李 麗

（1.河南工業(yè)大學，河南鄭州 450001；2.周口市農機推廣站，河南周口 466000；3.河南華安機械有限公司，河南商水 466100）

目前，農村果蔬、中藥材等土特產的種植業(yè)已成為我國農村經濟支柱產業(yè)。為提高土特產品的附加值、降低在鮮食及鮮售中的浪費及污染，需要及時對鮮品進行加工，干制是土特產品加工的主要形式之一。通過對辣椒、香菇、菊花和地黃等土特產品進行干制，不僅是高效、批量轉化加工土特產鮮品，實現資源的綜合利用和產品增值的重要手段，而且還是增加農民收入、促進土特產品種植業(yè)穩(wěn)定快速發(fā)展的一個途徑，能夠帶動貧困地區(qū)的經濟發(fā)展和貧困人口的脫貧增收。

干制是指采用一定的技術將新鮮土特產品中的水分脫去，使物料以低水分狀態(tài)進行保管的一種加工方法[1]。土特產品為塊、條、片、顆粒等形狀，可采用晾曬或人工干制等方式進行干燥。據統計，市場上約90%的土特產品由熱風干燥技術加工獲取，烘房式、網帶式等干燥設備能夠控制風溫，具有效率高、用人少、耗能低、烘后制品干燥均勻等特點，能滿足多種農副產品干制的工藝要求，干制品質較好且能保證干制產品的衛(wèi)生。烘干機成為目前的主流干燥設備，在土特產品的干制中得到廣泛應用。

烘干機類型眾多，5HDG型系列果蔬烘干機適用于中藥材的根莖葉，蔬菜的根莖葉及切片、塊，水果的整果及切片，煙葉、紅薯淀粉塊等物料的烘干處理，是為中藥制藥企業(yè)、農副產品經營專業(yè)戶、農副產品種植合作社而開發(fā)的烘干成套設備，可為農業(yè)種植戶減少晾曬環(huán)節(jié)、降低霉爛變質損失風險、增加種植收益。

1 5HDG型系列果蔬烘干機的結構及型號

系列果蔬烘干機的技術參數見表1，5HDG型系列果蔬烘干機外形及結構示意圖見圖1。

以5HDG型系列果蔬烘干機為例，烘干機主體為鋼制結構，成套設備由烘干箱、循環(huán)風機、排濕風機、加熱管、機電編程自動控制裝置等部分組合而成，可配備熱泵、電加熱、生物質或天然氣等加熱裝置，設備特點：①無需地基，安裝簡單；②批量固定烘干，可實現烘干物的大幅度降水；③大風量，干燥降水快，烘干效率高；④分段智能控溫降水，有效保持干燥物料原有的色、香、味等品質；⑤多品種物料干燥，烘干物料適應性強；⑥智能操作，可多臺聯機生產；⑦采用清潔能源，干燥無污染。

表1 系列果蔬烘干機的技術參數

圖1 5HDG型系列果蔬烘干機外形及結構示意圖

2 5HDG型系列果蔬烘干機的工作原理

該機采用熱風干燥技術，通過干燥介質將熱量傳遞給物料，物料吸收熱量后，即產生水分由物料表面到干燥介質中的外擴散、物料內部水分到物料表面的內擴散，當2個擴散一直持續(xù)到物料中的水分降至干制品含量要求為止。

3 5HDG型系列果蔬烘干機的干制工藝

根據物料含水量和氣候條件的不同，設定該物料的干燥參數。當參數設定后，向箱體內推入平鋪在托盤上經過清理后的物料小車，關閉密封門；啟動電源開啟熱風機供風即開始烘干作業(yè)，物料與熱風接觸受熱，使物料自身的水分由內向外排出；當物料烘干水分含量達到接近要求值時，控制系統自動關閉加熱管，風機繼續(xù)工作，約2 min后風機自動關閉，蜂鳴器報警烘干過程結束，然后取出物料，完成該批次烘干的整個工藝過程。

3.1 采摘與揀選

原料應盡量做到是同批次采摘，不同批次采摘的物料應盡量分批烘干。揀選出有斷裂、霉斑、損傷或蟲蛀的物料，同時清除灰塵、葉梗等雜物，以保證干制后成品品質。

3.2 物料裝盤、裝車

根據物料的干燥特性，按物料大小、粗細分類裝盤，如辣椒可裝入3～5 cm厚度，貢菊、香菇只能裝單層；要求攤料均勻，且各盤裝料質量、厚度一致。

烘盤裝車時應注意保持水平，若遇阻礙應及時修正，不可硬裝。烘房內應裝滿烘車，若物料量不足以裝滿烘房內全部烘盤時，應從下往上同樣間隔放置烘盤，并保持烘車裝盤數量基本一致。烘車應平穩(wěn)推入烘房，避免大幅振動。

3.3 烘干

香菇烘干成品見圖2，以香菇烘干為例的干燥工藝見表2。

圖2 香菇烘干成品

表2 以香菇烘干為例的干燥工藝

自動控制烘干過程結束后，在烘房內不同部位取3次以上成品測量平均水分。烘后的出車應置于緩蘇房內冷卻至室溫，再進行分揀分級；干品應在干燥、通風環(huán)境下密閉儲存，且避免長時間日照。

3.4 果蔬、中藥材等農副產品的干制及效果

3.4.1 菊花干制及效果

菊花干制需經歷采摘、擺放、烘干3道環(huán)節(jié)和菊花定型期、除濕保質期、烘干期3個烘干過程。

（1） 采摘。采花時間在10月上旬后，每隔3～5 d采摘1次；初期采摘約占產量50%，中期采摘約占30%，后期采摘1次，約占產量20%；后期采摘需注意菊花避霜，霜打變色，其品質降低。

（2） 采花標準?；ɡ俅蟛糠珠_放、花色亮黃、花瓣平直、花心散開60%～70%時為采收適宜時期，若待花蕾全部開放時再采收，則加工后的藥性或茶質變差。

（3）采摘方法。用食指和中指夾住花柄，向懷內折斷，邊采邊分級。操作熟練的采摘工可采鮮花60～70 kg/d。

（4）擺花。將采后鮮花倒入托盤，注意將花瓣朝上，一朵挨一朵擺放，不能重疊，也可雙層壓縫擺放，以降低烘干成本。

（5）裝車。擺好的花盤可直接放入烘車上，等全部擺放完畢后，可將烘車推入烘房進行烘干。

（6） 烘干。5HDG-25型果蔬烘干房為自控烘干機，設置好工藝參數，將料車推入烘干房后關門開機即可，無需人員值守；烘干菊花的操作要點：①菊花定型期：烘干溫度35～40℃，時間24 h，濕度控制在60%；②除濕保質期：烘干溫度45℃，時間10 h，濕度控制在28%；③降水烘干期：烘干溫度55℃，時間3～5 h，濕度控制在15%。

（7） 菊花干制的經濟效益。5HDG-25型烘干機采用推車分層擺放托盤烘干菊花，機內按兩行三車擺放，每車17層雙托盤為34個托盤，每盤約裝3 kg，烘干機內6個推車共裝612 kg鮮菊，干物產率4～5∶1，可得干菊 125～150 kg；烘干用電 600 kW·h，0.5元/kW·h，電費為300元，菊花干燥成本2.0～2.4元 /kg。

3.4.2 辣椒干制及效果

辣椒烘干的加工工藝包括鮮辣椒采摘、運輸與貯藏、加工前預處理、烘干、選撿、包裝和入庫等工序。辣椒收獲正值秋雨頻繁的雨季，需及時干燥而避免霉爛現象發(fā)生。以5HDG-25型果蔬烘干房干燥鮮椒為例進行分析。

（1） 鮮椒采摘與存放。選擇采摘已完全成熟、顏色正常且果實完整的鮮辣椒，在運輸和堆放過程中要求通風良好，尤其是堆放高度不應高于1 m、堆放時間不宜超過30 h，否則會腐變；通過預處理去除辣椒根、莖葉枝等雜質物。

鮮椒的采摘與堆放見圖3。

圖3 鮮椒的采摘與堆放

（2） 裝料。5HDG-25型果蔬烘干房內按兩行三車擺放，每車17層雙托盤為34個托盤，每盤約裝6 kg，烘干機內6個推車共裝1 224 kg鮮辣椒。

辣椒堆放厚度力求一致，推車托盤一般以5～7 cm厚為宜，堆放適宜，透氣性好，風阻小，烘干速度快，有利于熱交換；若裝料太多或堆放過厚，熱空氣與辣椒的接觸時間相對縮短，熱量利用率低，阻力增大，熱空氣無法穿透物層，物料在定色保質期塌架變型，色澤變暗，品質變差，烘干效率下降，烘干費用升高，物料價值降低。

（3）辣椒烘干特點。一是熱風溫度、堆料厚度涉及到辣椒烘后的品質、烘干效率和烘干成本、烘后價值，需保證多品種干燥時顏色不變、椒形不變；二是辣椒含十幾種主要營養(yǎng)成分，不能降低鮮辣椒的營養(yǎng)成分，需考慮所用風溫對辣椒主要成分品質和價值的影響，不宜選擇較高的熱風干燥溫度。實踐證明：5HDG-25型烘干機在30～65℃適宜溫度范圍采用分段智控干燥法是辣椒干燥保質的較佳工藝。

以5HDG-25型果蔬烘干機烘干線椒的工藝見表3。

表3 以5HDG-25型果蔬烘干機烘干線椒的工藝

（4） 出料儲存。

小車托盤烘干與出料見圖4。

圖4 小車托盤烘干與出料

（5）辣椒干制的經濟效益。鮮辣椒的干物產率為4～5∶1，5HDG-25型烘干機的干燥成本（1 200～1 500 kg/批次） 為1.4～2.0元/kg，該機型購置價格便宜，客戶易于接受；5HBG-30型烘干機，以熱泵為熱源，容積大、裝料多、熱效率高，干燥成本為0.9～1.1元/kg，使用操作方便，與燃煤爐烘干成本相當，是燃煤烘干機的理想替代產品，使用方向符合國家環(huán)保政策，應用前景及干燥成本農戶也在逐步接受。

3.4.3 地黃干制及效果[2]

地黃是河南焦作地區(qū)種植的重要經濟作物，農戶收獲后大多先將鮮地黃進行初步干燥后再銷售，干制后的生地黃不僅能保持地黃的藥性，且銷售價格比鮮地黃高4～7倍，可大大提高農戶的經濟收入。但地黃含水量較高，屬于典型的熱敏性多孔膠體的極難烘干物料，不僅對干燥工藝要求極其嚴格，若風溫控制不當，就會出現干地黃品質下降，造成有效成分流失、分解、性味消失，甚至喪失藥用價值等[3]；而且產量高，收獲集中且不易存放，需及時干燥。采用多層網帶式烘干機和干燥段3+冷卻段1的干燥工藝[2]，符合地黃的干燥特性和降水規(guī)律。

網帶式烘干機見圖5。

圖5 網帶式烘干機

（1）分類裝機。將鮮地黃按塊莖粗細分類分別裝機，Ⅰ類（地黃直徑＜2 cm）裝在烘干機下層、Ⅱ類（2～5 cm） 在中層、Ⅲ類（＞5 cm） 在上層，每層物料厚度約為10 cm；再分別在箱體的熱風進口、箱體中部左右兩側布置測溫點，檢測機內熱風的分布情況，驗證鮮地黃的干燥參數和設備運行模式。

（2）烘干。根據地黃干燥特性及降水規(guī)律，烘干機延長了第3階段烘干時間，又增加一個地黃烘后的冷卻段，并對前3個階段的風溫變化進行檢測，以確保地黃烘后的品質。

第1階段為排濕段：從點火開始計時，進風口溫度在2～4 h內升高并維持至140℃左右，此階段需20～24 h，烘干機內溫度升高并維持在55～60℃，直至地黃色澤呈現白色、表皮略有皺縮、塊莖略微變軟時結束，并經常觀察地黃的表皮縮水情況，以便于靈活掌握烘干的溫度和時間。

第2階段為干燥段：當地黃的排濕段完成后，關閉進料口，排濕口半開，進風口風溫由140℃逐漸降為120℃，機內維持在70℃左右的風溫14～18 h，直至地黃塊莖明顯皺縮，手拿地黃塊莖兩端有頂手、通體變軟的感覺即可。

第3階段為大塊莖地黃的降水階段：需將進風口風溫降至110℃，機內溫度維持在60℃左右，促使Ⅱ類、Ⅲ類大塊莖地黃能夠均勻降水，防止在烘干過程中因持續(xù)高溫使較大塊莖地黃內部出現空心現象，維持此溫度直至烘干結束，烘干需24～26 h，地黃品質則為斷面無白心、塊莖表面頂手、內無硬心。

烘干機內底部2層的地黃塊莖相對要小些，加之熱風從底部進入，故底部兩層地黃受熱快，降水也快，經過60 h的烘干，已達到烘干標準，可先行排出。上部3層地黃則繼續(xù)烘干，直至達到烘干要求，其優(yōu)勢在于：①上層物料在下移過程中會出現翻動現象，有利于地黃均勻受熱與快速降水；②在保證烘干效果的同時縮短了干燥時間，節(jié)省能源。

第4階段為冷卻段：烘干結束后開風機吹冷風，將地黃冷卻至室溫；在地黃逐漸變硬并達到烘干品質后，開啟網帶驅動電機，將剩余3層地黃放出，同時挑出塊莖較大而未達到烘干要求的地黃，在下一次烘干作業(yè)時再復烘24 h。

烘后地黃及優(yōu)級地黃的斷面效果見圖6。

圖6 烘后地黃及優(yōu)級地黃的斷面效果

整個地黃烘干結束，在排出最后3層干地黃的同時，烘干機內補進新鮮地黃，這不僅能保證地黃烘干過程的連貫性，還省去點火升溫的過程，節(jié)省時間與能源。在補加鮮地黃時需注意，在底層網帶靠近出料口處預留出2 m左右的距離，將需復烘的地黃通過烘干機側壁觀察窗投入，直至達到烘干要求時排出。

（3）地黃烘干效果分析。為與傳統土炕烘干性能作對比，參照地黃的干燥特性和烘干機試驗標準，制定地黃干燥的技術指標：干燥處理量、單位裝料量、降水幅度、干物產率、一次合格率、生產率、烘后品質、烘干作業(yè)費用和單位成本費。

2種烘干方式生產指標對比見表4，2種烘干方式品質指標對比見表5，2種烘干方式成本及干地黃價格分析見表6。

表4 2種烘干方式生產指標對比

表5 2種烘干方式品質指標對比

表6 2種烘干方式成本及干地黃價格分析

由表4～表6可知，與傳統土炕烘干地黃相比，網帶式烘干機的單位面積裝料量提高2倍，干燥時間縮短50%，日均干燥處理量提高4倍以上，生產率提高8～9倍，干物產率提高4.77%，一次合格率提高29.7%，每1 kg干地黃的耗煤量降低0.71 kg；在用工數相同的前提下，由于機械烘干的處理量增大、干燥時間縮短和品質提高，其單位成本僅為后者的38%，烘后地黃售價提高2.0～3.0元/kg。

4 果蔬及土特產等干燥的注意事項

烘干機的機型、干燥工藝、設備利用率和加熱方式等是決定物料烘后品質好壞、干燥費用高低的關鍵因素，切不可忽視烘干機的選用。

（1）果蔬等農副產品的形狀決定所選烘干設備的機型，對辣椒、香菇、菊花煙葉等塊狀、條狀、散粒狀及不耐壓的物料，宜選用烘房干燥；對量大、上市集中的地黃、花生等物料，宜選用網帶式烘干機干燥。

（2）干燥溫度對物料烘后品質影響極大，應根據物料特性制定分段加熱的干燥工藝，通常分為排濕段或定型段、除濕保質或降水烘干段和冷卻段，以滿足不同物料的干燥需要。設備內最高風溫不宜超過75℃，過高風溫會使物料表面形成硬殼，直接影響后續(xù)的降水過程與烘后品質。企業(yè)提供的烘干工藝僅供參考，凡首次烘干的物料都必須進行試烘，經完善提高、滿足烘干要求后，才能正式投入批量烘干。

（3）烘干機利用率的高低和加熱方式是決定干燥成本的關鍵因素，選用多用途的烘房，可用于不同收獲期的農副產品的干燥，使用期較長，干燥費用低；選用來源廣泛、價格低廉、對品質無污染的能源作燃料，干燥費用也低。另外，現在人工費用較高，一些自動化程度高、用人少的設備，也能降低干燥費用。