花生莢果烘干設(shè)備研究現(xiàn)狀及展望

王嘉麟 謝煥雄 顏建春

摘要：花生是我國(guó)重要的經(jīng)濟(jì)作物與油料來(lái)源，對(duì)其產(chǎn)后烘干設(shè)備的研究是花生產(chǎn)地干燥系統(tǒng)中的重要環(huán)節(jié)。為此，在查閱大量文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，綜述國(guó)內(nèi)外花生烘干設(shè)備的研究現(xiàn)狀，介紹箱式花生烘干機(jī)、回轉(zhuǎn)圓筒式烘干設(shè)備及就倉(cāng)干燥的結(jié)構(gòu)與工作原理，闡述適合花生烘干設(shè)備的熱源配置，分析存在的問(wèn)題，在此基礎(chǔ)上對(duì)未來(lái)花生烘干設(shè)備提出展望。

關(guān)鍵詞：花生;烘干設(shè)備;莢果;研究現(xiàn)狀;展望

中圖分類號(hào)： S226.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)：1002-1302（2019）01-0012-05

花生在我國(guó)是一種重要的土下經(jīng)濟(jì)作物，同時(shí)也是我國(guó)的四大油料作物之一[1-2]。2016年世界收獲的花生面積約為2 540萬(wàn)hm2，產(chǎn)量約為4 220萬(wàn)t，其中花生在我國(guó)的種植面積約為475萬(wàn)hm2，約占世界花生種植面積的16.68%，產(chǎn)量約有1 700萬(wàn)t，約占世界總產(chǎn)量的40.26%，花生種植面積和產(chǎn)量分別位居世界第2位和第1位[3-5]。花生內(nèi)蘊(yùn)含豐富的脂肪和蛋白質(zhì)，具有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。由于剛收獲的新鮮花生水分較多，生物作用強(qiáng)，所以剛收獲的鮮花生貯藏不便，易產(chǎn)生霉變，進(jìn)而生成具有很強(qiáng)致癌性的黃曲霉毒素[6]，從而導(dǎo)致花生變質(zhì)，造成不必要的浪費(fèi)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年占總產(chǎn)量10%～20%的花生因?yàn)槊棺儺a(chǎn)生黃曲霉毒素，導(dǎo)致嚴(yán)重的浪費(fèi)，造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。采摘后的花生絕大多數(shù)須進(jìn)行烘干處理才能長(zhǎng)期地貯藏和后續(xù)地加工[7-8]。對(duì)花生莢果的烘干采用的傳統(tǒng)的作業(yè)方式是人工田間翻曬，但因受場(chǎng)地、天氣等環(huán)境因素影響較大，干燥周期長(zhǎng)，干燥狀態(tài)不穩(wěn)定，易受污染[9]。隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，花生莢果烘干要求越來(lái)越高，作業(yè)量也越來(lái)越大，傳統(tǒng)的人工翻曬方法已經(jīng)無(wú)法滿足花生莢果產(chǎn)后加工的實(shí)際需求，因此實(shí)現(xiàn)花生莢果產(chǎn)后烘干技術(shù)全面機(jī)械化是未來(lái)花生莢果產(chǎn)后烘干的必由之路。

目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于花生莢果產(chǎn)后烘干設(shè)備的研究呈現(xiàn)出多元化發(fā)展趨勢(shì)，理論研究較多，現(xiàn)有的花生莢果產(chǎn)后烘干設(shè)備多為兼用烘干機(jī)，存在烘干不均、沒(méi)有配套控制設(shè)備、難以保證花生品質(zhì)等特點(diǎn)，這也是我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程中要克服的問(wèn)題之一[10-11]。通過(guò)分析現(xiàn)有的花生莢果烘干設(shè)備，了解其研究概況及未來(lái)的發(fā)展模式，可以促進(jìn)我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后加工裝備的發(fā)展，有利于實(shí)現(xiàn)全面農(nóng)業(yè)機(jī)械化的目標(biāo)。

1 花生莢果烘干設(shè)備研究現(xiàn)狀

隨著工業(yè)技術(shù)水平的提高，農(nóng)業(yè)技術(shù)也得到了快速發(fā)展，從傳統(tǒng)的人力工作方式發(fā)展為如今的大規(guī)模機(jī)械化工作方式。花生莢果的烘干方式也從傳統(tǒng)的田間晾曬朝著大中型烘干機(jī)的方向發(fā)展。一臺(tái)烘干機(jī)主要由風(fēng)機(jī)、熱源裝置、物料箱、卸料裝置組成[12-13]。其中，熱源的合理選擇和物料箱的合理設(shè)計(jì)對(duì)花生莢果的烘干效率及烘干品質(zhì)有著重要的影響，也是國(guó)內(nèi)外科研人員的重點(diǎn)研究方向。

1.1 國(guó)外花生莢果烘干設(shè)備研究現(xiàn)狀

國(guó)外對(duì)花生莢果烘干設(shè)備的研究時(shí)間較長(zhǎng)、發(fā)展速度快、技術(shù)手段較為先進(jìn)，目前正朝著大型化、智能化、人性化、綠色化方向發(fā)展。國(guó)外早在20世紀(jì)40年代就開始對(duì)花生的烘干設(shè)備及技術(shù)進(jìn)行了研究，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展花生的烘干技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了一定的高度，以美國(guó)為代表的發(fā)達(dá)國(guó)家掌握著先進(jìn)的花生烘干技術(shù)和設(shè)備[14]。美國(guó)烘干花生主要分2步：第1步進(jìn)行田間晾曬;第2步將晾曬完成達(dá)到一定含水率的花生莢果收集進(jìn)行集中烘干處理。此種方法主要依靠當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)地加工系統(tǒng)進(jìn)行，將烘干系統(tǒng)與機(jī)械收獲、倉(cāng)儲(chǔ)加工完美結(jié)合起來(lái)，可以減少不必要的人力、物力，提高工作效率。首先用挖掘收獲機(jī)將花生進(jìn)行挖掘處理，挖掘后的花生果與秧直接留在田間進(jìn)行晾曬處理，充分利用太陽(yáng)能這個(gè)取之不盡用之不竭的清潔能源，降低烘干成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。當(dāng)留在田間晾曬的花生莢果含水率達(dá)到一定程度時(shí)，用撿拾收獲機(jī)進(jìn)行花生的撿拾收獲，在此過(guò)程中同時(shí)實(shí)現(xiàn)花生的果秧分離、雜質(zhì)清選。然后直接將收獲的花生莢果裝入專用的烘干車中，運(yùn)送至較近的干燥站進(jìn)行集中烘干處理。由于在干燥處理過(guò)程中充分利用太陽(yáng)能資源，相比直接將新鮮花生莢果進(jìn)行機(jī)械烘干處理節(jié)約了燃料，提高了干燥效率，降低了花生霉變的風(fēng)險(xiǎn)[15-16]。

澳大利亞也種植一定規(guī)模的花生，主要集中在阿瑟頓高原地區(qū)和南部昆士蘭地區(qū)，其中阿瑟頓高原地區(qū)主要采用車載箱式干燥裝備（即美國(guó)花生干燥模式），車載箱式烘干設(shè)備主要由儲(chǔ)氣罐、控制單元、鼓風(fēng)機(jī)、加熱單元、烘干箱體組成。南部昆士蘭地區(qū)主要采用干燥-倉(cāng)儲(chǔ)一體化設(shè)施。

在烘干能源的選擇上，國(guó)外主要使用天然氣或者是液化氣這類對(duì)環(huán)境造成影響較低的清潔能源作為加熱能源。由于采用兩段式烘干方法，國(guó)外在利用太陽(yáng)能方面也加大了重視，有的外國(guó)學(xué)者提出采用太陽(yáng)能作為部分加熱熱源，可以有效降低燃燒作業(yè)過(guò)程中的能源消耗程度。

我國(guó)的花生種植規(guī)模雖然大于美國(guó)，但人均規(guī)模較小，且受到不同地域影響，人們的使用習(xí)慣不同，若直接引進(jìn)國(guó)外花生烘干設(shè)備，不適合我國(guó)的具體國(guó)情，且此套產(chǎn)地干燥系統(tǒng)投資過(guò)大，一次性投資過(guò)高[17]。

1.2 國(guó)內(nèi)花生莢果烘干設(shè)備研究現(xiàn)狀

我國(guó)的花生莢果烘干設(shè)備研究較晚，目前使用的多為兼用的糧食烘干機(jī)，沒(méi)有專門用于花生莢果烘干的設(shè)備，且其烘干質(zhì)量差，效率低難以滿足目前花生烘干的要求[18]。針對(duì)這一情況，我國(guó)科研人員進(jìn)行了大量的研究。在干燥技術(shù)上，王安建等對(duì)花生熱風(fēng)干燥特性及動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行研究，得出花生干燥的Page模型并進(jìn)行了驗(yàn)證，試驗(yàn)表明擬合程度較好[19]。陳霖研究了花生的微波干燥工藝對(duì)花生品質(zhì)的影響，試驗(yàn)證明控溫微波干燥功率為1.2 W/g，溫為度45～50 ℃時(shí)能夠最大地保證花生干燥后的品質(zhì)[20]。顏建春等對(duì)花生莢果薄層干燥特性及模型進(jìn)行了深入地研究，選取了11個(gè)常用食品干燥模型分別對(duì)花生莢果干燥數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，得出了Diffusion Approximation模型與數(shù)據(jù)匹配性最好的結(jié)論[21]。在干燥設(shè)備上，農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所謝煥雄等對(duì)小麥的箱式通風(fēng)干燥進(jìn)行了研究，采用了氣流換向機(jī)構(gòu)和交替換向通風(fēng)干燥工藝改善設(shè)備的烘干均勻性[22]。張鵬研制設(shè)計(jì)了一種連續(xù)立式花生干燥器，得出適合該設(shè)備的花生干燥工藝參數(shù)[23]。

目前，我國(guó)花生莢果烘干設(shè)備研究還處于起步階段，在烘干熱源的選擇上傳統(tǒng)的燃煤方式對(duì)環(huán)境污染較大，已經(jīng)不適合我國(guó)的具體國(guó)情。若采用電加熱或者熱泵裝置，一次性投資成本過(guò)大且要建設(shè)相應(yīng)的配套設(shè)施，不適合小規(guī)模的花生種植農(nóng)戶。如何發(fā)展適合我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的花生莢果干燥設(shè)備，是高校、科研院所、企業(yè)所要解決的問(wèn)題之一。

2 花生莢果烘干設(shè)備的主要類型與特點(diǎn)

目前市場(chǎng)上的花生烘干設(shè)備種類繁多，但依照其結(jié)構(gòu)與工作原理不同，一般分為箱式花生莢果烘干設(shè)備、回轉(zhuǎn)圓筒式花生烘干設(shè)備、就倉(cāng)干燥設(shè)備，它們分別針對(duì)不同處理數(shù)量的花生，各有各的優(yōu)缺點(diǎn)。

2.1 箱式花生莢果烘干設(shè)備

箱式花生烘干設(shè)備主要包括傳統(tǒng)箱式烘干機(jī)和改進(jìn)后的翻板式箱式烘干機(jī)（圖1）。傳統(tǒng)的箱式花生烘干機(jī)主要由加熱風(fēng)爐、風(fēng)機(jī)、烘干室等組成，其中烘干室的主要結(jié)構(gòu)為具有隔熱保溫作用的箱體。在烘干過(guò)程中，熱風(fēng)爐通過(guò)化學(xué)物質(zhì)或生物物質(zhì)的燃燒提供熱能，風(fēng)機(jī)將熱能通過(guò)空氣傳導(dǎo)的形式進(jìn)入烘干室內(nèi)與濕物料進(jìn)行接觸，由于風(fēng)是自下而上吹入，在箱體內(nèi)的濕物料下層首先接觸到加熱而來(lái)的空氣，上層物料最后接觸風(fēng)機(jī)吹來(lái)的熱風(fēng)。由于受到下層花生的阻礙以及熱傳遞削弱的影響，上層物料與下層物料的含水率容易出現(xiàn)較大差異。有時(shí)會(huì)出現(xiàn)下層物料過(guò)分干燥，而上層物料干燥不到位的現(xiàn)象。傳統(tǒng)箱式烘干設(shè)備由于結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，使得風(fēng)機(jī)吹出的熱能得不到合理均勻分配，物料烘干不均勻，且設(shè)備簡(jiǎn)陋沒(méi)有相應(yīng)的控制模塊，無(wú)法掌握烘干室內(nèi)的實(shí)時(shí)情況，難以掌握烘干所需要的時(shí)間。一些生產(chǎn)廠家為了解決傳統(tǒng)箱式烘干設(shè)備烘干不均勻的問(wèn)題，發(fā)明了翻板式箱式烘干機(jī)。此類設(shè)備相較于傳統(tǒng)箱式烘干設(shè)備，在烘干室內(nèi)加裝了可以裝卸物料的翻板，當(dāng)烘干機(jī)工作時(shí)，下層物料得到充分干燥，當(dāng)下層物料的含水率滿足烘干要求時(shí)就會(huì)打開翻板使下層物料卸出，上層物料進(jìn)入繼續(xù)烘干，實(shí)現(xiàn)了物料間的一種循環(huán)，提高了烘干的效率。但此類烘干機(jī)須要加裝多層翻板，作業(yè)過(guò)程復(fù)雜繁瑣，每當(dāng)下層烘干完成就要打開一次翻板，對(duì)人的體力與精力都是一種考驗(yàn)，并且受到烘干機(jī)體積的限制無(wú)法大規(guī)模作業(yè)，缺少相應(yīng)的控制組件，自動(dòng)化程度不高[24]。

農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所自行研制的一種箱式換向通風(fēng)烘干機(jī)，采用換向通風(fēng)裝置，通過(guò)換向裝置使熱風(fēng)可以自上而下吹也可以自下而上吹，可以較好地解決傳統(tǒng)箱式通風(fēng)干燥設(shè)備上下干燥不均勻的問(wèn)題（圖2）。該機(jī)具式由燃?xì)鉄犸L(fēng)機(jī)、換向通風(fēng)裝置、輸風(fēng)管、勻風(fēng)裝置、烘干箱及測(cè)控系統(tǒng)組成，該機(jī)能較好地模擬物料含水率的變化情況[25-26]。

花生換向通風(fēng)烘干設(shè)備的主要關(guān)鍵部件有箱體、勻風(fēng)機(jī)構(gòu)、換向機(jī)構(gòu)、熱風(fēng)爐等，其中熱風(fēng)爐的生產(chǎn)技術(shù)已較為成熟，可以根據(jù)設(shè)備作業(yè)量需求及烘干質(zhì)量要求在市場(chǎng)上進(jìn)行選配，設(shè)計(jì)的重點(diǎn)主要集中在箱體的結(jié)構(gòu)、勻分機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)、換向機(jī)構(gòu)這3個(gè)方面。

2.1.1 烘干機(jī)箱體 箱體是一臺(tái)花生莢果烘干設(shè)備的重要組成部分，其設(shè)計(jì)是否合理直接影響花生莢果烘干的品質(zhì)和效率。烘干機(jī)箱體主要由擋板相隔的烘干室組成，烘干室內(nèi)可裝須要烘干的花生莢果，烘干室的大小以及尺寸須要依據(jù)作業(yè)量的具體需求設(shè)計(jì)。按照美國(guó)車載箱式花生干燥系統(tǒng)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，換向通風(fēng)機(jī)構(gòu)的干燥室長(zhǎng)寬比約為3 ∶ 1。承料板的高度及混合室的高度都須要依據(jù)具體實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1.2 勻風(fēng)機(jī)構(gòu) 勻風(fēng)機(jī)構(gòu)主要目的是實(shí)現(xiàn)對(duì)入射的熱空氣逐層、逐次進(jìn)行分流。勻風(fēng)機(jī)構(gòu)可在風(fēng)機(jī)入口安裝導(dǎo)風(fēng)板進(jìn)行勻風(fēng)處理，該方案可以有效解決入射風(fēng)量靠近風(fēng)機(jī)風(fēng)量大，遠(yuǎn)離風(fēng)機(jī)風(fēng)量小的問(wèn)題，解決床層風(fēng)量的分布不均勻問(wèn)題，提高干燥床平面內(nèi)的干燥均勻性（圖3）。

2.1.3 換向機(jī)構(gòu) 烘干設(shè)備內(nèi)有多個(gè)箱體，若采用單一通風(fēng)方式則容易造成花生莢果烘干不均勻，為達(dá)到烘干箱內(nèi)干燥均勻的目的通常須要在烘干設(shè)備的進(jìn)風(fēng)口處安裝通風(fēng)換向機(jī)構(gòu)，此類機(jī)構(gòu)通常由導(dǎo)通管道、導(dǎo)風(fēng)葉片以及換向手柄組成。通過(guò)調(diào)節(jié)換向手柄，可以改變通風(fēng)的方向以及風(fēng)力的大小，實(shí)現(xiàn)花生莢果在烘干室內(nèi)均勻烘干（圖4）。

2.2 回轉(zhuǎn)圓筒式烘干設(shè)備

回轉(zhuǎn)圓筒式烘干設(shè)備的烘干室主要由入料裝置、干燥筒、進(jìn)氣排氣結(jié)構(gòu)、出料裝置等組成[27]（圖5）。烘干時(shí)將須要干燥的濕物料由皮帶機(jī)或斗式提升機(jī)送到料斗，然后經(jīng)料斗的加料機(jī)構(gòu)通過(guò)加料管進(jìn)入進(jìn)料端。為使物料順利進(jìn)入烘干室內(nèi)，物料的自然傾角要小于加熱管的斜度，烘干設(shè)備的圓筒是一個(gè)略微傾斜的旋轉(zhuǎn)圓筒，在烘干時(shí)，物料從圓筒的高端進(jìn)入，熱載體由低端進(jìn)入，使物料與熱載體形成逆流接觸，也有物料與熱載體一同進(jìn)入圓筒內(nèi)。當(dāng)圓筒轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，物料由于重力的作用向下運(yùn)動(dòng)，在向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中含水率較高的濕物料接觸熱載體，受給熱的影響，使物料得以烘干，然后在出料口經(jīng)皮帶機(jī)或螺旋輸送機(jī)運(yùn)出。在烘干室內(nèi)裝有抄板，當(dāng)物料下降時(shí)，抄板可以將下降的物料抄起又灑下，使物料充分分散，增大與熱載體的接觸面積，提高烘干的效率。通常用加熱的空氣作為熱載體，當(dāng)加熱空氣通過(guò)烘干設(shè)備后，含塵量較大，須要加裝旋風(fēng)除塵器進(jìn)行除塵處理，如想要進(jìn)一步減少氣體含塵量，可以通過(guò)袋式除塵器進(jìn)行除塵處理[28-29]。

回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)主要依靠回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)花生莢果的運(yùn)動(dòng)，當(dāng)物料隨著滾筒不停地翻滾時(shí)與熱空氣充分接觸，從而保證烘干的均勻性。典型的產(chǎn)品有千峰機(jī)械公司生產(chǎn)的增效式花生烘干機(jī)和航宇烘干機(jī)械公司生產(chǎn)的糧食花生烘干機(jī)。轉(zhuǎn)筒式烘干設(shè)備具有干燥均勻性好、效率高、熱量利用率高等優(yōu)點(diǎn)。但花生莢果本身具有不規(guī)則性外形，在流動(dòng)性質(zhì)上較差，當(dāng)回轉(zhuǎn)圓筒設(shè)備強(qiáng)制使不規(guī)則的花生進(jìn)行流動(dòng)時(shí)，容易出現(xiàn)花生莢果的破裂，從而導(dǎo)致花生的干燥不均勻，且對(duì)后續(xù)的貯藏加工環(huán)節(jié)帶來(lái)不便。

2.3 就倉(cāng)干燥設(shè)備

就倉(cāng)干燥就是將新收獲的果實(shí)存放在配有機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)的庫(kù)房，使用自然空氣或稍加熱空氣作為干燥介質(zhì)，對(duì)具有較高含水率的谷物進(jìn)行通風(fēng)烘干，干燥完成后直接放在倉(cāng)內(nèi)儲(chǔ)藏[30-32]。

我國(guó)的就倉(cāng)干燥設(shè)備研究以國(guó)家糧食局成都研究院為主。2002年科技部科研院所技術(shù)開發(fā)研究專項(xiàng)“新型就倉(cāng)干燥技術(shù)及裝備的研究開發(fā)”，開發(fā)移動(dòng)組合式風(fēng)網(wǎng)，解決6 m堆高，研究水分分層控制及微生物防治;2004年糧食豐產(chǎn)科技工程項(xiàng)目“長(zhǎng)江中下游稻谷整倉(cāng)干燥新技術(shù)開發(fā)與示范”，開發(fā)熱泵熱源、檢測(cè)系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)、臭氧防霉技術(shù);2009年國(guó)家科技支撐計(jì)劃“稻谷收獲集約化干燥技術(shù)和設(shè)備應(yīng)用試驗(yàn)及示范”，主要研究就倉(cāng)干燥無(wú)線控制技術(shù)、下管技術(shù)、起管技術(shù)。如今在國(guó)內(nèi)就倉(cāng)干燥主要有陜西5 280 t玉米就倉(cāng)干燥、德陽(yáng)1 500 t稻谷就倉(cāng)干燥（圖6）、江西1 533 t稻谷就倉(cāng)干燥（圖7）、陜西玉米包打圍就倉(cāng)干燥等。

3 烘干機(jī)械的供熱方式選擇

一臺(tái)好的花生烘干機(jī)必定擁有合理的供熱方式，提供穩(wěn)定溫度且溫度在一定合理區(qū)間變化的熱能，以保證花生莢果烘干的品質(zhì)。供熱方式的選擇除了要考慮經(jīng)濟(jì)的因素，隨著國(guó)家近年對(duì)環(huán)境保護(hù)的越發(fā)重視，對(duì)環(huán)境的影響程度也成為烘干設(shè)備能源配置選擇的考慮因素之一。適用于花生干燥的供熱方式主要有以下幾個(gè)方面：（1）燃燒為主的供熱方式，燃料的選擇多為傳統(tǒng)化石能源以及新興的生物質(zhì)能。（2）以太陽(yáng)能為主的供熱方式，充分利用太陽(yáng)這個(gè)取之不盡用之不竭的能源。（3）以電能為主的供熱方式，比如電熱絲加熱以及采用熱泵加熱的烘干方式。不同供熱方式的選擇對(duì)設(shè)備的經(jīng)濟(jì)要求、技術(shù)要求、環(huán)境要求都有著重要的影響，因此選擇合理的能源配置是研發(fā)一臺(tái)合理的烘干設(shè)備的重要環(huán)節(jié)之一。

3.1 燃燒為主的供熱方式

燃燒為主的供熱方式主要以燃燒爐通過(guò)燃燒的方式直接或間接加熱空氣，然后通過(guò)風(fēng)機(jī)將加熱后的熱空氣吹入烘干設(shè)備的儲(chǔ)藏室中進(jìn)行烘干工作。燃料的選擇通常有傳統(tǒng)的化石能源和生物質(zhì)能2種。

目前美國(guó)等較為發(fā)達(dá)的國(guó)家已經(jīng)將液化氣、天然氣這類清潔能源較為廣泛地應(yīng)用于當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)地干燥系統(tǒng)當(dāng)中，我國(guó)的大型糧庫(kù)等烘干設(shè)備主要還是以煤油、柴油的燃燒為主。此類技術(shù)的研究熱點(diǎn)主要集中在提高燃料的燃燒效率、降低能源消耗、節(jié)約資金、降低碳排放量、減輕堆環(huán)境的污染這幾個(gè)方面。

3.2 太陽(yáng)能供熱方式

太陽(yáng)能主要通過(guò)太陽(yáng)輻射產(chǎn)生熱能。在農(nóng)業(yè)方面的主要應(yīng)用有谷物的場(chǎng)地晾曬、溫室大棚等。太陽(yáng)能最重要的特點(diǎn)就是不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，且能量巨大，對(duì)于人類來(lái)說(shuō)取之不盡用之不竭，是未來(lái)能源利用發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。目前太陽(yáng)能集熱干燥技術(shù)已逐步應(yīng)用于美國(guó)花生干燥系統(tǒng)中[33-37]。

3.3 電能供熱方式

以電能的供熱方式主要有加熱電熱絲和熱泵循環(huán)這兩大方式，其中熱泵循環(huán)方式近年來(lái)受到廣大專家學(xué)者的關(guān)注。熱泵按其工作原理可分為半導(dǎo)體熱泵、化學(xué)熱泵、吸收式熱泵和蒸汽壓縮式熱泵等，在農(nóng)副產(chǎn)品加工中使用最普遍的是蒸汽壓縮式熱泵[38-41]。

熱泵供熱技術(shù)作為一種新型綠色能源，因其能量利用率高、干燥能耗低、改善干燥品質(zhì)等特點(diǎn)而受到廣泛關(guān)注，正逐步應(yīng)用于美國(guó)花生機(jī)械化干燥中，典型的有DaikaDDG8000花生熱泵風(fēng)機(jī)（圖8），該風(fēng)機(jī)可與干燥車組配形成熱泵循環(huán)干燥系統(tǒng)，烘干溫度最高可達(dá)50 ℃，相比其他作業(yè)方式，該套設(shè)備可減少約30%的能耗費(fèi)用，節(jié)省約50%的烘干時(shí)間。但該套設(shè)備價(jià)格昂貴，一次性投資成本高。

目前，國(guó)內(nèi)用熱泵干燥機(jī)分別對(duì)玉米、大豆、稻谷種子進(jìn)行干燥研究（圖9）。通過(guò)研究對(duì)比發(fā)現(xiàn)，熱泵具有高效節(jié)能、較寬的可調(diào)節(jié)干燥條件、常壓低溫干燥、干燥介質(zhì)可實(shí)現(xiàn)封閉循環(huán)、環(huán)境友好、自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)。

4 花生莢果烘干設(shè)備發(fā)展展望

近年來(lái)，我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度直線攀升[42-43]，2014年農(nóng)機(jī)化水平已經(jīng)突破60%，標(biāo)志著我國(guó)全面實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的目標(biāo)已經(jīng)完成了一大半。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)花生莢果烘干設(shè)備的整體水平還有較大的提升空間。花生莢果烘干作為農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)后加工的重要環(huán)節(jié)，具有良好的發(fā)展前景與廣闊的市場(chǎng)需求。研發(fā)一臺(tái)適合我國(guó)國(guó)情的花生莢果烘干設(shè)備，未來(lái)須要從以下幾個(gè)方面努力。

4.1 研發(fā)環(huán)保經(jīng)濟(jì)的熱源裝置

熱源是一臺(tái)花生莢果烘干設(shè)備的重要組成部分，花生莢果的烘干效率與品質(zhì)等均與烘干設(shè)備的熱源息息相關(guān)。目前，我國(guó)大多數(shù)烘干設(shè)備都采取燃燒爐加熱的方式，此種方式投資較低，但對(duì)環(huán)境破壞較大且燃燒產(chǎn)生的煙塵對(duì)花生莢果的品質(zhì)有一定的影響。若采取電加熱的方式，如熱泵方式，對(duì)環(huán)境造成的影響程度較低，且在過(guò)程中自動(dòng)化程度較高，可以添加控制系統(tǒng)保證花生莢果的品質(zhì)，但此種方法投資較大，不適合中小規(guī)模的花生生產(chǎn)。因此，發(fā)展環(huán)保經(jīng)濟(jì)的熱源裝置已經(jīng)成為研發(fā)花生烘干設(shè)備重點(diǎn)問(wèn)題。

4.2 提高設(shè)備自動(dòng)化程度

目前花生莢果烘干設(shè)備主要由干燥室、熱風(fēng)機(jī)、干燥爐組成。缺少相應(yīng)的控制模塊，自動(dòng)化程度較低，難以實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工況下的烘干控制。烘干過(guò)程中的含水率還須人為進(jìn)行測(cè)定，浪費(fèi)干燥時(shí)間且降低干燥效率。因此，提高烘干設(shè)備的自動(dòng)化控制程度也是未來(lái)需要廣大科研人員努力的方向之一。

5 結(jié)語(yǔ)

花生已經(jīng)成為我國(guó)重要的土下經(jīng)濟(jì)作物，其種植面積與產(chǎn)量常年保持在較高的水平。發(fā)展花生莢果產(chǎn)后烘干設(shè)備，提高花生莢果產(chǎn)后加工品質(zhì)，避免花生產(chǎn)生霉變已經(jīng)顯得越發(fā)重要。雖然市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了一些兼用的烘干設(shè)備，但仍存在著干燥不均勻、烘干效率低、經(jīng)濟(jì)投入占比過(guò)高、環(huán)境污染大等問(wèn)題。因此，廣大科研院所、高校、企業(yè)應(yīng)緊密結(jié)合，加大研發(fā)力度，吸收國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，努力研發(fā)一臺(tái)適合我國(guó)國(guó)情的花生莢果烘干設(shè)備。

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