馬鈴薯倉儲設備的研究現狀和發展趨勢

韓喜軍+甘露+杜木軍+邱燃+王晉+程建波+王楠

摘要馬鈴薯貯藏是馬鈴薯產業化生產減損、保值、增值的基礎。隨著馬鈴薯市場需求逐年擴大，種植面積不斷擴增，國家大力發展馬鈴薯產業，促使馬鈴薯的貯藏以滿足不同時令對鮮薯的大量需求，從而推動了倉儲設備的發展。為此，本文主要探討了國內外目前在馬鈴薯倉儲設備中應用的各項技術，分析了馬鈴薯倉儲設備發展的新情況與新進展。

關鍵詞倉儲設備現狀趨勢

基金項目：黑龍江省種植業機械工程技術研究項目（PG13B05，計劃類別：工程中心；馬鈴薯收獲機械化關鍵裝備研究（2013-08），計劃類別：黑龍江省農機院創新基金。

作者簡介：韓喜軍（1988-），吉林松原人，助理工程師，從事馬鈴薯機械裝備方面的研究。

0引言

全世界主要種植馬鈴薯的國家有150個左右，總面積達2155萬hm2，總產量達近32億t。中國的種植面積占世界20%～25%，總產約占世界的18%，占亞洲的70%，居世界首位。馬鈴薯是我國繼小麥、水稻、玉米后的第四大作物，并以每年10萬hm2種植面積的速度增加。世界馬鈴薯中心的研究表明，在世界范圍內對馬鈴薯的需求到2020年將有望增長20%，超過水稻、小麥、玉米的增長。另據分析，馬鈴薯投入產出比為1∶4，大豆為1∶25，小麥為1∶2，1 hm2，馬鈴薯相當于2 hm2糧食產量，3 hm2糧食產值。伴隨著市場需求不斷增加的影響，以及在顯著經濟效益的吸引下，一些外企公司、國內生產企業相繼籌建了各具規模的馬鈴薯種薯生產基地、淀粉生產廠、全粉生產廠、食品加工等企業，使得馬鈴薯生產逐漸向生產基地規?；?、標準化邁進。

然而，逐漸大規模的種植與生產越來越彰顯馬鈴薯貯藏的重要性，更凸顯貯藏中對溫度、濕度、通風、光照等高要求貯藏條件的難以控制及貯藏技術手段的難以掌握的問題，造成種植戶集中收獲后集中上市，引發無序競爭，壓級壓價問題的同時，也給生產加工周期長、需要源源不斷的鮮薯供應的馬鈴薯生產加工企業帶來了集中收購和貯藏的壓力。而馬鈴薯倉儲設備的匱乏制約了貯藏技術手段的發展。馬鈴薯倉儲設備的革新和發展有助于種植戶開展反季節銷售，保障均衡上市供應，實現增值增收，解決銷售期限段等問題。同時，為馬鈴薯生產加工企業貯備充足原料，有效解決企業生產周期短，不能滿負荷生產，難以達產達標的問題，實現加工增值增效。根據我國國情和目前國內外市場需求分析，我國馬鈴薯的貯藏能力達到總產量的50%以上時，可獲得更好的經濟效益。

馬鈴薯需分窖單獨貯藏，分品種、分級別等把食用薯、商品薯、加工薯、種薯等按不同用途貯藏，避免混雜和病害傳播，便于按用途進行相應管理。目前，貯藏可堆藏、可裝箱堆碼。貯藏一般工作流程包括卸車、接薯運送、分選去土、分級、運輸傳送、布薯堆垛。

1國外馬鈴薯倉儲設備發展情況

1.1國外馬鈴薯倉儲設備現狀

國外馬鈴薯倉儲機械化起步較早，發展快，技術水平高。德國、美國、法國、荷蘭等國家20世紀相繼經過一系列從小到大、從低級半自動化到高級自動化的發展，并在技術水平和基礎理論研究方面取得了豐碩的成果。比較具有代表性企業的如德國格立莫（GRIMME）公司，法國DOWNS公司，荷蘭Miedema公司等。其馬鈴薯倉儲設備完整的裝倉工作過程包括卸載傳送、濾土、分級、裝倉堆垛或裝袋貯藏、裝箱貯藏。每一道工序中很高程度的按需融入了機、電、液一體化控制，采用傳感技術控制傳送量和堆垛均勻度，并更加注重對馬鈴薯更高程度的保護。這也使得整個裝倉操控過程更人性化，裝倉成為一個具有保護性的高效且順利的工作。

馬鈴薯可通過拖車或者帶料斗的聯合收獲機直接卸到接收輸送料斗內，采用自動流量控制裝置可以確保馬鈴薯流量固定，從而提高機器作業速度。接收輸送料斗裝置，設計有可靠堅固的底盤、承載17 t拉力的高強度鏈條，提高了機器安全性和使用壽命。柔軟的料斗底部設計起到了對馬鈴薯接收和傳送過程中的保護作用。傳送末端配有螺旋式撥桿，撥桿撥松馬鈴薯的堆流，使馬鈴薯更加均勻地落入濾土清潔裝置內，提高了轉載的速度，加強后續機器工作的連貫性。接收料斗如1所示。

關鍵部件清潔輥，根據土壤特點來確定采用材質柔韌的聚氨酯螺旋式軋輥、星狀輪或金屬輥筒。同時，為分離雜物，采用液壓式驅動可以實現對清潔輥的間距和傾斜度進行無極調節，根據馬鈴薯粘有雜物程度適當調節旋轉速度。而清潔輥自身清潔有兩種方法：一是在不清潔馬鈴薯時自身高速旋轉達到清潔目的；二是在清潔馬鈴薯同時附加輥清潔器，隨著清潔輥的旋轉，輥清潔器做直線運動，從輥的一端運動到另一端，即達到清潔目的。清潔輥如圖2、圖3所示。

采用光學無損檢測方法，檢測是否存在黑心、腐爛、蟲眼等病害或損傷，若發現這些質量殘次的馬鈴薯隨即剔除，避免入倉后將病害蔓延至其他合格的馬鈴薯。通過高光譜成像系統、透射光譜系統、傅里葉變換近紅外光譜儀獲得的馬鈴薯黑心樣本，與合格樣本的可見近紅外漫反射光譜、透射光譜以及近紅外漫反射光譜，發現兩類樣本的光譜在各自的波段范圍內存在差異，這為馬鈴薯黑心病的光譜判別提供了理論依據[2]。光譜檢測技術的應用中，傅里葉近紅外光譜儀正確率達9077%，高光譜成像系統準確率達9231%，透射光譜系統目前最高，其正確率高達9846%。黑心馬鈴薯分析圖像如圖4所示。

馬鈴薯同一品種分級大體包含兩種形式。第一，簡單的把體積較小的馬鈴薯篩選分開；第二，按照質量大小分成不同等級。馬鈴薯的質量和形狀是機器視覺分級的兩個重要特征和依據[3]。只按照體積大小分成兩級，采用一種合適的篩網抖動篩選即可達到目的。按照質量大小分成不同等級，一種方法是選擇多種不同篩網抖動篩選，另一種方法是在分級傳送帶上根據不同質量、不同體積設計多級分級器，實現多級分級處理。一次篩選如圖5所示，多級篩選如圖6所示。

馬鈴薯經過一道道工序處理，入倉的合格馬鈴薯可堆垛貯存。裝倉機由行走系統、大寬度傳送帶、內曲天鵝頸裝置和可變速電機四大部分組成。其行走系統通過液壓驅動，可直線行走、做弧形擺動的多角度行走；對于表皮脆弱的馬鈴薯設計了高承載、高耐壓、高摩擦的人字形條紋合成橡膠傳送帶，對裝倉馬鈴薯有效的進行了保護；設計配備遠程遙控系統可以調節傳送帶的流量。高度和轉速配備傳感器和監控功能，在需要情況下進行實時自行調整，滿足入倉時不同條件的搬運需求。裝倉機也可野外作業，可設定直接將馬鈴薯進行裝車。伸縮式裝倉機如圖7所示，直接裝車如圖8所示，裝倉機配置結構及尺寸如圖9所示。endprint

1.2國外馬鈴薯倉儲設備發展方向和趨勢

馬鈴薯的裝袋機、裝箱機、倒箱機等也是國外倉儲設備中較為出色產品，在每一級傳送的轉載和掉落的過程中，都最大限度降低了對馬鈴薯造成損害的隱藏危險。在倉儲庫設有電腦監測參數，包括外界溫度、外界空氣相對濕度、風道溫度、室內溫度、產品溫度、產品相對濕度、二氧化碳濃度、氣流速度、壓力艙的壓力等。使控制器連接管理系統便于管理和控制。

2國內馬鈴薯倉儲設備發展情況

2.1國內馬鈴薯倉儲設備現狀

目前，在國內馬鈴薯倉儲設備市場上，高端領域仍然被一些歷史悠久、實力雄厚的外企牢牢占據著，而我國專業從事馬鈴薯機械生產企業雖然逐漸步入發展和成熟期，但馬鈴薯倉儲設備的研究與開發目前僅僅處于起步階段，還處于比較低的技術水平。目前，生產馬鈴薯倉儲設備的企業仍比較少，據了解，神農西古、德沃科技、中機美諾等是國內較早生產馬鈴薯倉儲設備的企業。

2.2國內馬鈴薯倉儲設備發展趨勢

國內企業生產的馬鈴薯倉儲設備目前也能較好完成馬鈴薯裝倉的各個基本環節，從接收料斗到布薯或裝箱，每一環節的設備均具備國外高端設備的基本結構，可完成其環節的基本動作。如接收輸送料斗，采用可變速電機驅動；清潔輥亦可調節其輥間間隙大??；分級裝置采用抖動篩網分級等。國內設備目前較少采用液壓和電器控制，隨著國外馬鈴薯倉儲設備技術的不斷革新和快速發展，國家對馬鈴薯產業的大力支持，推動了我國馬鈴薯倉儲設備技術飛速發展，正逐步向機、電、液一體化控制方向邁進，并在各個工作環節有與國外技術水平持平趨勢，且發展勢頭良好。

3結束語

馬鈴薯的種植面積逐年攀升和良好的經濟效益，對我國馬鈴薯倉儲設備的發展具有非常大的促進作用，更是非常好的發展機遇，適當引進國際高端產品，吸收先進技術，及時開發適應我國使用情況，科技含量高且高于國際同類高端設備性價比的產品，將迎來我國馬鈴薯倉儲設備跨越性的發展和歷史性進步，將為我國馬鈴薯倉儲設備的發展奠定良好基礎。

參考文獻：

＼[1＼]陳彥云，曹君邁，陳曉軍，等.我國馬鈴薯貯藏加工產業現狀及其發展建議＼[J＼].保鮮與加工， 2011.11.

＼[2＼]周竹，李小昱，高海龍，等.漫射光和透射光譜檢測馬鈴薯黑心病的比較＼[J＼].農業工程學報，2012.28（11）.237-242.

＼[3＼]孔彥龍，高曉陽，李紅玲，等.基于機器視覺的馬鈴薯質量和形狀分選方法＼[J＼].農業工程學報，2012.28（17）：143-148.endprint

1.2國外馬鈴薯倉儲設備發展方向和趨勢

馬鈴薯的裝袋機、裝箱機、倒箱機等也是國外倉儲設備中較為出色產品，在每一級傳送的轉載和掉落的過程中，都最大限度降低了對馬鈴薯造成損害的隱藏危險。在倉儲庫設有電腦監測參數，包括外界溫度、外界空氣相對濕度、風道溫度、室內溫度、產品溫度、產品相對濕度、二氧化碳濃度、氣流速度、壓力艙的壓力等。使控制器連接管理系統便于管理和控制。

2國內馬鈴薯倉儲設備發展情況

2.1國內馬鈴薯倉儲設備現狀

目前，在國內馬鈴薯倉儲設備市場上，高端領域仍然被一些歷史悠久、實力雄厚的外企牢牢占據著，而我國專業從事馬鈴薯機械生產企業雖然逐漸步入發展和成熟期，但馬鈴薯倉儲設備的研究與開發目前僅僅處于起步階段，還處于比較低的技術水平。目前，生產馬鈴薯倉儲設備的企業仍比較少，據了解，神農西古、德沃科技、中機美諾等是國內較早生產馬鈴薯倉儲設備的企業。

2.2國內馬鈴薯倉儲設備發展趨勢

國內企業生產的馬鈴薯倉儲設備目前也能較好完成馬鈴薯裝倉的各個基本環節，從接收料斗到布薯或裝箱，每一環節的設備均具備國外高端設備的基本結構，可完成其環節的基本動作。如接收輸送料斗，采用可變速電機驅動；清潔輥亦可調節其輥間間隙大?。环旨壯b置采用抖動篩網分級等。國內設備目前較少采用液壓和電器控制，隨著國外馬鈴薯倉儲設備技術的不斷革新和快速發展，國家對馬鈴薯產業的大力支持，推動了我國馬鈴薯倉儲設備技術飛速發展，正逐步向機、電、液一體化控制方向邁進，并在各個工作環節有與國外技術水平持平趨勢，且發展勢頭良好。

3結束語

馬鈴薯的種植面積逐年攀升和良好的經濟效益，對我國馬鈴薯倉儲設備的發展具有非常大的促進作用，更是非常好的發展機遇，適當引進國際高端產品，吸收先進技術，及時開發適應我國使用情況，科技含量高且高于國際同類高端設備性價比的產品，將迎來我國馬鈴薯倉儲設備跨越性的發展和歷史性進步，將為我國馬鈴薯倉儲設備的發展奠定良好基礎。

參考文獻：

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＼[3＼]孔彥龍，高曉陽，李紅玲，等.基于機器視覺的馬鈴薯質量和形狀分選方法＼[J＼].農業工程學報，2012.28（17）：143-148.endprint

1.2國外馬鈴薯倉儲設備發展方向和趨勢

馬鈴薯的裝袋機、裝箱機、倒箱機等也是國外倉儲設備中較為出色產品，在每一級傳送的轉載和掉落的過程中，都最大限度降低了對馬鈴薯造成損害的隱藏危險。在倉儲庫設有電腦監測參數，包括外界溫度、外界空氣相對濕度、風道溫度、室內溫度、產品溫度、產品相對濕度、二氧化碳濃度、氣流速度、壓力艙的壓力等。使控制器連接管理系統便于管理和控制。

2國內馬鈴薯倉儲設備發展情況

2.1國內馬鈴薯倉儲設備現狀

目前，在國內馬鈴薯倉儲設備市場上，高端領域仍然被一些歷史悠久、實力雄厚的外企牢牢占據著，而我國專業從事馬鈴薯機械生產企業雖然逐漸步入發展和成熟期，但馬鈴薯倉儲設備的研究與開發目前僅僅處于起步階段，還處于比較低的技術水平。目前，生產馬鈴薯倉儲設備的企業仍比較少，據了解，神農西古、德沃科技、中機美諾等是國內較早生產馬鈴薯倉儲設備的企業。

2.2國內馬鈴薯倉儲設備發展趨勢

國內企業生產的馬鈴薯倉儲設備目前也能較好完成馬鈴薯裝倉的各個基本環節，從接收料斗到布薯或裝箱，每一環節的設備均具備國外高端設備的基本結構，可完成其環節的基本動作。如接收輸送料斗，采用可變速電機驅動；清潔輥亦可調節其輥間間隙大小；分級裝置采用抖動篩網分級等。國內設備目前較少采用液壓和電器控制，隨著國外馬鈴薯倉儲設備技術的不斷革新和快速發展，國家對馬鈴薯產業的大力支持，推動了我國馬鈴薯倉儲設備技術飛速發展，正逐步向機、電、液一體化控制方向邁進，并在各個工作環節有與國外技術水平持平趨勢，且發展勢頭良好。

3結束語

馬鈴薯的種植面積逐年攀升和良好的經濟效益，對我國馬鈴薯倉儲設備的發展具有非常大的促進作用，更是非常好的發展機遇，適當引進國際高端產品，吸收先進技術，及時開發適應我國使用情況，科技含量高且高于國際同類高端設備性價比的產品，將迎來我國馬鈴薯倉儲設備跨越性的發展和歷史性進步，將為我國馬鈴薯倉儲設備的發展奠定良好基礎。

參考文獻：

＼[1＼]陳彥云，曹君邁，陳曉軍，等.我國馬鈴薯貯藏加工產業現狀及其發展建議＼[J＼].保鮮與加工， 2011.11.

＼[2＼]周竹，李小昱，高海龍，等.漫射光和透射光譜檢測馬鈴薯黑心病的比較＼[J＼].農業工程學報，2012.28（11）.237-242.

＼[3＼]孔彥龍，高曉陽，李紅玲，等.基于機器視覺的馬鈴薯質量和形狀分選方法＼[J＼].農業工程學報，2012.28（17）：143-148.endprint