太阳能干燥农产品节能减排技术装备的研究应用

一、太阳能干燥技术研究意义

能源是人类社会发展的重要基础资源，生态环境是人类赖以生存的基本条件。节约资源和保护生态环境是我国基本国策，解决“三农”问题是全党和全国人民的工作重心。农产品加工不仅延长农业产业链，也是解决“三农”问题的重要途径；具有增加农民收入、壮大县域经济、转移农民就业三大功能，是国民经济的第一大支柱产业和最具成长活力的产业之一。干燥是农产品加工过程中的一个重要工艺过程，目的是除去农产品中多余的水分，提高原料可溶性物质的浓度，阻碍微生物繁殖，抑制农产品中所含酶的活性，从而使脱水后的农产品便于加工、运输、储藏和使用。一般农产品要求的干燥温度在40～70℃，常规农产品干燥是高能耗和重污染作业，据不完全统计，全球10%～25%的能源用于工业化的热力干燥，也是我国的耗能大户之一，所用能源占国民经济总能耗的12%左右。采用常规能源干燥农产品，投资大，需消耗大量能源，致使农产品成本增高，并造成不同程度的环境污染。因此，开发农产品干燥新能源，已经成为世界农产品加工业亟需解决的一大难题。

太阳能作为一种“得天独厚”的新能源，是可再生的清洁能源。人类利用太阳能历史最悠久、应用最广泛的应属太阳能干燥领域。太阳能干燥农产品可减少常规能耗50%～100%。农产品传统的太阳能干燥方法是直接的摊晒、晾晒，一直延续了几千年，但这种方法干燥效率低、周期长、占地面积大，易受风沙、天气的影响，也容易受灰尘、苍蝇、虫蚁的污染，影响农产品的质量，造成损失。随着世界面临着巨大能源危机，能源短缺严重威胁着经济的发展，太阳能利用越来越受到各国重视。

二、太阳能干燥技术及装备研究情况

太阳能农产品干燥技术是以太阳能为热源，集除尘、清洗、杀菌、干燥于一体的新型节能减排加工技术。从2007年至今，由农业部规划设计研究院王海研究员带领的研究团队一直致力于太阳能干燥农产品技术及装备的研究与开发。科技部、国家海洋局、农业部财务司、科教司、农产品加工局先后对该技术成果推广给予了大力支持，致力于改善我国农产品干燥企业生产设备陈旧、技术含量低、资源利用率低、产品档次低、能源消耗高、环境污染严重等状况。目前已经取得了“一个平台、两项成果、三项专利、四篇论文”的研究成绩。

一个平台——太阳能干燥研究试验平台

两项成果

——混联式太阳能多功能果蔬干燥成套设备

——生产型高效太阳能集热厢式果蔬干燥房

三项专利

——混联式太阳能多功能果蔬干燥设备（ZL　2007　2　0305443.7）

——生产型高效太阳能集热厢式果蔬干燥房（ZL20092　0000760.7）

——多通风双换热平板式太阳能集热器（ZL2009　2　0278420.0）

四篇论文

——混联式太阳能多功能果蔬烘干机的研制

——混联式太阳能果蔬干燥设备干燥无核白葡萄的试验

——高效太阳能集热厢式干燥房的设计

——一种太阳能集热器的研制及结构优化试验

1.混联式太阳能多功能果蔬干燥设备

具有较高的生产率，解决农产品和食品干燥过程中所产生的高能耗和干燥过程中产品品质发生变化这两个最主要问题。开发设计出太阳能干燥装置电控系统、太阳能干燥装置的风循环及排湿系统。干制成品卫生质量好，质量均匀，绿级品率比自然晾房提高了60%以上。设备大大缩短干制周期，节能降耗，提高了产品品质。

2.生产型高效太阳能集热厢式果蔬干燥房

以太阳能为热源，通过太阳能集热板采集热量，加热空气，用风机将热空气送入果蔬干燥系统。此干燥房根据果蔬的干燥特性和热风干燥机理对新疆传统晾房进行技术改造，采用厢式结构设计，并引入强制—自然匀风排风技术和折返式双换热技术。

三、太阳能干燥技术装备推广应用情况

太阳能干燥系列设备目前已经定型量产，根据物料处理量的不同设备可以分为1t、2t、3t、5t、10t五个型号，并可根据需求设置不同的型号和规模，具有可调节干燥温度、干燥装载量的灵活性。已在河北、甘肃、新疆等地进行了示范推广。

太阳能干燥设备属于农业机械技术领域和农产品加工机械技术领域。通过太阳能加热的热风对串状、粒状、块状、条状、片状等各种形态的农产品进行干燥。可用于果蔬加工、中药材加工等农副产品加工企业，特别适用于中小企业、农业合作社、农场农户等。

我国太阳能资源丰富，约有2/3的国土年辐射时间超过2200h，年辐射总量超过5000MJ/m2，全国各地太阳年辐射总量为3340～8400MJ／m2，中值为5852MJ／m2。纬度范围在35～45°的地区非常适合发展太阳能干燥产业。根据我国各省太阳能辐射量，该设备在宁夏、甘肃、新疆、青海、西藏、河北西北部、山西北部、内蒙古南部、山东、河南、吉林、辽宁、云南、陕西均适用，可大面积推广应用。

示范点一：甘肃兰州农业科学研究院农产品加工研究中心

2009年在甘肃兰州设计制造一套混联式太阳能厢式干燥塔。太阳能集热面积达24m2，处理量1t。

示范点二：新疆生产建设兵团农十师一八四团

2010年与新疆农十师一八四团签订技术服务合作协议，2011年7月安装制作了一套太阳能干燥设备。太阳能集热面积192m2，处理量3～5t。

示范点三：承德丰大农业发展有限公司

2011年6月在承德丰大农业发展有限公司建造一套太阳能干燥设备。太阳能集热面积达288m2，处理量达10t。

示范点四：甘肃高台县宏丰脱水蔬菜有限公司

2012年与甘肃高台县宏丰脱水蔬菜有限公司签订技术服务合作协议，对企业现有干燥设备进行技术改造，增加太阳能集热系统，集热面积216m2。

为积极推进太阳能干燥技术在农产品加工业上的应用，扩大太阳能干燥设备的影响力，提高示范和推广效果，农业部规划设计研究院从2008年开始连续召开四届“太阳能干燥技术节能减排推广会”，邀请来自全国各地的管理人员、专家学者、企业代表实地考察研讨。

目前已经利用该系列设备干燥物料品种达20余种，包括新疆无核白葡萄、哈密大枣、哈密杏、兰州百合、葫芦、大蒜、青红椒、番茄、四季豆、各种菌类等等。

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