38-我国太阳能干燥现状及在热利用中应有的地位

中国可再生能源学会2011年学术年会论文（工学）

我国太阳能干燥现状及在热利用中应有的地位

张璧光 1、2 伊松林 1

（1北京林业大学木材科学与工程北京市重点实验室，zhangbg@；

2.中国能源学会，nengyuan5858@16

）

摘要: 阐述了我国太阳能干燥的应用与研究概况，列举了谷物、蔬菜与果品、中草药及木材太阳能干燥的部分实例。干燥作业是耗能大户之一，所用能源占国民经济总能耗的12%左右，我国太阳能干燥在热利用中的地位应该引起重视，但我国对太阳能干燥缺乏资金与政策支持，宣传力度不够，因此目前太阳能干燥在我国的推广应用不太理想。论文分析了影响太阳能干燥推广应用的主要原因，提出了促进太阳能干燥发展的几条建议。

关键词:太阳能干燥；概况；建议

1 引言

干燥作业涉及国民经济的广泛领域，同时也是我国的耗能大户之一，所用能源占国民经济总能耗的12%左右[1]。有的行业所占更高，如造纸业所耗能约占企业总能耗的35%左右[1]；木材干燥的能耗，约占企业总能耗的40％－70％[2]。另外,干燥过程造成的污染又常常是我国环境污染的重要来源，因此干燥技术的节能与环保问题十分重要。

由于论文篇幅所限，本文着重介绍农副产品与木材干燥领域的太阳能干燥概况，阐述太阳能干燥在热利用中的地位问题，并对促进太阳能干燥的发展提出几点建议。

2.我国太阳能干燥概况

2.1概述

我国太阳能干燥技术起步较晚,20世纪80年代以前,国内只有4座太阳能干燥设备,总采光面积仅183m2。20世纪80年代以后才逐渐展开，有一个小的高潮，温室型太阳能干燥发展较快，由于这种干燥装置干燥的容量较小，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[3]。20世纪80年代中期，中国已有70余座太阳能干燥装置，自国家“七五”列为重点科技攻关项

基金项目：教育部新世纪优秀人才支持计划“木材太阳能干燥相变储热系统特性及优化匹配的研究”。目后,从应用基础研究到生产试验做了许多研究开发,成绩比较显著,建成了10多座大、中型太阳能干燥示范装置,总采光面积在3000m2以上。据不完全统计，我国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[4、5]。

20世纪90年代中后期，由于太阳能局限性和当时对节能与环境保护的重视力度不够等因素，太阳能干燥的研究和推广工作进入低潮。近十年来由于能源、环境问题日益突出，太阳能干燥技术的研究和应用又有一定的发展，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实验和应用研究外，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、陶瓷泥坯等物质的干燥工艺的研究和干燥的设备开发与研制，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。通过与传统的干燥方法（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的看出，用太阳能干燥器干燥的物料质量高，成品率高，颜色美观。

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大型太阳能干燥示范装置，以及采光面积为500m2的东连县糖果厂的太阳能干燥装置。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3000m2，应属世界上少有的大型太阳能干燥装置[5]。

我国进行太阳能干燥基础研究和开发应用的机构包括中科院广州能源研究所、中科院工程热物理研究所、北京市太阳能研究所、上海市能源研究所、清华大学、天津大学、中国科技大学、浙江大学、哈尔滨工业大学、上海交通大学、北京林业大学、华中理工大学、云南师范大学、江苏大学、上海机械学院、青岛建筑工程学院等等[6]。这些单位的研究成果主要包括以下几个方面：⑴太阳能空气集热器测试标准的建立，已经制定相关的标准5个；

⑵太阳能供热系统及空气集热器的热工性能测试，这些研究成果对太阳能供热系统及空气集热器的设计有较好的参考价值；⑶太阳能干燥物料特性的研究，建立了有关物料的干燥数学模型，提出了选择物料最佳干燥工况的方法，为太阳能干燥装置的设计提供了科学依据[7、8]；⑷新型太阳能空气集热器的研制，清华大学、天津大学、华中科技大学及扬州大学等在这方面都做了大量的工作。⑸各种太阳能干燥装置的研制，涉及各种农副产品、污泥、皮革、陶瓷及木材等。⑹太阳能储热材料的研制与性能测试，包括固态，液态等各种储热材料，近年来相变储热包括纳米储热材料研究较多，但还没有达到工业化应用的程度[9、10]。

2.2农副产品的太阳能干燥

在农业生产和农副产品加工过程中，为了便于运输和存储，干燥作业是必不可少的重要环节，也是耗能量非常大的环节。例如，干燥1吨腊肠和红枣，需要耗煤1吨以上，干燥1吨烟草耗柴油大约1.6吨或2吨标准煤，干燥1吨谷物消耗标准煤0.07吨。据不完全统计，仅我国谷物一项，如果采用常规能源干燥，需耗用3000万吨以上标准煤。相当于全国总能耗的 2.4%[11]。农副产品涉及的品质很多，这里只列举几种。

2.2.1谷物太阳能干燥

谷物太阳能干燥装置中，温室型的投资少，干燥量少，适应个体农户，可以解决阴雨天的晾晒问题，但我国大部分农户还是采用天然场地晾晒。集热器型，或集热器与温室相结合的，一般都配有常规能源，不受阴雨天的影响，干燥量较大，投资也比较大。大批量的谷物太阳能干燥用谷物干燥仓较多[12]，它是集贮藏和干燥于一体的干燥装置，被广泛地应用于广大农村，尤其在世界的粮食主产区，如北美地区，在我国较少。

2.2.2蔬菜与果品太阳能干燥

蔬菜干燥的目的主要是为了保存，它有利于降低包装和运输成本。工业化干燥通常采用连续干燥工艺。连续干燥工艺包括隧道、流化床、皮带传送和其他干燥器。隧道干燥器被广泛地应用于果蔬干燥。

水果用太阳能干燥器比自然摊晒的质量好，例如，太阳能干燥器干燥的杏干色泽多亮黄，摊晒杏干多为黄褐色，由于干燥条件稳定，太阳能干燥杏干色泽均匀、形状规整，组织状态较好，另外受外界污染少，所以优级品率高达85%以上，是露天摊晒的2.8倍以上[13]，并且由于复水性好，可作为其他食品的原辅料加工利用。

2.3中草药的太阳能干燥

目前，我国现有的中草药原料干燥加工处理，主要靠露天摊晒和烘房烘烤，往往受气候影响，造成原料霉变和不清洁；或由于对烘房内的温度、相对湿度、物料脱水量未能及时进行监测与控制，造成原料药性受损。中草药采用太阳能干燥可以取得较好的经济效益，一方面中草药含水量高，干燥时耗能大；另一方面中草药的性味相当重要，不宜采用高温快速干燥。

宁夏大学研制的太阳能干燥枸杞的装置[14]，可至少节能20～40％以上。最大限度地降低干燥成本，与现所有的热风干燥装置相比降低成本1～3倍。与自然干燥法相比，提高干燥速率为3～4倍。可以挽救由于自然凉晒所损失60～80%养料和维生素。