0 引言

目前，我国农产品行业的用水定额值主要依据最终产品的数量或重量给出，普遍存在同一产品只对应唯一用水定额的情况^[1]。当今时代的农产品加工行业已经高度多元化和精细化，不同生产模式下的农产品加工在用水量上存在较大差别^[2]。生产模式的选择代表了加工企业的商业判断，与生产工艺先进与否等因素无直接关联，通常不同生产模式的用水定额很难通过用水定额的通用值和先进值来直接体现。因此，对于生产模式差异较大的农产品，依据其生产模式进行分类，并制定细分用水定额十分必要。本文根据当前行业存在问题与研究现状，以具有行业代表性^[3]的脱水蔬菜企业为研究对象，开展实地调查，调查发现各省脱水蔬菜行业间的用水定额相差极大，变化幅度在15～61m³/t（见表1），基于调查结果对脱水蔬菜行业进行用水模式的影响因子分析，系统科学地提出脱水蔬菜用水定额分类方法，从而确定更合理的脱水蔬菜用水定额，有利于脱水蔬菜行业用水精细化管理，为推动全国农产品加工行业用水定额制定提供理论依据。

  

表1 全国部分省市脱水蔬菜用水定额

Tab.1 Water quotas for dehydrated vegetables in some provinces and cities across the country

 

1 脱水蔬菜加工环节概况

脱水蔬菜加工的主要生产用水环节包括：清洗、烫煮、冷却、消毒、烘干、车间和设备清洗。除车间和设备清洗外^[4,5,6,7]，其他几个环节都会由于所加工产品的生产工艺的不同，导致单位用水量产生一定的差异^[8,9,10]。脱水蔬菜生产的主要工艺流程清洗→切割烫煮/消毒浸泡→冷却/清洗→机械沥水→干燥脱水。

本次研究基于脱水蔬菜在生产品类、生产工艺和商业模式上的特点，选取种类齐全、工艺全面、模式多样的泰州市兴化市作为研究区域，该区域符合行业代表性和产业多样性，具有全国代表性^[11]。通过脱水蔬菜生产企业实地调研，脱水蔬菜的产业结构分为自加工和外加工两种模式，研究地区自加工企业烘干型占71%、冻干型占14%，外加工企业占15%。自加工生产中，企业通过与农民签订“订单式农业”合约，直接从种植地获取新鲜蔬菜，运送至生产车间进行加工，由脱水蔬菜生产企业负责全程。外加工指脱水蔬菜企业通过采购脱水蔬菜成品实现运转的模式，其中自主的生产环节只包括筛选和分装^[12]。

2 脱水蔬菜用水定额计算

2.1 调查结果介绍

对于泰州市在产的24家脱水蔬菜生产企业，通过实地调研和数据收集的方式展开研究。首先对脱水蔬菜生产企业往年的水平衡测试报告、用水审计报告和用水台账记录进行收集。调研发现可提供水平衡测试报告和用水审计报告的只有江苏兴野食品有限公司，其余的23家生产企业不能提供相关的基础资料，需要对其全部进行用水量记录和生产记录的查找与核对。通过数据的分析整理，得到脱水蔬菜用水单耗数据见表2。

2.2 调查结果分析

在对以上24家脱水蔬菜企业用水数据进行统计计算的基础上，得到用水单耗变化规律。外加工脱水蔬菜生产企业普遍规模较小，计算出外加工调研企业的平均用水单耗为（6.1±1.0)m³/t，在2016年至2019年间呈下降趋势，见图3。自加工调研企业在2016年到2019年间，年平均用水单耗分别为54.89 m³/t、59.81 m³/t、51.18 m³/t、48.21m³/t。调研企业的年均用水量和用水单耗在2016年至2019年间呈下降趋势，见图1。

从图1可以看出，外加工用水单耗远小于自加工用水单耗，两者不能合并计算用水定额，在确定定额时须根据生产模式对两者分别计算。

2.3 自加工企业用水影响因素确定

自加工脱水蔬菜用水的影响因素通过整理分析，确定有产品类别、质量标准、干燥工艺、蒸汽制备工艺会对用水情况产生影响。为了对影响因素的重要程度进行分析，本文采用相关性分析方法，计算影响因素与脱水蔬菜用水单耗的相关性，分析其中最主要的影响因素。

  

表2 研究区域脱水蔬菜企业用水单耗

Tab.2 Unit water consumption table of dehydrated vegetable enterprises in the study area

 

图1 脱水蔬菜调研企业用水单耗   

Fig.1 Unit water consumption diagram of dehydrated vegetable research enterprises

相关性分析是研究两变量之间线性关系的统计分析方法^[13]。根据计算后的用水单耗情况及产品类别、质量标准、干燥工艺等相关信息，绘制相关图，如图2所示，进行相关性计算，计算结果见表3。

由表3可以看出，上述4种因素均对自加工脱水蔬菜用水情况有较大影响。其中影响最大的为原料处理用水。不同类型的脱水蔬菜生产车间设置不同，用水量差异较大，因此自加工脱水蔬菜具体用水定额的确定须进行这4种影响因子的分类分析计算。

图2 脱水蔬菜各环节用水相关   

Fig.2 Correlation diagram of water consumption in each link of dehydrated vegetables

  

表3 脱水蔬菜相关性分析

Tab.3 Correlation analysis of dehydrated vegetables

 

2.4 自加工企业用水影响因子分析

由于按照产品类别分类的自加工企业用水单耗变化起伏不定，因此通过对2016年至2019年统计数据进行多元线性回归分析，计算出生产烫煮类脱水蔬菜的平均用水单耗为（44.5±11.4)m³/t，生产消毒类的为（60.0±27.1)m³/t。根茎类的用水单耗结合水平衡测试结果，推算出平均用水单耗为（39.9±6.9)m³/t。产品类别间的用水单耗差距在15%～25%。

根据出口和内销所占的比例对烘干型自加工企业类型进行划分，将出口占比大于50%的企业规定为出口型企业，一共有8家，其余内销型企业一共有6家。出口型脱水蔬菜企业对质量标准的要求较高，在生产过程中，直接体现在用水单耗上，平均出口型企业的用水单耗比内销型高20%左右（见图3）。

图3 出口型与内销型脱水蔬菜企业的用水单耗   

Fig.3 Water consumption diagram of different quality standards

实地调查的脱水蔬菜生产企业中只有一家企业采用真空冷冻干燥（冻干型）技术，该技术的用水量较低，比烘干型脱水蔬菜企业低35%左右。由于真空冷冻干燥技术企业数据量太少，不符合统计分析法的使用要求^[14]，对于用此技术的企业定额确定方法采用技术测定法。

对研究区域脱水蔬菜生产企业的调研显示，在2016-2017年开展外购蒸汽改造的企业实力普遍更强，在技术力量上和管理规范性上比仍使用自有锅炉的企业高，其用水单耗具有优势。但这部分用水先进的企业同时与出口型企业高度重叠，高质量标准又促使其消耗更多的生产用水。2016年底的工艺调整，造成相关企业的用水单耗波动较大，而一直沿用自备锅炉的企业，近4年的生产用水单耗较为平稳，略有降低（见图4）。对外购蒸汽和自备锅炉脱水蔬菜企业的数据分析显示出，蒸汽制造的工艺差别对用水量影响相对较小，产品的质量标准（出口、内销）对用水量的影响较大。

图4 外购蒸汽与自备锅炉脱水蔬菜用水单耗   

Fig.4 Unit water consumption diagram of different drying methods

基于相关性分析结果与图4可知，研究区域自加工企业的质量标准、蒸汽制备工艺具有高度重叠性，不利于用水定额的计算；而冷冻干燥企业仅有1家，数据量过少，计算结果不具代表性。因此，本次研究自加工企业根据相关性最大的产品种类指标进行用水定额的划分与确定。

2.5 用水定额的确定

用水定额的计算方法是确保用水定额科学性、合理性、准确性的重要因素^[15]。目前常用的方法有类比法、统计分析法、经验法、理论计算法、技术测定法等^[16]。

在计算用水定额的过程中，由于受到当地经济条件、技术条件等原因的影响，一般使用两种及以上的方法进行用水定额计算分析，并用这两种结果相互校核验证，综合分析，比较两者计算结果，获得最为准确合理科学的用水定额结果^[17]。

本次使用二次平均法和概率测算法来对用水定额进行统计计算，对比分析后确定最终的脱水蔬菜用水定额值。概率测算法在计算中取累计频率为80%，此时λ=0.788，其计算结果如表4。

  

表4 脱水蔬菜用水定额

Tab.4 Water quota for dehydrated vegetables

 

3 脱水蔬菜用水定额合理性分析

3.1 合理性评估方法

基于专家评分，采用层次分析法对修编成果进行合理性评估。定额合理性评估内容、标准以及各项内容的权重见表5。

3.2 与典型企业实际用水比较分析

本研究运用水平衡测试的方法对上文计算出的脱水蔬菜企业的用水定额进行验证，选取14家代表性的企业，进行了15组测试。测试结果显示：15组测试中，有13组用水单耗小于通用用水定额值，符合率为86.7%，有6组用水单耗小于先进用水定额值，符合率为40.0%（见表6）。结果表明本研究制定的用水定额基本满足用水管理的需要。

  

表5 脱水蔬菜用水定额合理性评估指标体系及其标准

Tab.5 The rationality evaluation index system and standards of dehydrated vegetable water quota

 

  

表6 脱水蔬菜企业的用水定额验证

Tab.6 Verification of water quota for dehydrated vegetable enterprises

 

3.3 与本省规范值比较分析

自加工定额值54m³/t与江苏省定额15m³/t相差极大，基于实地调研后，分析原因有(1)江苏脱水蔬菜企业采用外加工生产模式较多；(2)江苏现用用水定额基于2019年以前的企业用水数据修编计算，2019年停产了一定数量的外加工企业，导致江苏企业用水定额制定偏低。

自加工定额值54m³/t与外加工定额15m³/t相差极大，基于实地调研后，分析原因有(1)外加工企业仅负责质量检验、后加工处理、包装配置环节，原料加工的高耗水环节均交付外发企业进行处理。(2)外加工企业均处于以销售为主的商业定位，采用注重提高产品附加值的生产战略。

从上述分析可以看出如今农产品加工行业用水流程错综复杂，单一的定额值无法满足现状，该行业用水定额急需划分类别确定，否则无法应对当前不同类型的农产品深加工企业。

3.4 与外省规范值比较分析

与现有定额相比，外加工生产企业的用水定额值6.4m³/t远小于全国各省的通用定额值，可能原因是我国脱水蔬菜主要生产模式以自加工为主，外加工企业数量较少；云南省定额30m³/t和根茎类企业定额39.9m³/t相近，与两种生产模式的定额都有一定差距，可能原因有：(1)云南省盛产根茎类蔬菜，大部分企业以加工根茎类为主，用水单耗较少；(2)当地具有一定规模的外加工企业；自加工用水定额值与浙江省、福建省的通用定额值相近，可能原因有：(1)两省企业生产模式主要以自加工为主；(2)两省加工工艺、加工产品没有明显的倾向性。

与表1进行对比分析可知，外加工用水定额均符合全国各省定额要求，自加工用水定额划分复杂，总体来看，符合标准的自加工用水定额占比为66.7%。

3.5 合理性评估结果与探讨

各准则层评分结果如表7所示，改进后用水定额总体评分为80.08分，评价结果为良好；其中与代表性企业对比情况和定期修编情况均为优秀水平，与外省规范值对比情况为良好水平，与本省规范值对比情况为一般水平。结合上节分析可知，本省对比情况较差的原因可能在于江苏省脱水蔬菜结构的变动。综上所述，该用水定额细分情况合理科学。

  

表7 用水定额评分结果

Tab.7 Rating results of water consumption quota

 

4 结论

(1）在实地考察调研的基础上，将脱水蔬菜加工模式划分为自加工、外加工两种模式，并把自加工脱水蔬菜用水流程细分为清洗、烫煮、冷却、消毒、烘干、车间和设备清洗6个环节，分析导致用水情况差异的影响因子，利用倒二次平均法和概率测算法确定脱水蔬菜用水定额，计算出外加工企业的通用用水定额为6.4m³/t，先进用水定额为4.7m³/t；自加工企业的通用用水定额为54m³/t，先进用水定额为38m³/t，自加工各类细分用水定额值为39.9～60.0m³/t，并基于成因分析结果对计算结果进行结果分析与评价，评价结果为良好。

(2）本研究中，脱水蔬菜不同生产模式的用水定额差异较大是由于企业对商业定位和生产策略的判断所致，从影响用水定额制定的准确性来看，需要分门别类开展研究并制定出相应的定额值。

(3）本研究成果为脱水蔬菜用水定额提供了一种分类计算方法，但没有考虑自加工企业影响因子交叉影响的用水定额，当自加工企业加工工艺间影响程度相近时，还需要实地考察调研，对其定额进行修正。

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衣鹏