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太阳能农产品干燥技术装备

  • 领域:

    农产品加工业

  • 来源:

    重点研发 国家部委计划

  • 单位:

    农业农村部规划设计研究院

  • 地址:

    北京 北京市 朝阳区 麦子店街41号

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单位简介

农业农村部规划设计研究院,是农业农村部直属正局级事业单位,主要业务范围涉及农业资源监测、设施园艺、畜牧工程、农产品加工、农业废弃物处理与资源化利用等农业全产业链,以及农业工程标准制定、农业投融资研究、规划编制、项目策划、工程设计和建设监理等农业建设全技术链,能够为农业农村发展提供全链条整体技术解决方案。拥有农业行业工程咨询甲级资质、农林行业工程设计甲级资质、建筑行业工程设计甲级资质、工程监理甲级资质,以及城乡规划乙级资质和测绘乙级资质。 我院设施条件较为完善,现有“两个院区、二个基地、一个实验站、一个培训中心”,分别是位于北京朝阳区的本部院区和双桥院区,北京顺义区杨镇的中试转化基地、河北永清县的设施农业试验基地,沈阳苏家屯区循环农业实验站,以及北京昌平区的中国农村能源与环保研究培训中心,基本形成了科技创新、中试转化、成果示范、技术培训一体化布局。 建院近40年来,我院立足农业工程科技创新、农业工程咨询、农业工程设计与建设监理,不断开拓进取,开展了大量卓有成效的工作,技术水平处于国内领先地位。完成国家和省部级科技研发与推广服务项目1000余项,农业工程咨询与设计项目近7000项,编制国家和行业标准130多项。获得国家授权专利199项,国家级和省部级科技成果奖励260多项。 “十二五”以来,主持承担国家重点研发计划、国家自然科学基金、国家科技支撑计划、公益性行业(农业)科研专项、国家重大科技成果转化项目等国家级和省部级科研课题143项,获国家级及省部级科技成果奖57项,其中国家科技进步二等奖1项,省部级科技成果奖21项,全国优秀工程咨询成果奖4项,农业部优秀工程咨询和设计成果奖31项。获得国家授权专利132项,授权计算机软件著作权45项,发表论文836篇,其中SCI、EI收录155篇,出版专著52部。 展开
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项目介绍

成果项目的功能、性能、型号、用途和适用范围

太阳能农产品干燥技术装备成果以绿色能源——太阳能为热源、集多通风双换热太阳能高效集热技术、热风气流双循环干燥技术和温湿度智能控制技术于一体,辅助少量电能,适用于果蔬、中药材加工、水产品等农副产品干燥,可以有效降低能耗,减少排放。该成果已有每批次处理鲜农产品0.5到5吨的系列化装备(型号T GS-0.5T~ TGS-5T),可对粒状、串状、片状、块状等各种形状农产品进行干燥,适用于果蔬、中药材加工、水产品等农副产品加工企业、合作社、农场农户等。

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主要技术创新点

①突破了多通风双换热太阳能高效集热技术。太阳能农产品干燥核心技术,一是太阳能空气集热器光热高效转化技术,创制的多通风双换热平板式太阳能集热器采用的三通风、波纹状结构和双换热技术,可有效减少换热死角,增加换热面积,提高传热效率;二是满足工业化生产的热量和温度,首创集热器串并联式的混联式结构,采用模块化设计,可根据干燥物料的干燥特性和生产能力满足干燥工艺温度和风量的要求,决定连接方式和集热器数量。 ②发明了太阳能双循环农产品干燥设备。首创了热风气流双循环干燥技术,一是在太阳能干燥机中采用空气干燥介质由干燥室的隔板上的循环风机从匀风室引入干燥室,干空气穿过干燥室内的湿物料到达装有排湿风机的箱体板上,再穿过湿物料返回,通过隔板上的回风百叶窗回到匀风室,形成干燥系统内循环;二是空气干燥介质由干燥室的隔板上的循环风机从匀风室引入干燥室,干空气穿过干燥室内的湿物料,经由干燥室上方的引风机、引风管和进风道进入太阳能集热器,经太阳能集热系统加热,经出风道、送风管由送风机重新送入干燥系统,从而形成干燥系统外循环。该设备集内循环和外循环于一体,内外循环通道相互独立,能够根据需要实现内外循环独立进行或同时进行,不仅充分利用热能,节约能源,还能实现匀风干燥、有效保证产品的干燥品质。 ③创造了温湿度智能控制系统。控制版面以先进的单片机为控制核心,采用进口高性能温湿度传感器,可同时对温度、湿度信号进行测量控制,并实现液晶数字显示,还可通过按键对温、湿度分别进行上、下限设置和显示;采用变频调速装置可进行自动和手动工作模式。除人工操作外,可人为编程、定时,使设备可在无人值守的情况下自动工作,可设定不同干燥产品及其分段干燥过程。 ④探明了太阳能集热干燥农产品工艺,优化了干燥参数,解决了传统燃煤热风干燥农产品产能不稳定、品质波动大、污染环境、运行成本高以及温室型太阳能干燥农产品初期升温缓慢、产能小、易霉变、褐变等问题。

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产品及质量检测情况

①TGS-0.5T型扇贝对虾太阳能干燥设备, 2019年8月27日由河北省机械产品质量监督检验总站出具的检验报告:南美对虾干燥量428.1kg;干燥时间3.1h,温升36.4℃;使用太阳能时能耗为5.2kw·h,使用电加热时能耗为85.05.2kw·h,节能率为93.9%。 ②HTGD-3T混联式太阳能多功能干燥机,2008年8月25日,由新疆维吾尔自治区农机产品质量监督检验站出具的检验报告:装载量349.08kg(一个转料车),太阳能采光面积26.96m2,进厢温度30.36℃,出厢温度25.21℃,干燥周期26天(2天阴、1天雨),干燥能力102.7kg/d,优级品率90%。 ③特色瓜果太阳能干燥设备, 2017年9月16日由中国农业机械和科学研究院标准与质量检测中心出具的检测报告:干燥室处理量6t,设备集热面积122m2,出口温度69~75℃(在晴天26~32℃情况下),控制精度-1~0。 ④GTG-10果蔬太阳能干燥器, 2012年9月22日由国家食品机械质量监督检验中心出具的检测报告:鲜物料(鲜葫芦)加工能力1912kg/h,干燥能力1827 kg/h,干燥周期5h;干燥室入口最高温度61℃;干燥室入口空气相对湿度32.1%~33.5%;干燥室入口风速2.8m/s;成品含水率8%。 ⑤无核白葡萄干, 2008年11月12日,由农业部食品质量监督检验检测中心(石河子)出具报告,自然晾房干制(干制周期42~45天)、太阳能干燥设备(干制周期15~16天)、太阳能晾房(干制周期18~20天)产品均符合产品质量要求;2008年11月25日,太阳能设备干制的葡萄干绿色粒14.07%、浅绿色粒29.13%、浅黄色粒25.48%、褐色粒31.32%, ⑥枸杞,2017年10月14日由西安国联质量检测技术股份有限公司出具的检测报告:自然晾晒、燃煤干燥和太阳能干燥均符合质量要求。 ⑦哈密大枣,2008年11月12日由农业部食品质量监督检验检测中心(石河子)出具报告:太阳能设备干制和自然晾晒干制均符合质量要求。

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产品使用的技术标准

中华人民共和国农业行业标准:太阳能果蔬干燥设施设计规范

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成果项目的技术成熟程度、产品市场接受度和市场竞争力等情况

该成果创制和研究太阳能高效集热器、生产型太阳能集热器集热系统、自动控制双循环太阳能干制农产品装备、太阳能干燥农产品工艺等4方面的太阳能集热干制农产品技术装备;已转化并列入农业部产地初加工补助项目,“太阳能农产品干燥设备”获原农业部2015年度农产品加工业十大科技创新推广成果;“太阳能双循环农产品干燥设备”入选2019中国农业农村十大新装备;红枣加工产业化关键技术创新与应用获河北省2018年度科技进步二等奖,食品高效节能干燥技术与装备开发获新疆建设兵团2010年度科技进步二等奖。 建立了太阳能集热干燥农产品中试和产业化生产线14条;攻克了太阳能干燥枸杞、无核白葡萄、红枣、南美对虾、扇贝柱等农产品关键技术;获得国家发明和实用新型专利9项;在新疆、宁夏、云南和河北建立了4个企业联合研发中心,10个产业化示范基地。与传统干燥方式相比,一是提高农产品的干燥技术水平,缩短干燥时间,提高产品品质,减少产后损失,增加农民收入;二是采用太阳能清洁能源节能技术,降低生产成本和能源消耗,减少污染排放和保护环境,提高资源利用率,使产业健康快速发展。该成果具有技术先进、节能减排,具有很强的产品市场接受度和市场竞争力。

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实践的产业化模式、形式的典型案例和成功经验

该成果先后在河北、甘肃、宁夏、新疆、江苏、云南等企业推广应用,分别对葡萄、大枣、杏、枸杞、百合、葫芦、大蒜、青红椒、番茄、四季豆、香葱、菌类、扇贝、对虾等进行了生产性干燥试验,解决了4项共性关键技术装备技术难题,近三年累计新增销售额15.0亿元,新增利润3.0亿元,推动了太阳能集热干燥农产品技术装备应用推广,促进了产业发展和人才培养,经济效益和社会效益显著。 太阳能农产品干燥技术装备在宁夏干燥红枣取得了显著的经济效益,近三年新增销售额12536万元,新增利润1870万元。其中:宁夏圣峰百年农牧开展有限公司利用“红枣太阳能干燥关键技术装备”进行红枣干燥,近两年新增销售额6464万元,新增利润959万元。中宁县建林红枣专业合作社利用“红枣太阳能干燥关键技术装备”进行红枣干燥,近两年新增销售额6072万元,新增利润911万元。 太阳能农产品干燥技术装备在新疆干燥葡萄取得了显著的经济效益,近三年新增销售额25908.5万元,新增利润3697.3万元。其中:吐鲁番地区兴农科技有限公司利用“葡萄太阳能干燥关键技术装备”进行葡萄干燥,近两年新增销售额9661.17万元,新增利润1242.15万元。吐鲁番科创生产力促进中心(有限公司)利用“葡萄太阳能干燥关键技术装备”进行葡萄干燥,近两年新增销售额8741.33万元,新增利润1229.25万元。吐鲁番丝路明珠农业生物科技有限公司利用“葡萄太阳能干燥关键技术装备”进行葡萄干燥,近两年新增销售额7506.00万元,新增利润1225.90万元。

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