王嘉麟 謝煥雄 顏建春

摘要：花生是我國重要的經(jīng)濟(jì)作物與油料來源，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，分析存在的問題，在此基礎(chǔ)上對(duì)未來花生烘干設(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

花生在我國是一種重要的土下經(jīng)濟(jì)作物，同時(shí)也是我國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hm2，產(chǎn)量約為4 220萬t，其中花生在我國的種植面積約為475萬hm2，約占世界花生種植面積的16.68%，產(chǎn)量約有1 700萬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，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越高，作業(yè)量也越來越大，傳統(tǒng)的人工翻曬方法已經(jīng)無法滿足花生莢果產(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)械化是未來花生莢果產(chǎn)后烘干的必由之路。

目前，國內(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)，這也是我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化進(jìn)程中要克服的問題之一[10-11]。通過分析現(xiàn)有的花生莢果烘干設(shè)備，了解其研究概況及未來的發(fā)展模式，可以促進(jìn)我國農(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?；ㄉv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，也是國內(nèi)外科研人員的重點(diǎn)研究方向。

1.1 國外花生莢果烘干設(shè)備研究現(xiàn)狀

國外對(duì)花生莢果烘干設(shè)備的研究時(shí)間較長、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，以美國為代表的發(fā)達(dá)國家掌握著先進(jìn)的花生烘干技術(shù)和設(shè)備[14]。美國烘干花生主要分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、倉儲(chǔ)加工完美結(jié)合起來，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。由于在干燥處理過程中充分利用太陽能資源，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-倉儲(chǔ)一體化設(shè)施。

在烘干能源的選擇上，國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，國外在利用太陽能方面也加大了重視，有的外國學(xué)者提出采用太陽能作為部分加熱熱源，可以有效降低燃燒作業(yè)過程中的能源消耗程度。

我國的花生種植規(guī)模雖然大于美國，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)國外花生烘干設(shè)備，不適合我國的具體國情，且此套產(chǎn)地干燥系統(tǒng)投資過大，一次性投資過高[17]。

1.2 國內(nèi)花生莢果烘干設(shè)備研究現(xiàn)狀

我國的花生莢果烘干設(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)不適合我國的具體國情。若采用電加熱或者熱泵裝置，一次性投資成本過大且要建設(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。在烘干過程中，熱風(fēng)爐通過化學(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的空氣，上層物料最后接觸風(fēng)機(jī)吹來的熱風(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)備簡陋沒有相應(yīng)的控制模塊，無法掌握烘干室內(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)量小的問題，解決床層風(fēng)量的分布不均勻問題，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)帶來不便。

2.3 就倉干燥設(shè)備

就倉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內(nèi)儲(chǔ)藏[30-32]。

我國的就倉干燥設(shè)備研究以國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“長江中下游稻谷整倉干燥新技術(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”，主要研究就倉干燥無線控制技術(shù)、下管技術(shù)、起管技術(shù)。如今在國內(nèi)就倉干燥主要有陜西5 280 t玉米就倉干燥、德陽1 500 t稻谷就倉干燥（圖6）、江西1 533 t稻谷就倉干燥（圖7）、陜西玉米包打圍就倉干燥等。

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）以太陽能為主的供熱方式，充分利用太陽這個(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燃燒的方式直接或間接加熱空氣，然后通過風(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。

目前美國等較為發(fā)達(dá)的國家已經(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，我國的大型糧庫等烘干設(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 太陽能供熱方式

太陽能主要通過太陽輻射產(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)于人類來說取之不盡用之不竭，是未來能源利用發(fā)展的重點(diǎn)方向之一。目前太陽能集熱干燥技術(shù)已逐步應(yīng)用于美國花生干燥系統(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，我國農(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)國家相比，我國花生莢果烘干設(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)適合我國國情的花生莢果烘干設(shè)備，未來須要從以下幾個(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需要廣大科研人員努力的方向之一。

5 結(jié)語

花生已經(jīng)成為我國重要的土下經(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)投入占比過高、環(huán)境污染大等問題。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，吸收國內(nèi)外先進(jìn)的技術(shù)，努力研發(fā)一臺(tái)適合我國國情的花生莢果烘干設(shè)備。

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