可移動太陽能智能烘干房 讓田頭農產品干燥不再“難”

2019-08-27 18:28:12 來源: 科技日報 作者: 過國忠 張平 蘇慧

科技日報記者 過國忠 通訊員 張平 蘇慧

8月27日,記者在揚州大學江都實踐基地看到的一間長8米、寬2.5米的玻璃房,可不是我們平時常見的普通房車,而是只需底部加裝上輪胎,就能拉著走的可移動太陽能智能烘干房。


可移動太陽能智能烘干房外型 過國忠 攝

“該房利用太陽能、生物質能、電能互補互助,相互交錯,可按不同使用對象組合成最節省的干燥模式。”承擔國家重點研發計劃《多能互補菌類干燥裝置以其智能調控技術開發》項目的揚州大學機械工程學院張劍峰教授說,設備不僅能實現太陽能的數倍吸收,還采用真空玻璃實現透光保溫,并利用清潔、低碳的生物質能作為干燥房的補充能源,在保證機器全天候全時段運轉的同時,真正做到了優質高效、節能環保,一改傳統果蔬干燥能耗大、效率低、品質不能保證的面貌。

記者了解到,傳統的果蔬干燥方法是依靠自然晾曬、陰干等使果蔬原料中的水分蒸發,這種方法受氣候條件限制、工藝水平低、產品質量很難保證,更無法適應規模化生產的需求。近年來,陸續出現了一些人工干制設備,但常規的熱風烘干設備能源消耗大、燒煤污染重,新興的微波干燥、遠紅外干燥、冷凍干燥等技術則設備成本高,推廣不易。

揚大科研團隊正在做不同自然條件下烘干試驗  過國忠 攝

“這個項目自2018年立項后,學校科研團隊針對農產品深加工上碰到的一些難題,特別是類似中西部多山地、丘陵,地形復雜,氣候多變,普遍交通不利,嚴重影響農業生產經濟效益的突出問題,組成由多學科專家參與的科研團隊,進行集中攻關,在國內首次采用太陽能高效拓展利用、可再生生物質能、電能的多能互補干燥方案。”我國著名農機專家、揚州大學機械工程學院張瑞宏說。

張劍峰介紹,可移動太陽能智能烘干房,在硬件設計上大膽突破,巧思迭出。科研團隊創新性采用集熱保溫性能佳的真空平板玻璃構建成兩面透光的太陽能干燥房,并用貫流風機、離心風機作為熱能收集及空氣對流干燥的動力源,不但能充分利用透明干燥房的直曬太陽能,還能將數倍于干燥房陽光直曬面積的反射膜收集太陽能用于物料干燥,大大提高了太陽能利用效率、降低了單位太陽能利用面積的制造成本。

同時,在干燥房的正面設計了可收放式拓展反光板,用于反射陽光。其中,設備的自適應收放系統配合液壓裝置,可以控制拓展板根據天氣和晝夜情況自由收放。這樣的設計可有效提升干燥房的保溫效率和太陽能吸收的機動性,也方便設備運輸與使用。


揚大張瑞宏教授正在調試設備 過國忠 攝 

除此,考慮到太陽能具有不穩定性,科研團隊采用了秸稈顆粒這種清潔可再生的生物質能作為干燥房的補充能源,踐行多能互補和節能環保的理念。干燥房的智能控制系統會實時監測干燥房的整體環境與干燥狀況,在外部太陽能強度不足、干燥房內溫度不夠時,調動加熱室燃燒生物質燃料以補充熱量,使干燥房全時段、全天候工作,免受天氣更替、晝夜變化影響。

記者了解到,可移動太陽能智能烘干房的“智能”之處,主要體現在其搭載的多傳感器融合的智能化溫濕度控制系統上。該系統由多類型傳感器、水氛濃度測試儀、數據采集卡、計算機、控制電路等組成,在線監測并將裝備內的各類信號轉換為多信息數據,配合高精度實時模式分類系統進行處理,比對數據庫中的已存儲信息,將分析結果反饋作用于加熱,以確保干燥房中的溫度、濕度、光照以及氣氛濃度始終處于最佳狀態。如此不僅可以使干燥房在高效節能的狀態下運轉,還能保證最大飽和濕度排放水分,最大程度節省烘干能耗,另外還能自由調節烘干溫度,保證果蔬產品的干燥質量,顯著提高制品品質,真正體現了裝備與農藝的創新性結合。


通過定型的即將運往新疆阿克蘇地區的示范應用樣房 過國忠 攝 

“基于太陽能進行開發利用,符合我國國情,利于大規模推廣,尤其在新疆、青海、寧夏、西藏等日照時間長、瓜果干制需求量大的地區,應用優勢十分突出。同時我們采用多能互補的現代技術可以克服傳統日曬法的多種缺點,讓田頭農產品加工不再‘難’。”張瑞宏說,目前,科研團隊已完成了可移動太陽能智能烘干房的研制與定型任務,并已申請專利 。今年起,將率先在新疆阿克蘇地區投入示范應用的基礎上,逐步在中西部地區進行全面推廣。

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責任編輯:劉義陽
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