張來(lái)林，尚中麗，張 軍，李保安，胡獻(xiàn)華，李 麗

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

目前，農(nóng)村果蔬、中藥材等土特產(chǎn)的種植業(yè)已成為我國(guó)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。為提高土特產(chǎn)品的附加值、降低在鮮食及鮮售中的浪費(fèi)及污染，需要及時(shí)對(duì)鮮品進(jìn)行加工，干制是土特產(chǎn)品加工的主要形式之一。通過(guò)對(duì)辣椒、香菇、菊花和地黃等土特產(chǎn)品進(jìn)行干制，不僅是高效、批量轉(zhuǎn)化加工土特產(chǎn)鮮品，實(shí)現(xiàn)資源的綜合利用和產(chǎn)品增值的重要手段，而且還是增加農(nóng)民收入、促進(jìn)土特產(chǎn)品種植業(yè)穩(wěn)定快速發(fā)展的一個(gè)途徑，能夠帶動(dòng)貧困地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和貧困人口的脫貧增收。

干制是指采用一定的技術(shù)將新鮮土特產(chǎn)品中的水分脫去，使物料以低水分狀態(tài)進(jìn)行保管的一種加工方法[1]。土特產(chǎn)品為塊、條、片、顆粒等形狀，可采用晾曬或人工干制等方式進(jìn)行干燥。據(jù)統(tǒng)計(jì)，市場(chǎng)上約90%的土特產(chǎn)品由熱風(fēng)干燥技術(shù)加工獲取，烘房式、網(wǎng)帶式等干燥設(shè)備能夠控制風(fēng)溫，具有效率高、用人少、耗能低、烘后制品干燥均勻等特點(diǎn)，能滿(mǎn)足多種農(nóng)副產(chǎn)品干制的工藝要求，干制品質(zhì)較好且能保證干制產(chǎn)品的衛(wèi)生。烘干機(jī)成為目前的主流干燥設(shè)備，在土特產(chǎn)品的干制中得到廣泛應(yīng)用。

烘干機(jī)類(lèi)型眾多，5HDG型系列果蔬烘干機(jī)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(nóng)副產(chǎn)品經(jīng)營(yíng)專(zhuān)業(yè)戶(hù)、農(nóng)副產(chǎn)品種植合作社而開(kāi)發(fā)的烘干成套設(shè)備，可為農(nóng)業(yè)種植戶(hù)減少晾曬環(huán)節(jié)、降低霉?fàn)€變質(zhì)損失風(fēng)險(xiǎn)、增加種植收益。

1 5HDG型系列果蔬烘干機(jī)的結(jié)構(gòu)及型號(hào)

系列果蔬烘干機(jī)的技術(shù)參數(shù)見(jiàn)表1，5HDG型系列果蔬烘干機(jī)外形及結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖1。

以5HDG型系列果蔬烘干機(jī)為例，烘干機(jī)主體為鋼制結(jié)構(gòu)，成套設(shè)備由烘干箱、循環(huán)風(fēng)機(jī)、排濕風(fēng)機(jī)、加熱管、機(jī)電編程自動(dòng)控制裝置等部分組合而成，可配備熱泵、電加熱、生物質(zhì)或天然氣等加熱裝置，設(shè)備特點(diǎn)：①無(wú)需地基，安裝簡(jiǎn)單；②批量固定烘干，可實(shí)現(xiàn)烘干物的大幅度降水；③大風(fēng)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(zhì)；⑤多品種物料干燥，烘干物料適應(yīng)性強(qiáng)；⑥智能操作，可多臺(tái)聯(lián)機(jī)生產(chǎn)；⑦采用清潔能源，干燥無(wú)污染。

表1 系列果蔬烘干機(jī)的技術(shù)參數(shù)

圖1 5HDG型系列果蔬烘干機(jī)外形及結(jié)構(gòu)示意圖

2 5HDG型系列果蔬烘干機(jī)的工作原理

該機(jī)采用熱風(fēng)干燥技術(shù)，通過(guò)干燥介質(zhì)將熱量傳遞給物料，物料吸收熱量后，即產(chǎn)生水分由物料表面到干燥介質(zhì)中的外擴(kuò)散、物料內(nèi)部水分到物料表面的內(nèi)擴(kuò)散，當(dāng)2個(gè)擴(kuò)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(jī)的干制工藝

根據(jù)物料含水量和氣候條件的不同，設(shè)定該物料的干燥參數(shù)。當(dāng)參數(shù)設(shè)定后，向箱體內(nèi)推入平鋪在托盤(pán)上經(jīng)過(guò)清理后的物料小車(chē)，關(guān)閉密封門(mén)；啟動(dòng)電源開(kāi)啟熱風(fēng)機(jī)供風(fēng)即開(kāi)始烘干作業(yè)，物料與熱風(fēng)接觸受熱，使物料自身的水分由內(nèi)向外排出；當(dāng)物料烘干水分含量達(dá)到接近要求值時(shí)，控制系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉加熱管，風(fēng)機(jī)繼續(xù)工作，約2 min后風(fēng)機(jī)自動(dòng)關(guān)閉，蜂鳴器報(bào)警烘干過(guò)程結(jié)束，然后取出物料，完成該批次烘干的整個(gè)工藝過(guò)程。

3.1 采摘與揀選

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

3.2 物料裝盤(pán)、裝車(chē)

根據(jù)物料的干燥特性，按物料大小、粗細(xì)分類(lèi)裝盤(pán)，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(pán)裝料質(zhì)量、厚度一致。

烘盤(pán)裝車(chē)時(shí)應(yīng)注意保持水平，若遇阻礙應(yīng)及時(shí)修正，不可硬裝。烘房?jī)?nèi)應(yīng)裝滿(mǎn)烘車(chē)，若物料量不足以裝滿(mǎn)烘房?jī)?nèi)全部烘盤(pán)時(shí)，應(yīng)從下往上同樣間隔放置烘盤(pán)，并保持烘車(chē)裝盤(pán)數(shù)量基本一致。烘車(chē)應(yīng)平穩(wěn)推入烘房，避免大幅振動(dòng)。

3.3 烘干

香菇烘干成品見(jiàn)圖2，以香菇烘干為例的干燥工藝見(jiàn)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(dòng)控制烘干過(guò)程結(jié)束后，在烘房?jī)?nèi)不同部位取3次以上成品測(cè)量平均水分。烘后的出車(chē)應(yīng)置于緩蘇房?jī)?nèi)冷卻至室溫，再進(jìn)行分揀分級(jí)；干品應(yīng)在干燥、通風(fēng)環(huán)境下密閉儲(chǔ)存，且避免長(zhǎng)時(shí)間日照。

3.4 果蔬、中藥材等農(nóng)副產(chǎn)品的干制及效果

3.4.1 菊花干制及效果

菊花干制需經(jīng)歷采摘、擺放、烘干3道環(huán)節(jié)和菊花定型期、除濕保質(zhì)期、烘干期3個(gè)烘干過(guò)程。

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

（2） 采花標(biāo)準(zhǔn)?；ɡ俅蟛糠珠_(kāi)放、花色亮黃、花瓣平直、花心散開(kāi)60%～70%時(shí)為采收適宜時(shí)期，若待花蕾全部開(kāi)放時(shí)再采收，則加工后的藥性或茶質(zhì)變差。

（3）采摘方法。用食指和中指夾住花柄，向懷內(nèi)折斷，邊采邊分級(jí)。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(pán)，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(chē)。擺好的花盤(pán)可直接放入烘車(chē)上，等全部擺放完畢后，可將烘車(chē)推入烘房進(jìn)行烘干。

（6） 烘干。5HDG-25型果蔬烘干房為自控烘干機(jī)，設(shè)置好工藝參數(shù)，將料車(chē)推入烘干房后關(guān)門(mén)開(kāi)機(jī)即可，無(wú)需人員值守；烘干菊花的操作要點(diǎn)：①菊花定型期：烘干溫度35～40℃，時(shí)間24 h，濕度控制在60%；②除濕保質(zhì)期：烘干溫度45℃，時(shí)間10 h，濕度控制在28%；③降水烘干期：烘干溫度55℃，時(shí)間3～5 h，濕度控制在15%。

（7） 菊花干制的經(jīng)濟(jì)效益。5HDG-25型烘干機(jī)采用推車(chē)分層擺放托盤(pán)烘干菊花，機(jī)內(nèi)按兩行三車(chē)擺放，每車(chē)17層雙托盤(pán)為34個(gè)托盤(pán)，每盤(pán)約裝3 kg，烘干機(jī)內(nèi)6個(gè)推車(chē)共裝612 kg鮮菊，干物產(chǎn)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(fèi)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(yùn)輸與貯藏、加工前預(yù)處理、烘干、選撿、包裝和入庫(kù)等工序。辣椒收獲正值秋雨頻繁的雨季，需及時(shí)干燥而避免霉?fàn)€現(xiàn)象發(fā)生。以5HDG-25型果蔬烘干房干燥鮮椒為例進(jìn)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(shí)完整的鮮辣椒，在運(yùn)輸和堆放過(guò)程中要求通風(fēng)良好，尤其是堆放高度不應(yīng)高于1 m、堆放時(shí)間不宜超過(guò)30 h，否則會(huì)腐變；通過(guò)預(yù)處理去除辣椒根、莖葉枝等雜質(zhì)物。

鮮椒的采摘與堆放見(jiàn)圖3。

圖3 鮮椒的采摘與堆放

（2） 裝料。5HDG-25型果蔬烘干房?jī)?nèi)按兩行三車(chē)擺放，每車(chē)17層雙托盤(pán)為34個(gè)托盤(pán)，每盤(pán)約裝6 kg，烘干機(jī)內(nèi)6個(gè)推車(chē)共裝1 224 kg鮮辣椒。

辣椒堆放厚度力求一致，推車(chē)托盤(pán)一般以5～7 cm厚為宜，堆放適宜，透氣性好，風(fēng)阻小，烘干速度快，有利于熱交換；若裝料太多或堆放過(guò)厚，熱空氣與辣椒的接觸時(shí)間相對(duì)縮短，熱量利用率低，阻力增大，熱空氣無(wú)法穿透物層，物料在定色保質(zhì)期塌架變型，色澤變暗，品質(zhì)變差，烘干效率下降，烘干費(fèi)用升高，物料價(jià)值降低。

（3）辣椒烘干特點(diǎn)。一是熱風(fēng)溫度、堆料厚度涉及到辣椒烘后的品質(zhì)、烘干效率和烘干成本、烘后價(jià)值，需保證多品種干燥時(shí)顏色不變、椒形不變；二是辣椒含十幾種主要營(yíng)養(yǎng)成分，不能降低鮮辣椒的營(yíng)養(yǎng)成分，需考慮所用風(fēng)溫對(duì)辣椒主要成分品質(zhì)和價(jià)值的影響，不宜選擇較高的熱風(fēng)干燥溫度。實(shí)踐證明：5HDG-25型烘干機(jī)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(zhì)的較佳工藝。

以5HDG-25型果蔬烘干機(jī)烘干線(xiàn)椒的工藝見(jiàn)表3。

表3 以5HDG-25型果蔬烘干機(jī)烘干線(xiàn)椒的工藝

（4） 出料儲(chǔ)存。

小車(chē)托盤(pán)烘干與出料見(jiàn)圖4。

圖4 小車(chē)托盤(pán)烘干與出料

（5）辣椒干制的經(jīng)濟(jì)效益。鮮辣椒的干物產(chǎn)率為4～5∶1，5HDG-25型烘干機(jī)的干燥成本（1 200～1 500 kg/批次） 為1.4～2.0元/kg，該機(jī)型購(gòu)置價(jià)格便宜，客戶(hù)易于接受；5HBG-30型烘干機(jī)，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(dāng)，是燃煤烘干機(jī)的理想替代產(chǎn)品，使用方向符合國(guó)家環(huán)保政策，應(yīng)用前景及干燥成本農(nóng)戶(hù)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(jīng)濟(jì)作物，農(nóng)戶(hù)收獲后大多先將鮮地黃進(jìn)行初步干燥后再銷(xiāo)售，干制后的生地黃不僅能保持地黃的藥性，且銷(xiāo)售價(jià)格比鮮地黃高4～7倍，可大大提高農(nóng)戶(hù)的經(jīng)濟(jì)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(duì)干燥工藝要求極其嚴(yán)格，若風(fēng)溫控制不當(dāng)，就會(huì)出現(xiàn)干地黃品質(zhì)下降，造成有效成分流失、分解、性味消失，甚至喪失藥用價(jià)值等[3]；而且產(chǎn)量高，收獲集中且不易存放，需及時(shí)干燥。采用多層網(wǎng)帶式烘干機(jī)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(wǎng)帶式烘干機(jī)見(jiàn)圖5。

圖5 網(wǎng)帶式烘干機(jī)

（1）分類(lèi)裝機(jī)。將鮮地黃按塊莖粗細(xì)分類(lèi)分別裝機(jī)，Ⅰ類(lèi)（地黃直徑＜2 cm）裝在烘干機(jī)下層、Ⅱ類(lèi)（2～5 cm） 在中層、Ⅲ類(lèi)（＞5 cm） 在上層，每層物料厚度約為10 cm；再分別在箱體的熱風(fēng)進(jìn)口、箱體中部左右兩側(cè)布置測(cè)溫點(diǎn)，檢測(cè)機(jī)內(nèi)熱風(fēng)的分布情況，驗(yàn)證鮮地黃的干燥參數(shù)和設(shè)備運(yùn)行模式。

（2）烘干。根據(jù)地黃干燥特性及降水規(guī)律，烘干機(jī)延長(zhǎng)了第3階段烘干時(shí)間，又增加一個(gè)地黃烘后的冷卻段，并對(duì)前3個(gè)階段的風(fēng)溫變化進(jìn)行檢測(cè)，以確保地黃烘后的品質(zhì)。

第1階段為排濕段：從點(diǎn)火開(kāi)始計(jì)時(shí)，進(jìn)風(fēng)口溫度在2～4 h內(nèi)升高并維持至140℃左右，此階段需20～24 h，烘干機(jī)內(nèi)溫度升高并維持在55～60℃，直至地黃色澤呈現(xiàn)白色、表皮略有皺縮、塊莖略微變軟時(shí)結(jié)束，并經(jīng)常觀(guān)察地黃的表皮縮水情況，以便于靈活掌握烘干的溫度和時(shí)間。

第2階段為干燥段：當(dāng)?shù)攸S的排濕段完成后，關(guān)閉進(jìn)料口，排濕口半開(kāi)，進(jìn)風(fēng)口風(fēng)溫由140℃逐漸降為120℃，機(jī)內(nèi)維持在70℃左右的風(fēng)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(jué)即可。

第3階段為大塊莖地黃的降水階段：需將進(jìn)風(fēng)口風(fēng)溫降至110℃，機(jī)內(nèi)溫度維持在60℃左右，促使Ⅱ類(lèi)、Ⅲ類(lèi)大塊莖地黃能夠均勻降水，防止在烘干過(guò)程中因持續(xù)高溫使較大塊莖地黃內(nèi)部出現(xiàn)空心現(xiàn)象，維持此溫度直至烘干結(jié)束，烘干需24～26 h，地黃品質(zhì)則為斷面無(wú)白心、塊莖表面頂手、內(nèi)無(wú)硬心。

烘干機(jī)內(nèi)底部2層的地黃塊莖相對(duì)要小些，加之熱風(fēng)從底部進(jìn)入，故底部?jī)蓪拥攸S受熱快，降水也快，經(jīng)過(guò)60 h的烘干，已達(dá)到烘干標(biāo)準(zhǔn)，可先行排出。上部3層地黃則繼續(xù)烘干，直至達(dá)到烘干要求，其優(yōu)勢(shì)在于：①上層物料在下移過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)翻動(dòng)現(xiàn)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(shí)縮短了干燥時(shí)間，節(jié)省能源。

第4階段為冷卻段：烘干結(jié)束后開(kāi)風(fēng)機(jī)吹冷風(fēng)，將地黃冷卻至室溫；在地黃逐漸變硬并達(dá)到烘干品質(zhì)后，開(kāi)啟網(wǎng)帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)，將剩余3層地黃放出，同時(shí)挑出塊莖較大而未達(dá)到烘干要求的地黃，在下一次烘干作業(yè)時(shí)再?gòu)?fù)烘24 h。

烘后地黃及優(yōu)級(jí)地黃的斷面效果見(jiàn)圖6。

圖6 烘后地黃及優(yōu)級(jí)地黃的斷面效果

整個(gè)地黃烘干結(jié)束，在排出最后3層干地黃的同時(shí)，烘干機(jī)內(nèi)補(bǔ)進(jìn)新鮮地黃，這不僅能保證地黃烘干過(guò)程的連貫性，還省去點(diǎn)火升溫的過(guò)程，節(jié)省時(shí)間與能源。在補(bǔ)加鮮地黃時(shí)需注意，在底層網(wǎng)帶靠近出料口處預(yù)留出2 m左右的距離，將需復(fù)烘的地黃通過(guò)烘干機(jī)側(cè)壁觀(guān)察窗投入，直至達(dá)到烘干要求時(shí)排出。

（3）地黃烘干效果分析。為與傳統(tǒng)土炕烘干性能作對(duì)比，參照地黃的干燥特性和烘干機(jī)試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，制定地黃干燥的技術(shù)指標(biāo)：干燥處理量、單位裝料量、降水幅度、干物產(chǎn)率、一次合格率、生產(chǎn)率、烘后品質(zhì)、烘干作業(yè)費(fèi)用和單位成本費(fèi)。

2種烘干方式生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表4，2種烘干方式品質(zhì)指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表5，2種烘干方式成本及干地黃價(jià)格分析見(jiàn)表6。

表4 2種烘干方式生產(chǎn)指標(biāo)對(duì)比

表5 2種烘干方式品質(zhì)指標(biāo)對(duì)比

表6 2種烘干方式成本及干地黃價(jià)格分析

由表4～表6可知，與傳統(tǒng)土炕烘干地黃相比，網(wǎng)帶式烘干機(jī)的單位面積裝料量提高2倍，干燥時(shí)間縮短50%，日均干燥處理量提高4倍以上，生產(chǎn)率提高8～9倍，干物產(chǎn)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(shù)相同的前提下，由于機(jī)械烘干的處理量增大、干燥時(shí)間縮短和品質(zhì)提高，其單位成本僅為后者的38%，烘后地黃售價(jià)提高2.0～3.0元/kg。

4 果蔬及土特產(chǎn)等干燥的注意事項(xiàng)

烘干機(jī)的機(jī)型、干燥工藝、設(shè)備利用率和加熱方式等是決定物料烘后品質(zhì)好壞、干燥費(fèi)用高低的關(guān)鍵因素，切不可忽視烘干機(jī)的選用。

（1）果蔬等農(nóng)副產(chǎn)品的形狀決定所選烘干設(shè)備的機(jī)型，對(duì)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(duì)量大、上市集中的地黃、花生等物料，宜選用網(wǎng)帶式烘干機(jī)干燥。

（2）干燥溫度對(duì)物料烘后品質(zhì)影響極大，應(yīng)根據(jù)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(zhì)或降水烘干段和冷卻段，以滿(mǎn)足不同物料的干燥需要。設(shè)備內(nèi)最高風(fēng)溫不宜超過(guò)75℃，過(guò)高風(fēng)溫會(huì)使物料表面形成硬殼，直接影響后續(xù)的降水過(guò)程與烘后品質(zhì)。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(jìn)行試烘，經(jīng)完善提高、滿(mǎn)足烘干要求后，才能正式投入批量烘干。

（3）烘干機(jī)利用率的高低和加熱方式是決定干燥成本的關(guān)鍵因素，選用多用途的烘房，可用于不同收獲期的農(nóng)副產(chǎn)品的干燥，使用期較長(zhǎng)，干燥費(fèi)用低；選用來(lái)源廣泛、價(jià)格低廉、對(duì)品質(zhì)無(wú)污染的能源作燃料，干燥費(fèi)用也低。另外，現(xiàn)在人工費(fèi)用較高，一些自動(dòng)化程度高、用人少的設(shè)備，也能降低干燥費(fèi)用。