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收后处理机械

/Post-harvest Processing Machinery/
最后更新 2023-02-22
浏览 143
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以收获后的农产品为对象进行初步加工的机械设备。

英文名称
Post-harvest Processing Machinery
所属学科
机械工程

收后处理机械的主要目的是尽可能地延长农产品的保质期,便于储存、运输和销售;或者通过提高产品的表观质量增加产品的附加值。

人类由采猎社会转向农耕社会后,就必须考虑如何延长农产品的存储时间,或者对初级农产品进行再加工以获得更高级的产品,这就催生了收后处理机械的发展。早期的收后处理机械(如碾米机、清选机等)一般采用人力、畜力或水力,工业革命后才开始逐步实现机械化、自动化和智能化。

20世纪初开始,随着世界各国农业机械化的进程,谷物干燥也随之先后机械化。到50年代,在一些先进的工业国家,谷物干燥机械开始大规模应用推广。日本年产谷物干燥机10万合,72%的稻谷已经进行机械化干燥。50年代中期,美国有生产谷物干燥机械的厂商29家,分布18个州,生产38种谷物干燥机。60年代后农产品干燥机械进入自动化阶段,如1964年美国成功试制了一种“150AF型”全自动谷物干燥机,起动后不用人管理,可连续工作两天。70代后开始重视于研究高质量低成本的干燥方法和机具,比如利用太阳能进行加热。太阳能干燥机于1990年在日本面市,到21世纪初,全日本已有20处太阳能干燥设施在运营中。中国从20世纪50年代起,通过科研人员的引进和自行研究,开发制造了许多用于食品及谷物的干燥机械,取得了一定的成绩。90年代后期起开展了各种基于各种清洁能源,高质量加热方式的农产品干燥机械的研究。

1929年英国人Pencer利用气调技术成功地发明了一种保鲜装置,使苹果的贮藏时间超过30天。直到20世纪60年代后,出现了机械化气调贮藏方式,由此加快了果蔬保鲜机械的应用和推广。孙企达在1992成功研制VAC-3真空冷却气调保鲜装置。1995年美国研制成功的Merling高速高频计算机视觉水果分级系统,生产率约为40吨/小时,美国每年有50%以上的苹果经过该设备处理。2004年浙江大学研制出一套水果品质智能化实时检测与分级生产线,由能完成水果的单列化并均匀翻转的水果输送系统、精确实施分级的高速分级机构和自动控制系统等部分组成,实现了检测指标的多元化,果品大小、形状、色泽、果面缺陷等多项检测一次完成。

收后处理机械是农业机械中的一大类别。不同农产品其相应的收后处理技术也各不相同,如对于谷物主要是剥壳和干燥处理,水果则更注重保鲜和包装。农产品收后处理机械主要包括剥壳/去皮机械、干燥机械、清选机械和保鲜储藏设备。

①剥壳/去皮机械。带皮壳的谷物、油料、坚果、水果在进行加工或出售之前应先去除皮壳,主要的方法有碾搓法、撞击法、剪切法及挤压法。对于谷物、坚果等带壳的农产品,通常采用胶辊砻谷机和立式离心式剥壳机。而水果、块根及块茎类蔬菜的去皮机械则一般采用擦皮机。它由工作圆筒、旋转圆盘、加料口、卸料口、排污口及传动部分等组成。工作圆筒内表面是粗糙的,圆盘表面为波纹状,二者均用金刚砂黏结表面。

干燥机械。按结构及干燥原理分类,流行的干燥机械有横流式干燥机、顺流式干燥机、逆流仓式干燥机、混流式干燥机和圆筒内循环式干燥机。其中混流式干燥机是应用最广泛的一种干燥设备,其内部设有多排进、排气角状盒,且进、排气角状盒上下交错排列,靠重力向下流动,受到以顺流、逆流、横流方式的热风加热。由于混流式干燥机的通用强、电耗低、干燥质量好而日益得到发展。

清选机械。用于清杂、精选和分级的粮食加工机械。现在应用广泛的清选机有风筛式清选机、比重式清选机、窝眼筒式清选机和复式清选机4大类。针对种子的清选,风筛式清选机应用最广泛,它采用圆筒筛分级,结构简单。工作时喂入的种子先经气管道吸掉轻杂质,然后进入筛选机构,将大、小杂质一次清除掉。

果蔬加工机械。主要功能是对刚刚收获的果蔬进行保鲜、分级和包装,目的是延长果蔬的存储时间,方便运输,提高产品的附加值。果蔬保鲜技术主要分为两种:气调保鲜、减压贮藏。该设备中机械装置的主要功能是换气,控制各种气体的浓度,以及果蔬的输送。果实分级机械按工作原理可分为大小分级机、重量分级机、果实色泽分级机和既按大小又按色泽进行分级的果实色泽重量分级机。应用最广泛的是按大小的果实分级机。工作时果实沿着具有不同尺寸的网格或缝隙的分级筛移动,最小果实先从最小网格漏出,较大果实从较大网格漏出,按网格尺寸的差别,依次选出不同级别的果实。

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