我国烤馕装置现状与分析

2018-06-14谷亚文肉孜阿木提王鹏飞

新疆农机化 2018年2期

关键词：电加热阿木燃气

谷亚文，肉孜…阿木提，史勇，王鹏飞，向羽

（1.新疆农业大学机电工程学院，新疆乌鲁木齐 830052；2.新疆农业工程装备创新设计重点实验室）

馕是新疆各族人民所喜爱的主要食品之一。在新疆以及中亚地区，馕坑作为烤馕装置已有3 000多年的历史[1]。馕坑的大小与各家各户的人口有关，其尺寸一般分为大、中、小三种。

1 国内现有烤馕装置的发展现状与问题

1.1 传统馕坑

传统馕坑结构如图1所示，按其材料不同可分为3种：黏土馕坑，其内部一般为“小口肚大”的容积，外部用砖块和土泥砌成方形操作台，在其内部刷一层硝土，并通过烘烤使硝土在内壁凝结，馕坑底部还设有通风口。陶瓷馕坑，其内部容积是由一个倒扣的无底的陶瓷水缸改造而成，并且水缸外部通常会缠上钢丝。外部砌成方形操作台。钢板馕坑，其内壁由一个100 mm的钢板焊接而成[2]。

这3种传统馕坑优缺点明显，黏土馕坑成本低廉、制造简单，但是缺少足够的强度，不能长期使用；陶瓷馕坑因为用陶瓷水缸改造，极大的缩短了制造时间，并且陶瓷具有热效应好，相比黏土有足够的强度，但使用时间长了仍然会出现裂缝；钢板馕坑弥补了以上两种馕坑不能长时间使用的缺点，但这三种馕坑都需要人频繁地在高温馕坑中添加木柴、煤炭等燃料，热利用率极低。在馕坑内壁贴馕、取馕，工作人员极易因为操作失误而烫伤，并且在工作过程中还会吸入大量CO等有毒气体[3]。在今后的馕坑设计中这两个缺点都是必须要考虑的因素。

图1 传统馕坑结构形式

1.2 燃气加热烤馕装置

燃气加热烤馕装置主要是通过天然气、沼气等的燃烧产生的热能对馕坯进行加热。由于新疆天然气资源丰富，所以有很多烤馕装置会采用这种加热方式。

肉孜…阿木提、李世龙发明了一种滚筒式燃气烤馕装置[4]，结构如图2所示，这种烤馕装置用燃气替代了传统的木柴、燃煤，并有一套结构简单、操作方便、并能方便控温的燃气加热元件。其中包括在滚筒上方和下方各安放的一个GR-2402型瓦斯红外线燃烧器，GJ-322系列点火器2套，2W025-08型电磁阀2个，可调三通阀1个，并用若干气管连接各个元件。这种加热方式具有燃烧充分，发热效率高，结构简单，操作方便等优点。但仍然存在一些缺点：由于是利用燃气燃烧进行加热，烤出的馕的口味与传统馕坑烤出的馕还是有些许差异，所以该烤馕装置并不能满足客户的需求。

图2 滚筒连续式燃气烤馕装置

1.3 电加热烤馕装置

电加热烤馕装置是将电能通过电阻丝、红外线加热管等加热元件转换为热能，对馕进行加热的烤馕装置[5]。其典型装置有热合曼江…阿吾提发明的一种电加热烤馕装置、吕仲明和肉孜…阿木提发明的一种升降式家用烤馕机[6]。这也是目前市面上能够在烤馕过程中不会造成环境污染的最佳加热方式。

图3 电加热烤馕装置

热合曼江…阿吾提发明了一种电加热烤馕装置[7]，其加热方式如图2所示。该烤馕装置分成上中下三层，每层的上、下部均设置一个电加热装置，这种电加热烤馕装置可以采用电热丝或电热管，不会产生有害气体，而且烤炙速度快，适合大批量生产。但是这种装置的缺点是：不适合人口基数少的普通家庭使用，因为相比于传统馕坑，这种馕坑的使用成本较高。

1.4 烤箱式烤馕装置

烤箱式烤馕装置其结构一般与目前市场上的家用烤箱相似，其抽屉内部会设置有托盘用于放馕坯，并在其上或其下安放加热元件用以加热馕坯[8]。阿布得热合曼…托合提发明的一种抽屉式陶瓷烤馕装置就采用了这一机构形式[9]，其结构如图4。这种烤馕装置的结构主要由箱体、抽屉以及1套电加热系统组成。箱体正面的上端和下端个设置了1个标头，箱体侧面有1个侧盖板，两个抽屉设置在正前方，抽屉的上方和下方均设置有电加热管，并在两个抽屉上各安装了1个拉手。操作面板设置在箱体两侧的立柱上，箱体的4个角各设置了1个脚轮，以便于操作人员对设备的移动。箱体内壁的保温层选用的是环保陶瓷，其余主要材料选用的是不锈钢。

这种抽屉式烤馕装置，对空间的利用率大，操作便捷，不锈钢的面板使其具有坚固的结构并且洁净卫生，内部的陶瓷能使其烤出的馕保留传统馕坑的风味，并具有良好的保温性能，缩短了烘烤时间，电加热管及自动控温系统能保证烤出的馕熟而不糊。

图4 抽屉式陶瓷烤馕机

1.5 隧道式烤馕装置

隧道式烤馕装置的烘烤箱是一个隧道，隧道内的传动件带着馕在其内作循环运动，同时对馕进行烘烤。由肉孜…阿木提和李世龙发明的实用新型专利一种托盘循环式红外线烤馕装置[10]，其结构如图5。该烤馕装置的总体结构是由机架以及机架上方的环形隧道组成。并且这个环形隧道首尾相通，隧道的底部是一个环形通槽，通槽是支撑杆支撑着托盘在隧道窑中进行循环运动的槽。与该通槽配对的还有一个环形轨道，设置在隧道下方的机架上，用以支撑导轮，引导支撑杆及托盘在隧道中的运动。其运动的动力来源于机架下方的电动机，经过减速器减速后通过主动链轮带动输送链条，将动力传送到环形轨道4个转角内侧的传动立轴上的从动链轮，支撑杆随着输送链条沿着环形导轨支撑着托盘在隧道窑内进行循环运动。

该烤馕装置隧道内安装26个直径为330 mm的托盘，托盘在隧道运动1周需要10 min，在托盘上方和下方在电加热管的烘烤下，1 h时可以烤熟130个馕。隧道内上方的电加热管功率可调，能有效控制烘烤的温度，同时节约能源。因此，这种馕坑与其他电加热馕坑同样具有干净卫生的优点。这种隧道式的结构生产效率高，能够实现批量生产。该装置的耐火材料层选用的是传统馕坑所使用的硝土，硝土除了是一种耐火材料，其保温性能也特别好[11]，烘烤出的馕还保留了传统馕坑的美味。缺点是采用380 V的三相交流电源电压在普通居民家中无法实现，由于机体体积较大，移动也不方便，且对空间的占用较大。

图5 一种托盘循环式红外线烤馕装置

2 存在问题

目前，国内烤馕装置还是以传统的馕坑烤馕为主。木柴、煤炭烤馕所带来的环境污染、食用安全、工作环境差、工作强度大等问题依然存在。市场上虽然出现了一些燃气加热的烤馕装置，但是在烤馕过程中依然会排出些许有毒气体，对人体呼吸道造成损伤。国内的电加热烤馕装置虽然解决了有毒气体排放的问题，但是由于其使用条件苛刻，即需要的电源电压、电功率要求高，并且升温较慢，能量密度低，所以无法满足普通家庭的使用条件。

国内的烤馕装置大多还是保留了传统的馕坑结构，这种结构的馕坑在烤馕时工作人员的劳动强度大，容易对手造成损伤；目前研究出来的烤箱依然存在烤馕效率低，不能实现批量生产的问题，隧道式烤馕装置虽然烤馕效率高，但是其自动化程度不够高，依然需要人工制馕坯，导致人员的劳动强度依然很大。