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太阳能干燥器在农产品干燥中的利用
所属分类:太阳能干燥    发布日期:2014-8-23 17:45:26   点击次数:885
 
一、国外应用概况 

    利用太阳能干燥技术的研究和推广应用工作,已在世界上许多国家展开,主要有美国、英国、法国、德国、加拿大、澳大利亚、新西兰和日本等国。

    早在20世纪七八十年代,美国、德国、英国、法国等发达国家就在本国和一些发展中国家建立了不同规模的太阳能干燥试验装置,初期以小型为主,也有较大规模的太阳能干燥系统。在美国太阳能干燥设备已有一定批量的商业性生产,受到小型干燥用户的欢迎。印度、泰国、印度尼西亚等国也有小批量的商业性应用,然而在欧洲商业性的太阳能干燥室则较少。

    太阳能干燥的推广应用大部分在热带和亚热带国家如南非、斐济、乌干达、尼日利亚、巴西、菲律宾、泰国、印度、印度尼西亚、孟加拉国及中国(包括台湾省)等。泰国早在20世纪80年代就推广使用一种太阳能干燥器烘干谷物,在非收获季节,还可以用于干燥胡椒、辣椒、咖啡豆、小虾等,全年都可利用。泰国采用太阳能作为辅助能源与常规能源配合干燥烟叶,试验证明,能有效地节约30%-40%的常规能源。甚至在马来西亚这样的高温多雨地区也在推广使用简易廉价的太阳能干燥装置,因为太阳能干燥装置成本低,易于制造,可以较好地解决谷物一年三熟的干燥问题。印度研制了太阳能与烟气联合的谷物干燥机,日干燥能力为650—1 000kg/d,也有每小时干燥能力为375kg/h的太阳能谷物干燥机;还有用于干燥胡椒的太阳能干燥房,效果很好;此外,印度在烟草和马铃薯等农作物方面,也在推广太阳能干燥。印度尼西亚的太阳能干燥多数为温室型,也有用木屑作燃料加热水作辅助能源的组合干燥装置,干燥对象主要是谷物等农作物。

    无论国内还是国外,早期的太阳能干燥装置多数为温室型、半温室型或规模较小的集热器型。大型太阳能干燥装置基本上都是集热器型,而且都与常规能源结合以保持干燥过程的连续性。

    据相关资料报道,国外已建成一批采光面积超过500m2的大型太阳能干燥器,其中美国4座、印度2座、阿根廷1座。这标志着太阳能干燥在世界上已经进入生产应用阶段。由于全球的能源和环境问题日益突出,太阳能干燥技术的应用近十年来有较大的发展。

    纵观国际太阳能干燥的推广应用情况有几个特点:① 太阳能干燥对象以谷物、烟草、水果等农副产品为主,其次是木材。②太阳能干燥的发展方向是提高太阳能干燥装置的热效率和降低成本。③注重实用性,尽量使用廉价材料。例如以干沙做吸热体,用塑料薄膜做透光材料。

二、国内应用概况

    中国太阳能干燥应用研究起步较晚,20世纪80年代以前,中国只有4座太阳能干燥装置,总采光面积仅有183m2。但80年代以后温室型太阳能干燥器发展较快,由于这种干燥器结构简单,造价低廉,在山西、河北、河南、北京、广东等地的农村很快发展起来。80年代中期,中国已有70余座太阳能干燥装置,采光面积超过5 000m2。尤其在山西省,就建成了l0多座这种类型的干燥器,面积超过1 000m2,用于干燥红枣、黄花菜、棉花等。但20世纪90年代中后期,相关报道几乎见不到,究其原因主要有:① 由于当时社会各界对节能与环境保护的重视力度不够,且中国农产品加工业尚处于起步阶段,对太阳能干燥农产品的需求不大,因而此项研究工作进展减缓,至今大多数农产品干燥未能产业化。② 中国太阳能丰富地区往往是经济落后、科技不发达地区,缺乏开发太阳能干燥装置的资金和技术支持。③人们对产品质量重视不够,且不同质量的产品价位差不大,缺乏改善产品质量的动力,这就使得20世纪90年代对太阳能干燥的研究应用进人了低谷。

    近十年来,由于能源、环境形势的影响,中国太阳能干燥技术的应用又有了较大的发展,除了开展如谷物杂粮类、果品类、蔬菜类以及木材的太阳能干燥试验和应用研究外,还进行了如中草药、茶叶、鲜花、植物叶片、食品(如鱼、腊肠等)、天然橡胶、污泥等物质的干燥工艺的研究和干燥设备的开发与研制,并取得了一些科研成果,有的已经将这些新技术投放市场,进入了技术应用的推广阶段。通过与传统干燥方法(如阳光下晾晒、用常规能源加热烘烤等)的干燥质量相比可以很明显地看出,用太阳能干燥器干燥的物料质量高、成品率高、颜色美观,如采用太阳能干燥房与地垄大坑复合干燥后的人参不脱皮,内芯棕红,外表呈花生皮色,整体形象完美,块体含水率达到18%。与采用以往方法干燥的白枝须参相比,外销检验等级高出1个等级。干燥质量的提高使中草药的价格直线攀升,而且扩大了出口的份额,增强了国际竞争能力。太阳能干燥技术设备应用于食品和植物的深加工中,可以有效地防止菌虫对物料的侵害引起的变质、变色现象的发生,有效地保持了物料原有的优良品质,也避免了因为干燥加工而造成的二次污染(如灰尘等污染物的污染)。

    从太阳能干燥装置的规模而言,中国的太阳能干燥多数是采光面在200m2以下的中小型,尤其以小型居多。目前,已知最大的太阳能干燥装置是采光面积为650m2的太阳能腊味干燥装置,其次是620m2的大型太阳能干燥示范装置以及采光面积为500m2的湖南东连县糖果厂太阳能干燥装置。如果把溶液脱水过程同固态物料脱水同样看待的话,广东省江门农药厂兴建的太阳能农药干燥装置太阳能采光面积达3 000m2,应属世界上少有的大型太阳能干燥装置。

    近20年来,中国太阳能干燥应用研究和其他太阳能热利用一样。经历过一个由浅入深,由简单的小试到较完善的生产试验的过程而发展起来。据不完全统计,到目前为止已建各种类型的太阳能干燥装置200多座,总采光面积近2万m2,广泛地应用于工农业生产的干燥作业,取得了较好的经济效益和社会效益。在这些项目中获得科研成果奖的有11项,其中获国家级科学进步奖2项,获省、部级和中国科学院成果奖、科技进步奖和贡献奖7项。

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