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云南省文山州果蔬烘干机应用现状与建议

2022-05-10李启雄

科学家 2022年4期
关键词:建议现状

李启雄

摘要:文山壮族苗族自治州(简称文山州)地处祖国西南边陲的云南省东南部,东与广西壮族自治区百色市接壤,西与红河州毗邻,北与曲靖市相连,南与越南社会主义共和国接界。最高海拔2991.2米,最低海拔107米,土地总面积31456平方千米,其中:山区和半山区占总面积的97.0%。

关键词:果蔬烘干机;现状;建议

文山州是云南省重要的中药材生产基地,中药材种植面积超过100万亩,主要种植三七、砂仁、重楼、黄精、白及等,其中种植三七面积超过20多万亩,是文山三七重要原产地;辣椒年种植面积180余万亩,是云南省优质辣椒主产区之一;年种植烟叶面积达38.9万亩,是云南省优质卷烟生产的重要基地;同时还盛产砂仁、草果、八角、玫瑰花、生姜、姬松茸等农特产品。这些农特产品传统的烘干方式是收获后主要依赖光照通风自然晾晒或是收获后使用传统烤房进行烘干,受晒场限制及节令气候的影响,在烘干过程中温度、湿度、污染物难以控制,致使农特产品的色泽和品质受到影响,难以满足农特产品的产量、质量要求。

新型果蔬烘干技术,是利用热空气对流循环式干燥技术,与传统烘干技术相比,有节能效果显著、烘干物料的品质保持得更好等优点,尤其适用于干燥敏感性及挥发性产品,提高了物料的品质。同时在烘干过程采用智能控制温度和湿度技术,内置多种烘干工艺曲线,大量节省了人力成本,达到省时、省工和提高农产品品质的目的。因此,新型果蔬烘干技术的普及应用对于文山州农业特色产业发展具有积极的促进作用。

一、果蔬烘干机发展情况

為调整优化农机装备结构、提升农机化水平,充分发挥财政农机购置补贴资金的带动作用,文山州以果蔬生产加工大县为重点示范点,辐射至全州;以农村合作社为主体,进一步推广新型果蔬烘干技术,提高果蔬烘干机占有率、利用率,增加烘干农特产品品种、提升产品质量、实现节本增效、农民增收。从2015年起,结合文山州实际,当地农机推广部门和专业合作社引进适用的果蔬烘干机具在全州范围内进行示范,加快发展三七、烤烟、辣椒等主要农特产品的烘干技术推广,加大培训力度和推广规模,逐年提高果蔬烘干机在国家农机购置补贴项目中数量和资金的占比。至2021年底,全州实现拥有果蔬烘干机5700台以上,年烘烤辣椒、三七、砂仁、草果、八角、玫瑰花、生姜、姬松茸等农产品4500万公斤以上,实现节本增效18000万元以上。

二、实施技术路线、采取的技术措施等

(一)项目实施路线

针对文山州主要农特产品烘干的需要,文山州农机推广部门和专业合作社于2015年开始引进果蔬烘干机在文山、砚山、丘北三县(市)进行三七、烤烟、辣椒等农特产品的烘干试验示范,通过试验示范、国家农机购置补贴介入、深入企业沟通协调、农户家中上门指导等方式,通过不断的技术改造提升,烘烤工艺路线改进,所推广的热风干制式烘干机技术与传统方式干燥设备技术相比具有较大优势,几年来共引进示范推广果蔬烘干机5706台,为我州的农特产品烘干技术推广提供了有力保障,引进示范机型主要有容积40立方米以上燃煤热风干制式果蔬烘干机,主要机型有: 5HG-40、5HG-40A、5HG-40、5HG-49A、5HG-49B等型号。

(二)燃煤热风干制式果蔬烘干机技术特点

结合文山州主要用于烘干三七、烟叶、辣椒、砂仁的实际,选定推广燃煤热风干制式果蔬烘干机。热风干制式果蔬烘干机俗称热风烤房,其结构主要由供热系统、通风排湿系统、智能化控制系统、物料室和加热室等5大系统构成。热风烘干技术是一种功效较高的热空气对流循环式干燥技术,该技术可以智能化控制干燥热风的温度、湿度来实现干燥时间短、干燥物料品质好的目的,且有投资少、成本低、生产量大、操作简单、维修方便、经济效益好等特点。

果蔬烘干技术是一个连续的加工过程,根据作物变化进程中前后特点和差异,把烘干进程中分为若干阶段或时期。在不同阶段对干球温度、湿球温度和排湿有不同的要求,果蔬烘干机的自动控制器能在不同阶段所设定的相应的参数,根据这些参数从而实现了自动化。用参数与烘干时间的函数关系汇成曲线图,即为烘干工艺曲线。不同农产品有不同的烘干工艺曲线,也是烘干工艺的技术核心。

1. 烟叶烘干工艺

烟叶烘干一般分为变黄期、定色期和干筋期。变黄期以变黄为主,干燥为辅;定色期则以干燥为主,变黄为辅,二者是相辅相成的。干筋期主要是排除主脉水分,主脉结构紧密,体积大、细胞水分转移距离远,汽化排除缓慢,必须进一步升温降湿才能达到干筋目的。其温度、湿度和时间的关系如下表:

观察目标 关好门,使湿球温度与干球温度值接近。干燥地区可适量外水。本时间只为稳火。 上台烟耳变黄 上台烟边缘变黄,叶卷,下台烟耳变黄。 上台叶片全变黄,下台九成以上变黄。开始升温,可使用自动排湿, 上台烟叶勾尖卷边,下台烟叶全黄(包括叶脉) 上台叶片打卷筒,主脉发软。 上台叶片全干,主脉变黄。 上台主脉猥琐。 上台主脉干4-5成。 完全烘干

根据以上数据,以时间(单位:h)为横坐标,干球温度、湿球温度(单位:℃)为纵坐标,可绘制出烟叶烘干的工艺曲线图如下:

烟叶烘干受含水量、个体大小、装填数量等因素的影响,跟据当地实际情况做出科学合理的调整。

2. 三七烘干工艺

三七的烘干相对烟叶烘干简单,一般分预热、干燥、脱水三个阶段。(1)预热阶段。将鲜三七置于烘干房内,堆放厚度均匀,逐渐升温。在1~8小时内缓慢将干球温度提升至45~50℃,湿球温度为30~32℃,不排湿,若三七湿度过大,可少量排湿。(2)干燥阶段。将烤房内干球温度提升到50~55℃,湿球温度设定为30℃,开启自动排湿模式,烘干15~20小时,注意观察是否有热风“死角”。(3)脱水阶段。此阶段干球温度保持在55~61℃,湿球温度设定为28℃,开启自动排湿模式。受三七个体大小和堆放厚度的影响,时间不固定,直至烘干,一般约为24小时。

根据以上数据,以时间(单位:h)为横坐标,干球温度、湿球温度(单位:℃)为纵坐标,可绘制出三七烘干的工艺曲线图如下:

3. 辣椒烘干工艺

由于辣椒含水率很高,一般在75%-85%。在烘干时采取分两个段烘干。即辣椒含水率在50%以上时,采用45—50℃温度烘干,这一阶段用时8—28小时。用时的多少取决于辣椒的含水率、堆放厚度、个体大小等因素,这一阶段主要踩堆发汗,作用是调质,辣椒油向表面渗透,使辣椒色泽一致,表面红润光滑,提升品质。同时促使辣椒含水率保持平衡。有效减少辣椒烘干时出现花斑、发黄、空壳现象。第二阶段则可将温度提升至55—60℃,果蔬烘干机自动排湿,直至烘干,一般用时20—22小时。

根据以上数据,以时间(单位:h)为横坐标,干球温度、湿球温度(单位:℃)为纵坐标,可绘制出辣椒烘干的工艺曲线图如下:

当含水率降至45%以下时,升温可稍快,但温度不宜过高,最好不超60℃。

4、砂仁烘干工艺

砂仁是近几年来文山州发展起来,农民增收较快的一个产业,它的烘干分三个阶段,用时65-70小时。

观察目标 关好门,使湿球温度与干球温度值接近。本时间只为稳火。 此阶段为升温关键时期,干球温度保持45°及时排湿,为砂仁干燥期间 中期为砂仁由内往外干燥,干球温度切记不能高于50°,从而影响砂仁的表皮颜色

快速升温至目标干球温度,此阶段为定型,烘烤8小时左右,进行下一阶段 此阶段为砂仁快速烘干阶段,根据砂仁的实际情况决定烘干时长,(注:干球温度不能超60°烘烤为宜)温度越高砂仁内部会逐渐变黑,直至烤糊)

根据以上数据,以时间(单位:h)为横坐标,干球温度、湿球温度(单位:℃)为纵坐标,可绘制出砂仁烘干的工艺曲线图如下:

(三)热泵烘干技术的特点

近几年来,由于热泵烘干具有节约能源、烘干品质好、省时、温度容易调节及对环境友好,在砂仁、玫瑰花、生姜、姬松茸、莴笋等农特产品烘干使用也开展了探索,取得了很好的经验。热泵干制主要依靠空调制冷的原理使空气中的水分冷凝来降低干燥空气的湿度,从而使其具有干燥能力。热泵干燥机的主要部件是压缩机、蒸发器、膨胀阀和冷凝器。

一、节约能源

节约能源且环保无排放是热泵主要的优点。热泵低温(40~75℃)烘干时可节约能耗40%~80%(对比燃煤、燃油、电加热、生物质等)。热泵烘干技术应用在烟叶、木材、果蔬、粮食等应用脱水中节能甚至高达90%。

2、烘干产品品质好

热泵烘干是一种温和的烘干方式,接近自然烘干。表面水分的蒸发速度与内部水分向表面迁移速度比较接近,使被烘干物品的品質好、色泽好、产品等级高。用普通的烘干方法得到的芳香类挥发性物质保留少、耐热性差的维生素保留低、颜色变化较大。例如:用传统烘干得到生姜的生姜素保持率仅为20%,而用热泵烘干得到的生姜素保持率高达26%。

3、烘干参数易于控制且可调范围宽

热泵烘干过程中,循环空气的温度、湿度及循环流量可得到精确、有效的控制,且温度调节范围为-20 ~100℃ (加辅助加热装置),相对湿度调节范围为15%~80%,适合于热敏性物料的烘干。

4、环境友好

物料烘干不仅要求提高产品质量和节约能耗,同时必须对环境友好。传统烤房利用可燃性材料烧烤,排放一氧化碳等有毒气体,危害人体健康;高温热泵在整个过程当中,实现零排放,真正绿色烘干。

5、省时

现有燃煤烤房由于升温时的误操作和燃烧时间等因素导致升温慢,造成烘烤时间的浪费,新一代空气能环保烤房控制温度准确,时间可设定,从而大大节省了烘烤时间。

(四)保障措施

1. 加强领导,密切配合。为保障果蔬烘干技术示范推广取得实效,成立项目领导小组和技术指导组,领导小组负责项目的组织领导、协调、统筹规划布局、协调技术和机具配套、督促检查项目实施等工作。技术指导组负责研究果蔬烘干技术方案并组织实施,做好技术宣传与培训、现场指导、核实验收等工作。

2. 制定方案,大力推广。在项目实施中,按照技术方案的要求,采取统一安装、统一登记造册、统一技术培训、统一管理技术等措施,促进果蔬烘干技术落实到村(组)、到农户,提高技术到位率、确保各项技术配套落实到位。

3. 强化宣传,营造氛围。通过发放宣传资料、召开群众会等方式,广泛宣传果蔬烘干技术省工、省时和提高品质效果,提高农民应用果蔬烘干技术的自觉性和主动性,及时总结和宣传好经验、好做法,营造良好的舆论氛围。

4. 加强培训,促进操作。加强果蔬烘干技术操作培训服务,建立并完善果蔬烘干技术作业的技术模式、作业规范和质量标准。机具安装调试完成后,随机具提供一套完整的技术资料,包括使用说明书、维修保养手册,并组织农户由技术工程师提供使用操作和维修培训。培训内容包括:设备正确操作使用知识,识别故障及必要的恢复方法。

5. 督促检查,建立档案。加强指导协调,组织检查和督促。充分发挥财政补贴资金的带动作用,推动党的强农惠农政策落到实处,对果蔬烘干技术示范进行全程记录,收集整理图片、文字、影像等材料,建立技术档案。

四、项目实施结果效益分析

2015-2021年,通过试验示范推广及国家农机购置补贴这项强农惠农政策的实施带动,7年来文山州八县市共推广使用果蔬烘干机具5706台,其中享受国家补贴共3382.6万元,带动农户投入近10000万元,特色农产品种植与加工农户购置果蔬烘干机积极性迅速高涨,年烘烤辣椒、三七、砂仁、草果、八角、玫瑰花、生姜、姬松茸等农产品5000万公斤以上,实现节本增效18000万元以上,同时果蔬烘干技术由于热效率比传统燃煤干燥效率高,废气集中排放相对减少,对优化环境,确保可持续发展,具有积极作用,取得了良好的经济效益和社会效益。

五、存在问题及发展建议

果蔬烘干机几年来的推广使用,也存在一些问题。

一是果蔬烘干机设计有些地方不合理。如有的型号热风炉壁厚度不够、送料门设计不合理、风机风向不能调整、板材质量不适应、对部分农产品不能智能烘烤等问题。

二是果蔬烘干机没有国家标准、行业标准,仅有团体标准,无地方标准,各生产企业都是按自己的团体标准或企业标准进行生产,导致产品质量参差不齐。

三是是科技含量不高。当前使用的果蔬烘干机,绝大部分都属于燃煤果蔬烘干机,而绿色节能、优质高效的热泵产品使用很少。

四是创新能力不足。适用于高价值经济作物的烘干技术缺乏,如烘烤干花卉、中药材等。

下步发展建议:

(一)制定标准,提高准入门槛。

云南省目前虽然已出台发布了果蔬烘干机的团体标准,但团体标准属于市场行为,为规范产品技术要求、试验方法、检验规则,提升果蔬烘干机适用性、安全性和可靠性,应制定果蔬烘干机地方标准、行业标准、国家标准。

(二)政策引导,加快推广应用。

结合当前实施的农机购置补贴政策,依据分类分档、定额补贴要求,合理确定补贴额度,引导绿色节能、优质高效果蔬烘干机的推广应用,以消费的方式鼓励企业创新技术,提高质量,逐步淘汰质量低劣、性能差、污染高的产品。

(三)技术创新,引领行业发展。

质量是企业的生命是企业的灵魂,在增强创新潜力的基础上,努力提高产品质量和服务水平。不断创新,才能提高企业竞争力、提高市场知名度、扩大市场占有率、引导同行业的发展,最终让农民用上高效、安全、环保的产品,让使用者真正受益。

参考文献:

[1]卢俊. 文山州果蔬烘干机示范推广[J]. 农家科技, 2019.

[2]彭晶晶. 新时期果蔬烘干机的种类与运用研究[J]. 2020.

[3]张崇良, 侯燕波, 余红斌. 云南发展果蔬烘干机的几点思考[J]. 农机科技推广, 2019(1):2.

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