不同农作物烘干工艺对比

发布时间：2022-04-15

　　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。

　　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。

　　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。

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　　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。

　　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。

　　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。——论文作者：邹 超，卢军党，田智辉

　　参考文献：

　　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.

　　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.

　　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.

　　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.

　　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.

　　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. ◇