中国农机化科技发展报告2015-2016年（五）

资料图

（二）专业领域科技发展情况

1.专业领域科技发展动态

农产品加工业是促进农民就业增收的重要渠道，是建设现代农业的重要内容和农村经济发展的重要支柱， 是促进农业供给侧结构性改革、“四化同步”和城乡一体化发展的重要途径。农产品初加工是指对农产品一次性的不涉及农产品内在成分改变的加工，即对收获的各种农产品进行脱出处理、清选处理和保持处理等三大类机械化初加工活动。

农产品初加工机械设备是农机装备的重要组成部分，是推进农产品加工业发展的重要物质装备支撑。加快提升农产品初加工机械化，有利于农产品产地形成特色优势，有利于实现农超对接，扩大产地市场。对于保障产品质量安全、降低生产成本、稳定市场价格、减少生产者和消费者的损失、提高经济效益、全面提升农产品加工业发展水平、促进农业增效农民增收等都具有十分重要的意义。

（1）近年来，随着农产品加工经济的发展和农民收入的增加，我国大部分地区农产品初加工机械化发展步伐较快，已从过去的单项作业向多功能复式作业方向发展，从过去的单一输入、单一输出式的农产品初加工机械向多输入、多输出的自动化机械装备发展；从过去的大宗粮食作物生产机械设备的需求向经济作物的烘干、加工、包装等处理机械设备的多样化需求延伸。

（2）在国家出台的《“十二五”智能制造装备产业发展规划》、《国家智能装备发展专项资金计划》等政策，以及863计划、国家科技支撑计划、农业部公益性行业科研专项等项目的推动下，在重点领域突破了一批共性关键技术；掌握和开发了一批具有自主知识产权的核心技术和先进装备，自主装备的技术水平与国际差距逐渐缩小，部分产品性能达到或超过国外先进水平，全面提升了我国农产品初加工机械化装备行业的整体水平。

（3）同时，发展农产品初加工受到农业生产方式、经营体制等多种因素的制约，以及由于农产品生产季节性、设备回报周期长、综合利用率低等原因，导致农产品初加工吸引社会资本投入困难，需要加快和加大力度实施农机补贴，加快推进农产品初加工规模化发展。对于市场认知度高的特色农产品，目前还缺少适用的加工技术与设备，需要相关高校院所结合地方农产品加工特性和企业需求，研发高效、节能、保质的农产品加工工艺与设备。

农产品初加工业机械化发展事关我国农业现代化建设全局。有业内人士断言，未来30年是我国农产品加工业发展的战略机遇期和高速发展期，我国国家现代化和农业现代化成败与否的关键，在某种意义上，将取决于农产品加工业的发展。

2.主要科研成果

2015年－2016年期间，专业组成员单位通过牵头承担和参与承担的国家科技支撑计划、863计划、国家基金、农业部公益性行业科研专项、农业部现代农业产业技术体系岗位专项、农业技术试验示范与服务支持项目、省级科技计划等项目，研究内容涵盖了基础理论研究、工艺开发、装备研制、技术集成等技术领域，主要研发有羊屠宰加工成套技术装备、轻型羊屠宰生产线挂钩输送系统、核桃产后预处理一体机、藜麦脱皮机、马铃薯分级技术、微型薯排序分级、整叶菜叠序低损清洗设备、蔬菜裹膜包装机、果蔬超声波高效清洗、红外干法杀青技术与装备、壳类/颗粒物料脱壳脱皮、清选分级、产地干燥技术与设备、农产品产地绿色能源高品质干燥技术装备、水果产后品质智能化优先技术装备等多种农产品初加工关键技术和机械产品，结合市场和用户需求，进行了技术开发及技术服务，实现了较好的社会效益和经济效益。主要科研成果如下：

（1）叶菜类鲜切加工关键装备开发及示范

针对我国生菜、甘蓝、小油菜等大宗鲜切叶菜加工，采用产品微生物控制、泥沙/毛发/飞虫等杂质过滤、气水浴混合清洗、清洗过程自动控制及微控自动监控等关键技术，优化了筐式离心工艺和叶菜包装工艺，以研发的高效清洗除杂清洗技术装备为核心，优化现有沥水、多功能一体包装装备，结合自动化控制技术，开展集成技术及装备成套化研究，制定了相关标准，实现鲜切菜清洗过程中能够有效清洗、除杂、降低蔬菜清洗破碎，设备易清洗杜绝二次污染，最终提高产品品质。

该成果填补国内空白，达到国际先进水平，并已应用于河南裕农食品有限公司、北京市裕农优质农产品种植公司等，推广应用效果良好，提高了鲜切产品品质和货架期，设备操作方便灵活，节水节能高效，运行可靠。

（2）果蔬超声波高效清洗、红外干法杀青技术与装备

建立了有助于农药残留洗脱的果蔬多模式超声波清洗技术及装备，显著提高了果蔬的清洗效率和洁净度，获得2016-2017年度农业部中华农业科技成果一等奖。创建了催化式红外干法杀青、干燥、杀虫等系列蔬菜脱水加工新技术。完成了催化式红外发生器创制，开发出系列催化式红外加热箱、输送带式红外加热设备、滚筒式红外加热设备，正在建设着最能代表我国先进水平的“农业部蔬菜脱水加工技术集成基地”。

（3）壳类/颗粒物料脱壳脱皮、清选分级、产地干燥技术与设备

①进一步熟化花生脱壳及清选生产线

对研发的花生脱壳机开展优化改进，全面提升花生脱壳机作业质量及设备可靠性，花生种子脱壳成本由人工的18元/kg降到1元/kg左右，生产实际应用表明，机械化加工的品种花生种子与手工脱壳花生种子发芽率、长势、产量无差异，该套设备可完全满足花生种子加工企业生产需求，为企业提供了有力的技术支撑。

②创制研发了5H-1.5A型花生、玉米穗换向通风干燥机和5HG-1.5A型稻麦轻简式换向通风干燥机。

重点研究了换向通风技术、匀风引流技术、余热回收技术、热源配套技术、作业状况在线监控等共性关键技术。该套技术装备在江西新余、江苏泗阳、河南驻马店、山东临沭等地开展了田间试验和示范，并在江苏泗阳完成设备性能检测，检测结果表明该机各项作业指标均优于国家标准，设备性能达到小规模生产应用水平。以该产品技术作为重要内容之一的“花生加工黄曲霉毒素全程绿色防控技术及应用”获得了“中国农科院杰出科技创新奖”。

（4）农产品产地绿色能源高品质干燥技术装备

自主研发的混联式太阳能多功能果蔬干燥设备、生产型高效太阳能集热厢式果蔬干燥房、多通风双换热平板式太阳能集热器、太阳能集热储热放热器、太阳能双循环农产品干燥设备，克服了温室型太阳能干燥装置缺陷，其中混联式太阳能多功能果蔬干燥设备、生产型高效太阳能集热厢式果蔬干燥房、多通风双换热平板式太阳能集热器3项成果由农业部科技司组织了鉴定，给予了国内首创，国际先进的评价。

这三项专利已用于葡萄、杏、大枣、百合、苹果片等果蔬干制中试，已在河北、新疆维吾尔自治区、甘肃、宁夏回族自治区、云南、江苏等省区示范推广太阳能干燥设备13台（套）。 

（5）水果产后品质智能化优先技术装备

目前随着人们生活水平的不断提高，无论是国际市场还是国内市场，消费者对鲜果质量要求越来越高。消费者在选购水果时不仅关注水果的大小、颜色、形状、损伤、缺陷等外部品质，同时对其内部品质，如糖度、口感等，也极为注重，仅根据水果的外观品质对水果进行检测和分级已经不能满足市场的需求。据市场调研，消费者在选购水果时考虑水果糖度指标的比例已从以前的29%上升到47.3%。

专业合作社会以前往往通过重量规格要求来保证梨果的单重要求，从而实现商品果的外观大小，目前，为了促进产业的可持续发展，进一步提高水果的商品性及市场竞争力，迫切需要先进的、快速的内部品质检测技术与装备（能自动、客观地评价水果的糖度），通过收购倒逼生产方式来提高水果产品品质（糖度10%以下的水果不收购），让果农生产出口感好的水果，走优质优价的产销管模式，进一步提高品牌知名度，解决水果销售问题，确保梨农增产增收。

浙江大学自主研发的基于近红外光谱技术的蜜梨糖度快速无损检测分级生产线成功运行于浙江桐庐蜜梨的生产分级，实现了对合作社签约的不同果农生产水果品质的智能化优先与客观评价，走出了优质优价的产销管模式。在2017年浙江农业之最擂台赛上，由该蜜梨糖度快速无损检测分级生产线分级得到的一等品在擂台赛上获得一等奖。

3.专业领域科技发展趋势

围绕农产品加工业的技术及装备的战略需求，以市场为导向，应瞄准国际农产品加工装备行业的发展趋势，坚持科技创新驱动，加强信息化与智能化的融合，通过开展基础技术研究，积极开发新技术、新产品，推进产品技术升级，提高产品竞争力。

产品开发模式从以跟踪模仿为主向自主创新为主转变，从以注重单项技术突破向注重技术集成转变，从单机生产向成套装备制造转变，重点突破农产品初加工装备的自动化、智能化控制技术、节能、绿色制造技术与综合利用技术等，实现我国农产品初加工技术装备的领跑，从而推动农产品加工装备产业的健康快速发展，保障农产品加工业发展。

（1）农产品干燥技术装备发展趋势

干燥技术虽已有一百多年的发展史，但至今还属于实验科学的范畴。我国大部分果蔬干燥技术目前还缺乏能够精准指导实践的科学理论和设计方法。实际应用中，依靠经验和小规模实验的数据来指导工业设计还是主要的方式，干燥技术有很宽的应用领域，面对众多的产业、理化性质各不相同的物料、产品质量及其他方面千差万别的要求，干燥技术是一门跨行业、跨学科、具有实验科学性质的技术。

我国农产品连年增产，但产后损失达20%～25%。农产品干制是农产品初加工主要方式之一，农产品初加工机械设备是农机装备的重要组成部分，是推进农产品加工业发展的重要物质装备支撑，农产品干燥存在品质差、污染重、能耗高、智能低、运行成本大等问题，开展农产品产地绿色能源高品质干燥技术装备研究已成为世界关注的热点。

（2）农产品预冷储藏技术装备发展趋势

自国家发改委发布《农产品冷链物流发展规划》以来，我国农产品冷链建设进入了快速发展的黄金时期，并取得显著成效。纵然如此，我国蔬菜的流通损失率在仍达到20%～30%，价值数千亿元，而欧美等发达国家则控制在5%以下（中国冷链物流发展报告，2015）。

我国每年蔬菜、果品、肉类、奶类等鲜活农产品采用冷链流通的比例只有20%左右，而发达国家达到95%以上。我国人均冷库拥有量只有不到18千克，相当于发达国家的1/5，还达不到美国上世纪40年代的水平。

农产品预冷的目的是快速去除其田间热，降低其呼吸作用。过去，农产品预冷方式主要为冷库预冷，差压预冷等。近年来，随着人们生活水平的提高，对农产品的品质要求越来越高，预冷方式的重要性和高效性得到日益广泛的关注。

其中，真空预冷、流态冰等预冷技术得到了一定的研究和发展。真空预冷指的是在正常大气压（101.325kPa）下，水在100℃蒸发，如果大气压为610Pa，水在0℃就蒸发，水的沸点随着环境大气压的降低而下降。沸腾是快速地蒸发，会急速地吸收热量。新鲜果蔬放在密闭的容器中，迅速抽出空气和水蒸气，随着压力的持续降低，果蔬会因不断地、快速地蒸发水分而冷却。

因此，通过真空预冷快速降温的农产品，温度分布比较均匀。但对于一些对水分要求较高的水果，譬如荔枝，采用真空预冷可能会加速其果皮褐变。流态冰降温是一种新型预冷方式，其将水变成流态冰，利用流态冰与果蔬接触进行热交换，实现降温。流态冰蓄冷技术制冰过程的最大特点在于首先在传热壁面附近制取过冷水，然后把过冷水转移到远离传热壁面的空间里解除过冷、生成冰浆。

这样就彻底避免了冰在传热壁面上形成的可能性，既消除了固态冰层导热热阻的存在，同时在液体和传热壁面之间又始终保持着强制对流的高效率换热模式，因此整个制冰环节的传热系数得到大幅度提高。

随着产地预冷要求的越来越高，移动冷库、移动预冷设备也相应面世，但其稳定性以及能耗需要进一步提高。

蓄冷储运技术是农产品近年来研究的热点之一。蓄冷技术可利错峰用电降低蓄冷成本，从而提高经济效益，目前主要应用于冷冻肉贮藏，在果蔬保鲜上应用较少，且受限于蓄冷板蓄/放热特性和布置形式，蓄冷装备冷源引入引出方式控制粗放，难以对环境进行精准实时调控。北京大学一直致力于新型相变蓄冷剂的研究。

广州大学近年来也开展了一些蓄冷技术的相关研究，针对蓄冷冷柜开发了一种新型蓄冷材料，相变潜热达到175.3J/g。在新型制冷剂研究方面，针对液态氨制冷系统泄露导致安全等问题，液态氨气/液态二氧化碳制冷系统得到了广泛关注。保鲜装备结合保鲜剂能够显著提高农产品的品质维持效果。

保鲜剂一般是由一些烃类化合物组成，能够抑制微生物生长，或降低果蔬的呼吸作用。其中，1- 甲基环丙烯(1-methylcyclopropene，1-MCP)因其具有无毒、低量、高效等优点，得到广泛的关注。1-MCP是一种新型乙烯受体抑制剂，能与乙烯受体发生不可逆性的结合，阻断乙烯与受体的结合，抑制其所诱导的与果实后熟有关的生理生化反应，从而延缓果蔬的成熟与衰老进程。目前，1-MCP被广泛应用在苹果、梨等呼吸跃变型水果上。

（3）农产品品质快速检测分级技术与装备发展趋势

①广泛应用高新技术（大数据、机器人技术、光谱技术、动态跟踪技术）；

②产品品种多样化并成套化、规模化；

③高度重视农产品资源综合利用；

④产品向追求高通量、高效率；

⑤同步检测指标越来越多(外观品质、糖酸度、硬度、内部缺陷等)；

⑥将产品质量信息应用到果园生产管理中，保证了优质优价的产销管模式的实施。

（4）IT技术的深入融合

在互联网飞速发展的21世纪，IT技术将在农产品的生产、加工、流通行业中得到广泛的应用。针对“农产品质量与安全问题”情况的出现，IT技术的融入将使问题得到解决。RFID射频技术的发展，使得农产品生产、加工、物流信息的全程记录得到实现，如产地、处理方式、环境变化等信息将一一记录，无论是经销商还是消费者，只需扫描产品的条形码，就能获得产品的有效信息。近几年，大数据、云数据、物联网等概念得到了广泛宣传并应用，为农产品生产、加工、物流信息的实时监控和联通提供了条件。

（三）专业领域研究重点建议

1.专业领域研究重点内容

农产品加工业一头连着农民，一头连着市民；一头连着原料生产，一头连着市场供应；是建设现代农业的重要内容和农村经济的重要支柱，是促进农民就业增收的重要渠道，是“四化同步”和城乡一体化发展的重要途径。

进入新世纪，我国农产品取得连年增产，2015年粮食总产量6.21亿吨，实现连续“十二连增”； 2014年中国水果总产量超过2.6亿吨，蔬菜产量超过7亿吨。据专家测算，我国粮食霉变损失率在5%-6%，水果损失率15％-20％和蔬菜损失率20％-25％，每年我国农产品产后损失超过3000亿元，相当于1.5亿亩耕地的投入和产出被浪费。

此外，随着农业结构调整，我国西部地区从比较优势出发，开展了种植果蔬等特色农产品，如新疆维吾尔自治区果树种植面积由2002年的600万亩到2012年1800万亩，增加了200%，由于产地加工技术与装备薄弱，年损失果品120万吨左右，特色园艺产品及蔬菜480万吨左右，浪费耕地541万亩，出现砍树、果品填沟，导致农民增产，却不增收。

发生这种现象，主要由于农产品产后分类分级、干燥、预冷、储藏、保鲜、包装等产地初加工环节薄弱，特别是农产品初加工机械化程度低，大部分都是手工操作为主，设施简陋、方法原始、工艺落后，造成生产效率低、产品质量不稳定、产后损失严重。

2016年中央一号文件指出需要发展新“理念”破解“三农”问题，来保持农业稳定发展和农民持续增收，走产出高效、产品安全、资源节约和环境友好的农业现代化道路。其中在“农产品加工业转型升级”方面，需要加快开发拥有自主知识产权的技术装备，支持农产品加工设备提升，增加对农民增收的带动能力。

重点内容一.新鲜农产品品质保持商品化产地初加工技术集成与示范

（1）存在的薄弱环节和关键问题

新鲜农产品多生产于高温高湿的季节，易腐烂变质。在产地处理过程中，清选、检测分级、预冷、产地贮藏、保鲜运输对提高新鲜农产品保鲜周期，保障品质具有重要意义。强化农产品质量和安全监管、加强农产品市场体系建设，加快发展主产区大宗农产品现代化仓储物流设施，完善鲜活农产品冷链物流体系，加大质量安全检验检测，对农产品的品质保持和质量安全起到及其重要的保证环节。

（2）主要研究内容和考核指标 

①主要研究内容

针对我国农产品收获后普遍存在的质量安全监测少、分级清选效率低、预冷率低、包装技术含量低、保质储运基础设施落后，造成流通损耗率高、货架期短、质量安全风险高等问题，以果蔬、鲜活水产品产地初加工为对象，重点研发农产品质量安全快速检测、产地分级清选、产地预冷、产地冷库仓储、配合流通和品质维持要求的包装技术、物流过程产品与质量安全跟踪等产地商品化初加工的关键技术与设备。

②考核指标

创制农产品品质和质量安全快速检测技术与设备、高效低损产地清洗和分级技术装备、接触式冷水循环预冷、产地便捷移动贮藏和智能低耗增质保鲜运输、物流过程产品质量安全跟踪检测技术与设备、产后协同管理综合服务和溯源平台等8-10台套，国家发明专利15-20件，发表高水平论文20篇。

重点内容二、绿色节能干燥关键技术与装备研发

（1）存在的薄弱环节和关键问题

农产品干燥技术是产地初加工的主要内容，也是防止农产品产后损失的主要技术之一。当前我国农产品产地干燥技术还相当薄弱，由于设施简陋、方法原始、工艺落后，到处发生“村村点火、户户冒烟”现象，造成了产后损失、品质安全、环境污染等突出问题，已经成为制约行业健康发展的重要因素。因此，针对我国农产品产地干燥设备的薄弱环节，急需开展农产品安全优质、降本增效、节能降耗、绿色环保的干燥技术与设备研究，在果蔬干燥、特色花卉干燥、粮食干燥、中药材干燥、水产品干燥等方面开发出适宜的、符合产地干燥方式、工艺、技术与装备，促进农业增收、农村增效、农民增收。

（2）主要研究内容和考核指标 

①主要研究内容

以确保农产品安全优质、降本增效、节能降耗、绿色环保为出发点，重点开展干燥品质转变机理、农产品物性与干燥方法的优化与集成、高水分多重结构干燥工艺、多源分程变温组合干燥、基于品质的干燥耦合控制等关键技术，重点研发新型环保能源替代燃煤油等传统能源的设备、太阳能干燥技术与装备、高效热泵干燥技术与装备、数控高品质的微波干燥技术与装备、变温压差膨化干燥技术与装备、红外热辐射干燥技术与装备，加强太阳能+热泵(微波、压差、电磁)组合干燥技术与装备、双滚筒组合式薄膜干燥设备、移动式“一机多用”型农产品产地快速干燥设备等。

②考核指标

突破产地农产品安全优质、降本增效的绿色节能干燥关键技术8-10项；创制产地农产品分级，节能降耗、绿色环保干燥装备8-10项；制定标准8-10项；申请专利15-20项；建立示范基地5-8个。

重点内容三、薯类农产品规模化贮运技术与装备研究与示范

（1）存在的薄弱环节和关键问题

随着我国农业政策调整，实行土地流转、规模化种植、经营及加工，急需配套规模化储运技术及装备。针对马铃薯主粮化的粮食安全战略、以及规模化薯类（马铃薯、甘薯、木薯）加工原料多以露天堆放，储运技术装备水平低，品质下降严重的问题，重点开展适合国情的规模化薯类储运工艺技术、储藏加工适应性、储运模式等研究，开发规模化薯类储运装备和设施，制定相应标准，分别在不同区域建设加工和流通型薯类储运示范基地并推广。以达到延长薯类贮藏期、提高薯类的贮运品质和加工品质、降低贮运成本的目的。

（2）主要研究内容和考核指标 

①主要研究内容

开展温湿度场和气分场变化规律与设施结构优化、规模化储藏环境调控与节能优化、多源信息采集与物流智能管理等关键技术研究，开发多源信息实时监控、智能控温控湿与通风系统、气体调节系统、能源配备与管理系统、多车集中卸车入库的输送系统、马铃薯自动化除土除杂技术与设备、高架自动入库及堆集技术与设备、远程调控与物流管理系统，形成标准化系列库技术规范。

②考核指标

建立1个库容在1000～2000吨的大型储藏库，配套相应的采暖装置、循环通风设备、温度控制系统、湿度控制系统等，完善对贮藏环境的温、湿度、循环空气等多源信息实时监控、检测与智能控制，以及对室外自然冷空气的利用，实现整库自动检测、自动调节、自动控制。

实现60-90t/h薯类农产品加工原料储运入库到加工的技术工艺合理配置，满足原料储藏加工适应性；开发60-90t/h薯类储运装备和设施，包括与多车配套卸车的输送、自动化除土除杂、智能分级、自动入库堆集等设备，降低贮运倒库成本。

制定标准化系列库技术规范2-3项；申请专利10-15项；建立示范基地1-2个。

2.专业组重点建议

（1）加强农机农艺融合，培育适于机械化加工的品种

我国农作物品种繁多，各品种物理性状差异悬殊，机械加工性能千差万别，同一设备针对不同性状的品种作业质量差异明显。因此，当前应以提高机械加工适应性为重点，确定并综合优化育种目标，形成以机械加工目标为导向，高度融合、高度适应的技术体系，为农产品的高效、优质加工创造条件。

（2）加大农产品加工装备产业科技投入强度

建议进一步加大国家财政对农产品初加工装备科技开发投入的力度，支持创新条件建设、人才培养和国际合作与交流，设立重大科技专项，继续推进以政府资金引导、企业投入为主体、组织社会各方力量进行联合攻关的创新模式，支持我国农产品初加工装备业技术创新和产业的快速发展。

（3）加强对农产品商品化技术与装备的研发

农产品产地商品化技术与装备是现代农产品产后贮藏、流通保质与商品增值处理先进科学技术的集成和应用载体，在推动农产品产后增值、健康卫生和提高效率等方面发挥着极其重要的作用。目前，农产品产地商品化装备普遍存在着自控水平低、能耗与资源消耗高、卫生安全性能差和缺门少类等突出问题，关键装备长期依赖进口，面临着替代人力提效率、节能降耗提效益、规范工艺提品质和智能升级替代进口的需求。

重点围绕关乎民生的粮油、果蔬、畜产和特色农产品，开展数字化设计、特色农产品品质检测与加工特性评价等基础研究，突破农产品商品化网络管理、绿色加工节能、自动化控制和品质检测等共性关键技术，研制粮食筛选分级、薯类产地加工全产业链、优质果蔬储藏保质与商品化处理、畜禽自动化分割及废弃物资源化利用、高品质茶叶加工等关键与成套装备，并进行产业化示范。构建以自动化装备为重点的我国农产品加工技术产业体系，替代进口、促进科技创新与自主制造能力的提升，支撑农产品加工业向现代化方向发展。

（4）加大新技术、新产品推广示范力度，大力促进新技术推广

农产品加工新技术、新产品的大力推广和广泛应用，是促进农产品加工业转型升级的关键举措，是增强企业市场竞争力的内在要求，提高农民收入的重要手段。目前我国农产品加工装备新技术、新装备、新产品推广力度尚未满足企业转型升级的需求，因此急需加大新技术、新产品的推广示范力度，通过新技术、新产品的试验示范及带动作用，将新技术尽快转化为现实生产力，实现企业增效、农民增收。