江 濤， 黃一心， 歐陽杰， 朱 燁

(中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所，農(nóng)業(yè)部漁業(yè)裝備與工程重點實驗室，上海 200092)

大型海藻干燥技術研究進展

江 濤， 黃一心， 歐陽杰， 朱 燁

(中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所，農(nóng)業(yè)部漁業(yè)裝備與工程重點實驗室，上海 200092)

干燥是海藻儲存、加工、生產(chǎn)的重要方法之一，不同的干燥方式對海藻脫水效率、能耗和品質(zhì)影響很大。本文對藻類傳統(tǒng)干燥和新型干燥技術的特點、研究及應用現(xiàn)狀進行了分析。研究表明，太陽能干燥技術能夠充分做到干燥過程中綠色、環(huán)保，與空氣熱泵構成組合干燥模式，可解決太陽能不連續(xù)的問題；過熱蒸汽干燥效率高、能耗低，藻類干燥后復水性好；真空冷凍干燥產(chǎn)品品質(zhì)好，能最大限度保持藻類的營養(yǎng)和功能性成分；遠紅外加熱技術對海帶進行干燥，與同風速的熱風干燥相比，可顯著縮短干燥時間，降低能耗；微波真空干燥技術干燥江蘺，在保持品質(zhì)的基礎上干燥時間較熱風干燥減少70%。本文同時對藻類干燥技術與設備存在的問題進行了總結(jié)，對國內(nèi)藻類干燥技術及裝備的發(fā)展趨勢進行了展望并提出了措施與建議。

干燥技術；海藻；微波干燥；太陽能干燥；過熱蒸汽干燥

2014年，全球海藻產(chǎn)量達到2 850萬t，其中海水養(yǎng)殖產(chǎn)量2 730萬t(占比96%)，主要養(yǎng)殖品種為麒麟菜(Eucheumaserra)和海帶(Saccharinajaponica)，產(chǎn)區(qū)主要集中在亞洲，日本、中國和朝鮮半島的產(chǎn)量占世界海藻產(chǎn)量的69%[1]。2007—2016年，我國海藻養(yǎng)殖產(chǎn)量大幅增加，由133.55萬t遞增至216.93萬t，增勢迅猛，養(yǎng)殖品種主要為海帶、裙帶菜(Undariapinnatifida)、條斑紫菜(Porphyrayezoensis)和壇子菜(Porphyrahaitanensis)等[2]。藻類大多可直接食用，營養(yǎng)價值高。藻類主要加工成食品和保健品，部分加工成飼料、餌料、肥料、藥物等[3-4]。大型海藻收獲具有明顯的季節(jié)性，南方光照充分，溫度較高，如福建等地海帶成熟期較早，一般4、5月份即可采收[5]，北方山東、遼寧等地通常7月份采收[6]。海藻的含水率通常在90%以上，如未能及時處理，堆放過久，容易滋生腐敗，影響品質(zhì)[7]。

目前大宗藻類如海帶等的初級處理方法主要為鹽干或淡干[8]。晾曬是海帶淡干的主要工序，海帶晾曬過程中，需要消耗大量的勞力。隨著人工成本的提升，已經(jīng)無法滿足藻類晾曬作業(yè)的需求，而且晾曬的環(huán)境衛(wèi)生、天氣變化都會對干燥品質(zhì)有很大的影響。藻類干燥設備大多在傳統(tǒng)熱風干燥設備的基礎上進行改制，干燥產(chǎn)量、品質(zhì)和能耗受原技術的限制，難以有質(zhì)的提升；同時，對海帶、裙帶菜等的高效組合干燥技術缺乏系統(tǒng)性研究，缺乏量產(chǎn)的專業(yè)機械化干燥裝備，限制了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1 自然干燥

隨著我國藻膠工業(yè)的興起，自然干燥(即淡干)是海帶、龍須菜等作為藻膠原料的主要初級處理方法。由于干燥過程中無需額外能耗，干燥成本低，因此是我國海帶主要的脫水方式之一。晾曬時將海帶平攤放置在露天沙灘上或晾曬在網(wǎng)架、繩架上，需要人工翻曬，整個晾干過程工作強度大，需要大量勞力。晾曬場地要求能長時間接受日光照射，地勢平坦略微傾斜，以利排水，并鋪設一層直徑5～7 cm的小石等[9]。海帶在晾曬過程中，易受鳥類、蚊蠅、沙塵的污染，食品安全得不到保障。晾曬過程中，光照強度大小將直接影響海帶加工的品質(zhì)。因此，大型藻類的自然晾曬，存在著效率低、干燥時間長、干燥不均勻、鮮度和質(zhì)量下降等缺點[10]。

2 設備干燥

2.1 熱風干燥

熱風干燥以熱空氣為干燥介質(zhì)，通過對流循環(huán)的方式與物料進行濕熱交換[11]。目前海帶、紫菜以及裙帶菜等藻類普遍采用熱風干燥方式。裙帶菜采用回轉(zhuǎn)筒引入熱風進行干燥，濕料在筒內(nèi)經(jīng)抄板揚起，熱風穿過回轉(zhuǎn)筒與物料充分接觸，濕空氣通過引風機排出，完成熱質(zhì)傳遞過程，進口處熱風溫度110℃～130℃，物料含水率從80%～90%降至12%～13%[12]。海帶熱風干燥室采用隧道結(jié)構，通過引入熱風進行干燥。在干燥初期從干燥室及旁路的兩個通風口排出高溫氣體，待海帶含水率低于50%時，使含有水分的排氣溫風一部分逆向流入旁通通道，在干燥室內(nèi)循環(huán)，防止靠近溫風送入口側(cè)的海帶干燥過頭，同時，也防止排氣口側(cè)的海帶干燥遲緩。與自然干燥相比，干燥時間縮短一半，效率較高(圖1)[13]。熱風干燥設備結(jié)構簡單，易于操作，廣泛應用于各類大型藻類干燥。但存在干燥速度低、能耗大以及干燥之后產(chǎn)品風味及復水性較差等缺點。

圖1 海帶熱風干燥裝置

2.2 過熱蒸汽干燥

過熱蒸汽干燥[14-15]是近十年發(fā)展起來的一種被認為技術可行、潛力極大的全新干燥技術。歐美等發(fā)達國家利用過熱蒸汽干燥效率高、物料防氧化及殺菌消毒等優(yōu)點在諸多領域的干燥環(huán)節(jié)取得了一定的成功，如木材、煤礦、造紙、畜牧、陶瓷、污泥、香苗、水果、蔬菜、海產(chǎn)品等[16]。20世紀初，德國科學家最先提出了過熱蒸汽干燥設備的模型[17]。

能耗方面，采用常規(guī)的熱風干燥將藻類含水率從85%降至20%需大量能耗，如采用過熱蒸汽干燥，能耗將大幅降低。國外研究人員提出了基于熱循環(huán)技術的褐藻(Laminariajaponica)過熱蒸汽干燥工藝(圖2)[18]，并對其能耗性能進行了評估。以海帶作為干燥試驗樣品，在蒸汽溫度301.4℃、壓力277.5 kPa、流量833.33 kg/h的條件下，與傳統(tǒng)的熱風干燥回收系統(tǒng)相比，過熱蒸汽干燥所需能耗減少90%。

在干燥速率與品質(zhì)方面，過熱蒸汽干燥速度快，干燥效率及品質(zhì)高。紫菜經(jīng)燙漂后進行過熱蒸汽干燥可提高干燥速率，蒸汽溫度越高，干燥時間就越短。過熱蒸汽干燥有助于改善其外觀品質(zhì)和復水性[19]。因此，過熱蒸汽干燥技術應用于藻類食品加工領域?qū)⒂袕V闊的市場前景。

過熱蒸汽干燥機理可應用于多種干燥方式，如烘箱干燥、滾筒干燥、流化干燥以及對撞式干燥等。國內(nèi)研究人員基于過熱蒸汽干燥的基礎理論著重對烘箱烘干機、隧道式烘干機和固定床干燥機進行了研究，并建立了相應的數(shù)學模型。在應用研究方面，通過提高過熱蒸汽回收技術，以減少干燥器的能耗，比對再循環(huán)熱空氣干燥系統(tǒng)及傳統(tǒng)熱風干燥系統(tǒng)，分別可節(jié)省能耗達46%和95%[20]。由于過熱蒸汽干燥技術干燥機理復雜，且基礎研究不夠，尤其針對藻類干燥工藝的模型缺乏，目前在國內(nèi)尚處于實驗室階段，應用較少。

圖2 基于蒸汽循環(huán)技術的過熱蒸汽干燥裝置

2.3 太陽能干燥

2.3.1 溫室型干燥

溫室型干燥系統(tǒng)中，干燥室內(nèi)的被干物料直接受太陽光輻射，此類干燥裝置造價低，結(jié)構簡單，便于建造，適用于干燥溫度低、允許直接吸收太陽光的干燥對象，干燥室內(nèi)可輔助添加排濕或空氣流動裝置提高干燥效率[21]。Zaman等[22]于20世紀80年代中期所做的稻谷混合干燥、溫室干燥、自然干燥的3種太陽能干燥裝置中，物料同一時間的干燥溫度分別為51℃、46℃、33℃，混合型干燥器的干燥速率最高，溫室次之，自然干燥效率最低。國外構建了一種長18 m、寬3.75 m的太陽能隧道式干燥機，實現(xiàn)了棉花的工業(yè)化干燥生產(chǎn)，運行成本是燃油干燥設備的15%[23]。國內(nèi)研究人員構建了小型溫室干燥器模型，通過實驗獲得了物料中水分的蒸發(fā)速率與周圍空氣狀態(tài)的定量關系，建立了比較完整的溫室型太陽能干燥裝置動態(tài)數(shù)學模型[24]。由于藻類一般含水率較高，溫室型干燥溫度低，難以在短時間內(nèi)干燥物料，因此，國內(nèi)外鮮有基于溫室型干燥模式對海藻干燥機理的研究，一般多為混合式干燥或組合干燥模式。

2.3.2 集熱型干燥

太陽能集熱器型干燥系統(tǒng)由空氣集熱器、干燥室及送風裝置組成，空氣通過集熱器加熱后，鼓風機將熱空氣送進干燥室。熱空氣進入干燥室后與干燥物發(fā)生熱質(zhì)交換。為提高干燥效率，系統(tǒng)中利用鼓風機強迫空氣循環(huán)，加速傳熱傳質(zhì)過程。由于集熱器與干燥室分離，可適用于避免陽光直射的物料干燥。國外研究人員構建了一種帶儲熱柜的集熱型干燥器(圖3)[25]，白天光照充足，收集的熱能大部分用于干燥物料，剩余熱能被儲于熱柜；晚上釋放儲存熱能用于除濕，提高干燥效率。改進后的煙囪可降低因太陽能干燥器出口外部較低溫度致使空氣倒流的影響，減小了運行過程中的熱能損失，提高了太陽能干燥器的性能[26]。集熱型裝置可干燥處理某些不能直接陽光曝曬的藻類。對比自然陰干和溫室型干燥模式，干燥時間大幅縮短[27-32]。

圖3 帶儲熱柜的集熱型太陽能干燥器

2.3.3 溫室-集熱器混合型干燥

近年來，隨著太陽能干燥技術的興起，結(jié)合溫室干燥和集熱器干燥方式長處的溫室-集熱器混合型干燥新技術應運而生。這種干燥系統(tǒng)將溫室和空氣集熱器相結(jié)合，干燥對象從溫室直接吸收太陽能，并受到來自空氣集熱器熱風的加熱。當溫室采光面積與集熱器面積相等時，溫度可提高 5～10℃[33]。近年來，馬來西亞國立大學太陽能研究所(SERI)已在當?shù)爻晒ρ兄撇⑹痉读艘环N新型綠色節(jié)能的V形屋頂混合型太陽能干燥系統(tǒng)(圖4)[34]，并研究了干燥海藻的機理與干燥工藝?；旌闲吞柲芨稍锵到y(tǒng)采用強制對流間接干燥的方式。太陽能烘干機由風機、干燥室、V形鋁制屋頂、太陽能集熱器和聚四氟乙烯網(wǎng)帶托盤組成，側(cè)墻采用透明的聚碳酸酯板，便于陽光照射。干燥系統(tǒng)集熱面積2 286 m2，干燥室面積3 630 m2，空氣流量為 0.01～0.05 kg/s，干燥溫度可達40℃～60℃[35-36]。

圖4 混合式太陽能干燥系統(tǒng)

在研究干燥器的同時，國外對太陽能干燥藻類的工藝做了深入研究，研發(fā)出了針對卡帕藻(Kappaphycus striatum)的一種“桑拿”干燥新工藝，獲得了該物種的干燥動力學模型。在陽光輻射500 W/m2，空氣流量0.056 kg/s的條件下，與傳統(tǒng)太陽直射干燥方式相比，可節(jié)省干燥時間57.9%[37]。

2.3.4 熱泵太陽能組合干燥

研究發(fā)現(xiàn)，利用熱泵干燥節(jié)能效果顯著，較普通熱風干燥節(jié)能50%以上[38]。因此，如能將熱泵干燥技術應用到藻類干燥加工中，將有助于改善能源緊張狀況。但由于大功率熱泵機組價格普遍偏高，將熱泵與太陽能干燥技術進行優(yōu)化組合，可克服太陽能干燥分散性大、熱值低、溫升小、干燥速度低以及易受到天氣、氣候條件限制，干燥過程不穩(wěn)定等缺點，同時降低了熱泵干燥成本[39]。利用熱泵太陽能組合干燥系統(tǒng)(圖5)對龍須菜進行干燥加工，批次干燥時間可縮短6～10 h[40]，并且保障了龍須菜的生產(chǎn)安全及干燥品質(zhì)。

圖5 熱泵太陽能組合干燥系統(tǒng)

2.4 真空冷凍干燥

真空冷凍干燥技術可使物料在低溫狀態(tài)下被迅速干燥，從而減小熱敏產(chǎn)品的變性，保持產(chǎn)品原有特性[41]。全球第一臺食品真空冷凍干燥設備于1943年在丹麥問世，經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展，現(xiàn)在工業(yè)發(fā)達國家都具備自主研制食品凍干機的能力。近十年來，經(jīng)過高校、科研院所及生產(chǎn)廠家的共同努力，食品凍干裝置國產(chǎn)化取得了重大進展。例如清華大學核能技術設計研究院研制的TH-FD 50型凍干機和中科院蘭州物理研究所研制的DG系列凍干機[42]。國內(nèi)20世紀90年代即開展真空冷凍干燥海帶試驗，冷凍干燥鮮海帶蛋白質(zhì)的含量比曬干海帶高59.2%，碘含量高29.2%[43]，證明了真空冷凍干燥技術具有物料高復原性的優(yōu)點，營養(yǎng)損失小，能更好地保持樣品理化特性，干燥后物料品質(zhì)佳。但真空冷凍干燥過程費時長，耗能多，成本高，投入大。

2.5 紅外線干燥

國內(nèi)研究人員基于物料的紅外吸收特性，開發(fā)了一套新的紅外加熱對流干燥系統(tǒng)，研究了風速與紅外發(fā)射波長對海帶加熱與干燥特性的影響，與同風速的熱風干燥相比，可縮短干燥時間57%，節(jié)約能耗58%[44]。紅外線干燥使產(chǎn)品內(nèi)外受熱均勻，不需加熱介質(zhì)，可以在縮短干燥時間的同時有效提高能量利用率和產(chǎn)品質(zhì)量。熱泵干燥中后期，空氣與干燥物料之間的傳質(zhì)系數(shù)變小，除這些水分需要較長的干燥時間和較多的能量消耗，為了維持干燥溫度的穩(wěn)定，大部分電能以熱能的形式排出，濕效率很低[45-47]。因此，通過紅外線干燥與熱泵干燥技術的組合，紅外輔助熱泵在干燥后期呈現(xiàn)濕度快速下降的現(xiàn)象，表明紅外輔助熱泵干燥除濕能力增強[48]。

2.6 微波真空干燥

微波熱源以輻射加熱的形式直接作用物料，無須通過其它傳導來傳遞熱量，在真空干燥工藝中能充分發(fā)揮熱源優(yōu)勢，加熱速度快，干燥效率高，可有效縮短干燥時間。通過構建熱對流與微波真空聯(lián)合式系統(tǒng)，用熱空氣對流除去容易去除的水分，再用微波真空干燥技術處理較難去除的水分，直至干燥最后階段，可節(jié)約能耗并獲取較好的品質(zhì)。國內(nèi)研究人員針對江蘺開展微波真空干燥技術研究，干燥時間減少70%，蛋白質(zhì)保留率更高[49]。微波與遠紅外熱源聯(lián)合應用于真空干燥中，可優(yōu)勢互補，顯著提高物料的干燥品質(zhì)，避免微波干燥的燒糊現(xiàn)象[50]。盡管微波真空干燥優(yōu)點突出，但目前還很少有工業(yè)化設備運行，主要原因在于設備的投入費用以及在干燥生產(chǎn)過程中電耗成本較高。

2.7 不同干燥類型特點及性能

表1將不同干燥技術的特點、性能及適用范圍進行了比較，便于研究人員開展后續(xù)深入研究。

3 未來發(fā)展趨勢

3.1 干燥能源綠色化

藻類干燥裝備技術的發(fā)展趨勢主要圍繞大宗藻類干燥產(chǎn)品的質(zhì)量、干燥效率和綠色能源利用而展開。藻類干燥需要消耗大量的能源，傳統(tǒng)能源存在著不可再生、污染排放嚴重的問題，綠色能源的合理利用已經(jīng)成為當今發(fā)展的必然趨勢。藻類干燥由單純的溫室干燥模式發(fā)展到溫室與集熱結(jié)合在一起的混合干燥模式，并且與熱泵干燥組合，解決白天陽光不充足、夜間缺乏光照、無法保持物料持續(xù)干燥的難題。利用白天太陽充足時蓄熱、晚間釋放儲存熱能，保持干燥環(huán)境方式不斷優(yōu)化。

3.2 干燥技術工藝化

干燥系統(tǒng)由多種干燥技術集成組合應用，通過干燥初期、末期不同含水率的特征，初期采用加快干燥速率提高產(chǎn)量，末期采用以保持干燥品質(zhì)為主的組合型干燥技術，有助于在保持干燥品質(zhì)的基礎上提高產(chǎn)量。在藻類干燥工藝方面進行研究，針對物料在不同干燥階段其含水率和其他物性對干燥的要求，提出溫度-時間階梯化干燥模式，使干燥過程控制區(qū)域精細化。

3.3 余熱利用最大化

作為節(jié)約干燥能耗重要手段的余熱回收技術將被充分利用，國外對此做了深入的研究。熱管是回收余熱的主要元件，一般只適用于100℃～250℃的高溫余熱。然而藻類熱風干燥出口溫度低于80℃時，普通熱管的傳熱效率明顯下降。因此針對30℃～60℃溫度區(qū)間余熱回收的熱管技術，以及高效回收余熱的壓縮式熱泵技術的研究，將有助于提高了余熱利用的效能，使余熱利用最大化。

4 問題與不足

4.1 大宗藻類干燥缺乏機械化裝備支撐

表1 干燥類型、性能及適用范圍

目前大宗藻類如海帶等初級處理主要為腌制或自然干燥，需要大量人工將采收后的海帶晾曬，隨著人工成本的提升，勞力已經(jīng)逐漸無法滿足藻類晾曬作業(yè)的需求，而且晾曬的環(huán)境衛(wèi)生情況、天氣變化都會對干燥產(chǎn)品有很大的影響。藻類干燥設備大多在傳統(tǒng)熱風干燥設備基礎上進行改制，干燥產(chǎn)量、品質(zhì)和能耗受原裝備技術的限制，難以有質(zhì)的提升。海帶、裙帶菜等高效組合干燥技術缺乏系統(tǒng)性研究。機械化干燥裝備技術仍處于初級階段，限制了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

4.2 綠色、清潔能源利用依然不夠

藻類干燥需要大量能耗，目前海帶、紫菜和裙帶菜等干燥的熱源大多沿用10 t、20 t以下的小型燃煤蒸汽鍋爐。根據(jù)新的環(huán)境保護法，20 t以下燃煤鍋爐將逐漸被并網(wǎng)或改用電、天然氣等清潔能源。清潔、綠色能源替代工作涉及到能耗、熱值等的匹配，甚至需要對原有除濕方式的改進與優(yōu)化。藻類高效干燥系統(tǒng)的太陽能應用技術涉及集熱效率、合理風道模型分析、除濕智能控制系統(tǒng)等，技術條件復雜。如果完全依靠生產(chǎn)企業(yè)自發(fā)尋找替代熱源，并對原有裝備進行升級改造，其研發(fā)能力明顯不足，導致綠色、清潔能源的推廣利用難以開展。

4.3 高新藻類干燥技術研究及裝備化明顯不足

國內(nèi)科研人員對干燥技術的研究由傳統(tǒng)的熱風干燥逐漸深入到過熱蒸汽干燥、微波真空干燥、太陽能熱泵等多種組合干燥形式，雖然在單一、少量藻類干燥特性方面取得了一定的進展，但還無法取得良好的應用效果。干燥裝備由實驗、中試乃至實際生產(chǎn)應用，關鍵技術研發(fā)不夠，難以形成成套技術裝備。新型專業(yè)化干燥裝備技術提升進展緩慢。如20世紀80年代從日本引進條斑紫菜干燥設備，經(jīng)消化吸收，已經(jīng)能夠完全實現(xiàn)國產(chǎn)化，然而壇紫菜質(zhì)地與條斑紫菜有區(qū)別，采用條斑紫菜干燥設備加工壇紫菜，干燥后的成品破壞嚴重、合格率低。同樣，海帶干燥借用紫菜干燥系統(tǒng)也有問題?？傊?，特定干燥對象的專業(yè)化干燥設備嚴重缺乏，技術創(chuàng)新不足。

4.4 藻類干燥系統(tǒng)缺乏余熱回收利用

國內(nèi)藻類干燥系統(tǒng)主要以熱風干燥為主，干燥初期經(jīng)蒸汽熱交換產(chǎn)生的熱風與物料接觸后攜帶大量水分直接排放至空氣中，達到快速排除水分的目的。但在干燥后期，熱風所能帶走的水分越來越少，由于缺乏余熱利用技術，排氣熱能損失大，能耗高，造成大量能源浪費。

5 技術研發(fā)重點

5.1 大力推進潔凈能源的利用，實現(xiàn)節(jié)能環(huán)保

傳統(tǒng)燃煤蒸汽鍋爐的污染排放嚴重，政府應當主導推進對原有熱源系統(tǒng)升級改造，采用熱效率更高的、對生態(tài)環(huán)境低污染或無污染能源如天然氣、清潔煤、太陽能等的利用。

5.2 重視新技術、新裝備的研發(fā)，實現(xiàn)提質(zhì)增效

過熱蒸汽干燥技術在褐藻、紫菜的干燥速度及品質(zhì)上較常規(guī)熱風干燥有很大優(yōu)勢，適合大宗海藻的快速干燥。因此需要產(chǎn)-學-研密切合作，在理論及應用中仍有大量工作需要開展，最終實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。如該設備能研制成功，可與藻類采收系統(tǒng)集成在同一條船上，實現(xiàn)海藻機械化采收、干燥一體化。

太陽能干燥技術采用可持續(xù)的綠色能源，為解決在干燥海藻過程中能源密度低、能量供應不穩(wěn)定的問題，國內(nèi)外研究人員采用與熱泵作為輔熱的組合干燥形式，彌補上述非持續(xù)性供能的短板，確保了干燥的品質(zhì)。因此創(chuàng)新開展遠紅外-熱泵、冷凍-真空、微波-真空、太陽能-空氣熱泵等組合干燥技術的研發(fā)，可形成一批低排放、無污染的高效、高品質(zhì)的組合干燥系統(tǒng)，達到節(jié)能減排，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。針對大型藻類初級加工干燥，開發(fā)輕簡化晾、翻曬裝置，實現(xiàn)作業(yè)過程機械化，大幅降低勞動強度及生產(chǎn)作業(yè)人數(shù)，提高作業(yè)效率。

5.3 構建藻類干燥特征庫，實現(xiàn)干燥工藝標準化

針對太陽能干燥、熱風干燥、過熱蒸汽干燥以及多種組合干燥等不同干燥方式，選用不同藻類(海帶、裙帶菜等)干燥原料，研究干燥過程動力學特性，構建干燥數(shù)學模型，并通過實驗驗證與優(yōu)化，形成多種藻類干燥特征數(shù)據(jù)庫。通過藻類干燥工藝標準化，指導生產(chǎn)實踐。

5.4 突破熱能回收技術，減少熱能損失

在藻類干燥過程中，采用除濕機和熱管換熱器回收排氣熱能,可顯著減少能耗和煙塵對大氣的污染。過熱蒸汽含有大量潛熱，熱回收是節(jié)能的關鍵?；诨厥盏淖曰責峒夹g[51]不僅可以回收潛熱也可以回收顯熱，在干燥過程中充分實現(xiàn)節(jié)能、減排與降耗。因此研發(fā)熱能回收技術具有重要意義和廣闊的發(fā)展前景。

5.5 升級智能控制系統(tǒng)，提升藻類干燥品質(zhì)

應用先進的流體分析軟件，對干燥室的形狀及室內(nèi)形成的氣流、熱場包括干燥余熱情況等進行模擬分析與優(yōu)化，在此基礎上形成最優(yōu)化的干燥系統(tǒng)。通過構建融合機器視覺、嗅覺等智能技術，對干燥物料的色澤深淺、氣味濃淡進行客觀品質(zhì)評估與篩選，智能調(diào)控干燥溫度、風量與時間，保存物料在干燥過程中的最佳質(zhì)量和最低能耗，克服人工憑經(jīng)驗操作的誤區(qū)，提升物料干燥效率與品質(zhì)。

6 結(jié)語

圍繞大宗藻類干燥，創(chuàng)新干燥技術，突破產(chǎn)能與品質(zhì)的瓶頸；注重干燥理論研究與工業(yè)應用的結(jié)合；節(jié)能、環(huán)保以及多種組合干燥設備創(chuàng)新集成將成為今后發(fā)展的主流。智能化技術運用將推動我國干燥技術的創(chuàng)新，有助于大幅提升干燥品質(zhì)。集成藻類干燥—加工、收獲—干燥于一體的專業(yè)化系統(tǒng)，將促進產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。因此，需要產(chǎn)學研聯(lián)合攻關，也需要得到政府相關主管部門的支持，才能使我國藻類干燥技術的發(fā)展進入新的里程。

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Researchadvancementsondryingtechniquesformacroalgaes

JIANGTao，HUANGYixin,OUYANGJie，ZHUYe

(KeyLaboratoryofOceanFishingVesselandEquipment,MinistryofAgriculture,FisheryMachineryandInstrumentResearchInstitute,ChineseAcademyofFisherySciences,Shanghai200092,China)

Drying is one of the important methods of storage,processing and production of algaes.Different drying methods have great influences on dehydration efficiency,energy consumption and quality of algaes.This paper analyzes the characteristics,research and applications between using the traditional drying technique and new drying technique for algaes.Researches showed solar-energy drying technique can fully realize the green and environmental protection,an solve the problem of solar energy discontinuity when working together air-source heat pumps;superheated steam-drying products are of high efficiency,low energy consumption,having good rehydration of algaes after drying;vacuum freeze-drying products are of high quality and can maintain the nutrition and functional components of algaes;the far-infrared heating technique is used to dry kelps,compared with the hot air drying,can shorten the drying time and reduce the energy consumption;for drying gracilaria with microwave vacuum drying technique,drying time decreased by 70% than that of air drying.Finally,in this paper,the problems existed in the algae drying techniques and equipment are summarized,the development trends of domestic algae drying techniques and equipment are discussed,and measures and suggestions are put forward.

drying techniques;algaes;microwave drying;Solar-energy drying;superheated steam drying

10.3969/j.issn.1007-9580.2017.06.014

2017-10-06

現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系建設專項資金(CARS-50)；中國水產(chǎn)科學研究院漁業(yè)機械儀器研究所基本科研業(yè)務費專項課題(2017YJS0017)

江濤(1969—)，男，研究員，研究方向：海洋漁業(yè)裝備及工程的研究與開發(fā)。E-mail: jiangtao@fmiri.ac.cn

TH36

A

1007-9580(2017)06-080-09