不同农作物烘干工艺对比

邹　超，卢军党，田智辉（陕西省农业机械研究所，陕西咸阳　712000）



不同农作物烘干工艺对比

邹超，卢军党，田智辉
（陕西省农业机械研究所，陕西咸阳712000）

摘要：随着农作物烘干机械的发展，农作物的烘干已经被新一代农户所认知并接受。目前，被广泛应用并得到用户肯定的烘干设备大多采用常规烘干方式，即热风式干燥。采用智能控制系统的常规烘干方式可以烘干大多数农作物，以及副产品作业时可以调整烘干工艺方法，从而适应多种作物；烘干工艺方法调整的内容包括烘干时间、烘干温度、分段烘干、排湿间隔、排湿方式等，甚至有特殊作物要求表面加湿。

关键词：烘干；农作物；工艺

近年来，我国退耕还林政策、土地集约政策推行顺利。过去的散户种植，虽然土地分散、作物差异，但农作物收获后的晾晒不算问题。集中化后农作物收获后需要快速烘干成为主要问题。目前，农作物烘干主要有热风干燥、热泵干燥、红外干燥等类型，每种干燥方式都有自己的优点、特点和局限性，最广泛常用的是热风干燥。

我国地域辽阔，农产品品种丰富，同一农产品不同产区品种都有很大差异。针对热风干燥方式，不同的农作物对烘干温度、烘干时间等工艺的要求也不同，因此市场上的烘干设备性能各异。试验采用一种热风箱式干燥［1］、单片机智能控制系统［2］的烘干房进行不同种类农产品烘干工艺对比，并将作物大致分为核果类、果肉类和茎叶类，分别选择1种典型且工艺成熟的农作物进行分析。

1　核果类

核果类大多有坚硬的外壳，其代表性的作物为杏核、核桃、巴旦木等。核桃是国内外种植最广泛的一种干果，其烘干工艺比较特殊。核桃外部包围坚硬的外壳，使得内外水分蒸发不能同步进行，烘干时不能简单地进行恒温、高温烘烤。核桃经过脱青皮后，核桃外壳含自由水分，很容易脱水；而内部核桃仁的自由水分却要先蒸发到外壳与果仁的间隙，然后进入外壳，再从外壳蒸发出去。

核桃水分从内到外转移见图1。

图1　核桃水分从内到外转移

核桃烘干［3］工艺科学的方法分为3个阶段。

第1阶段——入仓排湿。脱青皮后8 h内入仓上架排湿烘干，干球温度35℃，湿球温度24℃，加速排湿，烘干时间10 h，果壳表面水分散失，颜色由黑褐色转为褐色时排湿结束。

第2阶段——定色初烤。排湿结束后进入定色初烤，干球温度分阶段缓慢升至48℃，湿球温度跟随干球阶段升至32℃，烘干时间17 h，干燥完成特征为敲开核果后果内无水汽，果仁已定色，七成干，但仍能脱仁衣。

第3阶段——文火干仁。定色干燥期结束后进入干仁期，干球温度缓慢下降，控制在30℃，湿球温度24℃，10 h，此时核果含水量达10%左右。

核桃烘干工艺干湿球温度曲线见图2。

图2　核桃烘干工艺干湿球温度曲线

核桃烘干工艺的特点是先低温后升高再低温，高温不可过高，否则外壳开裂，初期大量通风排湿，后期减少通风，停火后不能直接开炉下架，等炉温自然降至常温时下架、装袋。

2　果肉类

果肉类主要为软肉质果实，其代表作物为枸杞、大枣、胡萝卜等。以枸杞烘干工艺为例进行介绍。

枸杞鲜果烘干［4］前要用5%的碳酸钠溶液进行前期处理，破坏鲜果表面蜡质层即破蜡处理［5］，以便水分渗透，处理后使用密网竹席或竹筛装盘，工艺如下：

第1阶段——平衡温度。升温平衡枸杞内外温度，使枸杞温度均匀，温度不可过高，也不可排湿，干果温度40℃，湿果温度设置40℃，以保证不排湿，烘干时间2 h。

第2阶段——加速排湿。此阶段为大量排湿阶段，干果温度45℃，湿果温度30℃，烘干时间15 h，鲜果表面出现褶皱，果实含水率50%左右。

第3阶段——恒速排湿。干果温度升至55℃，湿果温度35℃，烘干时间共15 h，果实脱水缩小，呈半干状态，此时果实含水率30%左右。

第4阶段——降速干燥。均匀排湿，干果温度控制在65℃，湿果温度40℃，果内水分越来越少，水分的外移蒸发速率降低，还需长时间干燥，持续烘干时间10 h，果实含水率可降到13%以内。

枸杞烘干工艺特点是初期表面破蜡，保证水分顺利渗透，入仓后平衡温度，以防温度猛然过高，果实表皮破裂，烘干过程温度呈上升趋势，没有降温过程，最高温度可达65℃。

枸杞烘干工艺干湿果温度曲线见图3。

图3　枸杞烘干工艺干湿果温度曲线

3　茎叶类

茎叶类主要为作物的叶子，其代表作物有白菜、烟叶、海苔等。以烟叶烘烤工艺［6］为例进行介绍。

烟叶的干燥烘烤，其工艺分3个阶段。

第1阶段——变黄。技术重点是保持温度，一般以1℃/h的速度上升至38℃，同时调整湿叶温度低于干叶温度1～2℃，持续烘干，可延长烘干时间，直到烟叶变黄变软。

第2阶段——定色。烟叶变黄后，以0.5℃/h的速度升温，加强通风排湿，50℃前保持湿叶温度在38℃左右，确保烟筋变黄，然后升温至54℃，湿叶温度保持40℃，稳定温度直到烟叶大卷筒。

第3阶段——干筋。干筋的基本任务是除尽烟筋残留的水分，以1℃/h的速度升温至68℃，湿叶温度保持42℃，减少通风量，持续平稳高温，直至烟叶主筋全干。

烟叶烘烤工艺干湿叶温度曲线见图4。

图4　烟叶烘烤工艺干湿叶温度曲线

烟叶烘烤强调内在品质与外观品质的统一性，技术关键是低温时烟叶充分变黄，缓慢升温并且烟叶定色，整个过程相对其他作物时间较长，温度整个呈上升趋势，没有降温过程，最高温度可达68℃，温差30℃。

4　结论

通过上述3种作物的烘干工艺，笔者总结出其中的共同点及不同点。共同点：烘干起始温度都相

对较低；初始阶段排湿量大，通风频繁；温度多段并呈上升趋势。不同点：核果烘干温度偏低，后期有降温阶段；枸杞烘干前期需破蜡处理，入仓需温度平衡；烟叶烘干温度偏高，且烘干时间较长。

笔者将作物大致分为核果类、果肉类及茎叶类，烘干工艺可根据上述3种代表作物进行类推。当然，并不是适用所有作物，例如红枣烘干时，为了让红枣果肉内外统一，口感软糯，烘干时给果肉表面增湿。花生虽然也有外壳，但比较疏松，烘干温度比核桃高。每一种作物都有其不同的特性，人工烘干就是要区别对待各种不同作物的特性，通过前期处理，合理控制烘干温度、烘干时间、通风等因素来达到良好烘干的目的。

参考文献：

［1］潘永康，王喜忠，刘相东.现代干燥技术［M］.北京：化学工业出版社，2006：116-120.

［2］邹超，寇德万，王佩，等.基于ATmega64的智能核桃烘干控制器设计［J］.包装与食品机械，2015，33（1）：70-73.

［3］张仲欣.开口核桃烘干工艺试验研究［J］.农业工程学报，1999（4）：254-257.

［4］柴京富，赵士杰.枸杞子的干制机理和干燥方法［J］.农村牧区机械化，2003（1）：28-29.

［5］王海，高月，王颉，等.适宜干燥方法提高干制枸杞品质［J］.农业工程学报，2015（21）：271-276.

［6］范智平，卢博友.烟叶烘烤自动控制系统的研究［J］.安徽农业科学，2009，37（27）：39-43.◇

Comparison of Drying Techniques for Different Crops

ZOU Chao，LU Jundang，TIAN Zhihui
（Shaanxi Agricultural Machinery Reserch，Xianyang，Shaanxi 712000，China）

Abstract：With the development of crop drying machine，the drying of crops has been recognized and accepted by the new generation of farmers. It is widely used and most of the users are sure that the drying device is usually used in the conventional drying method，that is the hot air drying. The conventional drying methods of intelligent control system can be used to dry most crops and by- products. The drying process can be adjusted by adopting intelligent conventional drying method for different crops，so that it can be suitable for many kinds of crops. The drying process includes drying time，drying temperature，subsection drying，wet separation，drainage and so on. And even special crops has weted for surface.

Key words：drying；crop；technology

中图分类号：TS201

文献标志码：A

doi：10.16693/j.cnki.1671- 9646（X）.2016.04.037

文章编号：1671- 9646（2016）04b- 0028- 02

收稿日期：2016- 03- 19

作者简介：邹超（1983—），男，本科，助理工程师，研究方向为计算机工业控制。