基于PLC技术的红枣烘房干燥自动化控制系统的设计

烘房热风干燥是红枣干燥技术中应用最广泛的一种干燥方式。针对南疆地区红枣烘房热风干燥的应用现状,结合干燥的工艺要求,基于PLC技术与自动控制原理,对红枣烘房热风干燥自动控制的主要电路及PLC控制电路进行了设计。通过对软件的编程设计,实现了对烘房风温、风速及湿度的自动控制,具备了智能烘房干燥的要求;通过对软件的调试与运行,结果表明:当给定温度为65℃、湿度值52%时,风机变频器输出频率为29.6 HZ;当给定温度为60℃、湿度值在30%时,风机变频器输出频率为28.2 HZ,符合风机的转速给定范围,且控制系统稳定可靠,达到了烘房温、湿度控制的工艺要求。     

不同太阳能干燥装置制备新疆杏干的对比研究

[目的]选择一种适宜制备新疆杏干的太阳能干燥装置.[方法]采用新疆赛买提杏作为试验原料,以自然摊晒为对照,对比研究自主研发的太阳能单体干燥装置和温室集热干燥装置,两种太阳能干燥装置性能的日平均变化规律及杏在不同干燥装置中的水分、失重率、干燥速率及感官品质的变化情况.[结果]在每天14:00时,太阳辐照强度和日平均温度达最高,日平均湿度达最低,太阳能单体干燥装置的日平均温度为49℃,分别较温室干燥装置、自然摊晒高出3、12℃;杏在单体干燥装置中的水分变化最快,由起初的77.3;降至31.7;,失重率变化显著于温室干燥装置和自然摊晒,干燥速率是温室装置和自然摊晒的的1.3倍、1.5倍,干燥周期为8～10d,分别较温室干燥装置和自然摊晒提高了27;、30;,感官及卫生指标均符合国家标准.[结论]太阳能单体干燥装置干燥效果明显优于温室干燥装置和自然摊晒,干燥周期短,感官品质好,具有一定的实用价值.     

太阳能提高温室地温装置研究

[目的]提高冬季夜间日光温室的土壤温度,研制内置式太阳能加温装置.[方法]利用蛇形太阳能空气集热器集热结合土壤蓄热的方式,在乌鲁木齐南郊水西沟村德力森蔬菜园8号温室进行了提升地温试验.[结果]当环境温度为-3～- 10℃时,该装置可以使温室土壤10 ～ 20 cm深处的温度平均升高1.5～3℃.[结论]内置式太阳能加温装置能有效提高冬季夜间温室地温,满足作物生长的需要.     

太阳能集热器型干燥系统干燥山药下脚料的研究

[目的]研制太阳能集热器型干燥系统,研究山药下脚料干燥的工艺.[方法]研制利用太阳能为热能源的干燥装置,将山药下脚料进行清洗、切条处理并置于干燥箱内,利用白天太阳能热能、夜间停止供热的间歇干燥方法进行干燥,试验过程分量通过调节板调节.[结果]不同进风量对干燥速度影响显著;当环境温度约为-3 9C,千燥室内的热空气流量为1.05 m3/min时,历时31h可将山药下脚料千燥至安全水分.[结论I研制的太阳能集热器型干燥系统具有较好的集热性能,干燥室内空气流量大、空气流速快并且利用间歇干燥时,可以显著缩短山药下脚料的干燥时间.利用太阳能能够满足山药下脚料干燥工艺要求.     

仿自然干制的青花椒产地烘干试验与工艺研究

就自然条件下晾晒干制优质花椒的工艺过程进行了研究,确定最优晾晒条件,制定其干燥曲线;在此基础上进行烘干试验,确定工艺参数.其中第一阶段的烘房温度为47℃、热风风速为0.6～1.0 m/s和混合风相对湿度为50%～60%;第二阶段烘房温度应该控制在68℃左右.     

仿自然干制的青花椒产地烘干试验与工艺研究

就自然条件下晾晒干制优质花椒的工艺过程进行了研究,确定最优晾晒争件,制定其干燥曲线;在此基础上进行烘干试验,确定工艺参数,其中第一阶段的烘房温度为47℃、热风风速为0．6～1．0m／s和混合风相对湿度为50％～60％;第二阶段烘房温度应该控制在68℃左右。     

热风-太阳能结合干燥加工龙眼干的工艺研究

利用热风干燥结合太阳能干燥的方式加工龙眼干,对比在不同温度、干燥时间以及物料装载量的条件下加工的龙眼干品质,通过正交试验优化热风初烘与太阳能复烘的工艺参数.结果表明,最优工艺参数为:龙眼物料装载量200 g,热风初烘温度55℃,初烘时间16h,太阳能复烘时间8h.     

两种一串红种子干燥方法研究

[目的]探明加热和干燥剂两种方法干燥不同初始含水量一串红种子的适宜条件.[方法]对干燥过程中种子含水量和干燥后种子发芽率的进行测定,设置不同的干燥温度,种子初始含水量,种子与变色硅胶质量比.[结果]结果表明初始含水量为15％的一串红种子适宜40℃干燥210 mim;初始含水量20％的一串红种子适宜40℃干燥240min;初始含水量不高于24.0％的一串红种子40℃干燥是安全的;初始含水量为30％的一串红种子在35℃干燥30 min,再在40℃干燥230 min.种子与变色硅胶质量比为1∶8,初始含水量15％、20％、30％的一串红种子分别需要干燥1d、2d、2d含水量达到标准.[结论]上述研究对一串红种子采后处理机械化、标准化提供重要技术支持.     

优质杏干的太阳能干燥特点及其工艺研究

通过阐述2005～2008年在新疆南疆三地州采用标准化自制BG双波太阳能干燥(Solar-drying,简称SD)装置连续4年开展优质杏干的SD工艺研究,分析了影响SD的主要因素,并提出了相应的工艺措施以指导实际生产.研究表明,影响杏干SD特性的主要因素前期为排湿、中后期为温度,并且SD干燥温度应控制在40～60℃.还重点介绍了2008年6～8月在喀什地区泽普县进行赛买提杏的SD工艺研究.当装载量为60 kg时,赛买提杏干的实际SD干燥时间为10 d;杏干脱水率为1.804 kg/(m2·d),杏干优级品率达85;,分别是露天摊晒方式的1.9和2.8倍.可见,利用该装置在南疆地区进行SD杏干的生产是可行的,干燥效率高,产品品质好.     

红枣热风干燥工艺的研究现状和发展趋势

红枣因其具有丰富的营养价值而受到越来越多的消费者的青睐,但红枣不能被及时高品质的干燥是制约其产业发展的一个“瓶颈”.现有的干燥方法、干燥工艺及干燥设备已滞后于红枣产业的发展,这不仅会使枣农受到严重的损失,还会使红枣的营养价值大打折扣.热风干燥是目前最可行的干燥方法,烘房经验干燥工艺是最常用的干燥工艺.总结了近年来学者对红枣干燥工艺的研究,分析了研究现状,提出了研究中存在的问题.并且指出在现有烘房经验干燥工艺的基础上,通过搭建试验台进行反复的正交试验得出满足不同品种、不同大小、不同含水率的红枣的多条较优干燥工艺曲线是现阶段提高干燥品质和效率、节约能源、降低成本的有效方法,也是红枣干燥的发展趋势.     

干制红枣可溶性糖含量变化动态模型的构建

【目的】研究哈密大枣可溶性总糖和还原糖变化规律,建立可溶性总糖和还原糖变化动态模型。【方法】以哈密大枣为材料自然阴干、自然晒干、40和45℃热风干制等4种不同的干燥加工方式,研究在干制过程中不同干制方式对红枣可溶性总糖和还原糖的影响,建立可溶性糖含量变化动态数字模型。【结果】红枣中还原糖含量随着干制时间的增长而升高,红枣中可溶性总糖则随着干制时间的增加而降低。温度相对较高的干制方式对红枣中的还原糖和可溶性总糖的影响较大,变化幅度明显。除了40℃热风干制,其他3种处理模型拟合度均为R²＞0.9,拟合度较高。【结论】自然干制,45℃热风干制过程红枣中还原糖变化及45℃可溶性总糖变化很好的符合线性模型(零级模型),45℃可溶性总糖变化符合指数模型(一级模型),自然阴干和自然晒干红枣中可溶性总糖动态变化分别符合对数模型和立方拟合模型。45℃热风干制红枣品质最好,自然阴干红枣品质相对较差。     

温度对明星杏干燥动力学及品质影响规律研究

【目的】 明星杏是新疆和田地区主栽制干杏品种,优化热风干燥过程和操作,提高明星杏的制干品质。【方法】 以温度为主要影响因素,通过明星杏的干燥实验及色泽、感官指标综合评价,研究不同干燥条件对明星杏热风干燥动力学及感官品质的影响规律,提出明星杏的优化干燥温度。【结果】 在最常用的三种薄层干燥模型中,Page模型适合用来描述温度对明星杏薄层干燥过程的影响。热风温度对干燥效率(干燥时间)的影响显著。热风温度从40℃增加到70℃时,干燥时间从100 h左右减少到30 h左右。在杏干的制干生产实际中,可适当提高热风温度以缩短干燥时间,但干燥温度越高,品质指标尤其是颜色和硬度指标劣化越严重。为保证制品品质,在干燥过程中应尽量降低干燥温度。【结论】 明星杏干燥的最优温度在干燥温度的上下限范围内存在最优值,实验中最优值为50℃。     

不同干燥工艺对恰玛古制干特性的影响

【目的】研究不同干燥工艺对恰玛古干燥持续时间、色泽、感官评价及能耗的影响,为恰玛古较优的干燥工艺提供依据。【方法】根据干燥温度、切片厚度和不同预处理方式3个重要的因素,设计三因素三水平的正交试验。【结果】提高干燥温度、降低切片厚度以及热烫的前期处理,能够明显缩短恰玛古干燥的持续时间;降低温度、氯化钠溶液浸泡的前期预处理能较好地保护原有的色泽;降低温度、降低切片厚度以及氯化钠溶液浸泡的前期预处理之后的感官评分较高;温度越高,单位时间内的能耗越高。【结论】恰玛古热风干燥较优的干燥工艺为:温度55℃,切片厚度3 mm,前期预处理的方式为氯化钠处理。     

不同生育期成龄灰枣树茎流速率与气象因子的关系

【目的】在微喷灌的灌溉方式下,研究不同天气和不同气象因子条件下成龄灰枣树的茎流速率,精准测定出成龄枣树的耗水量,为优化枣树的土壤水分管理提供生产指导。【方法】采用针式茎流计,连续监测灰枣树茎流速率,分析枣树的茎流速率受不同天气和气象因子的影响程度。【结果】晴天和阴天茎流速率的波动变化过程呈倒“U”型的单峰曲线,而多云天气下呈“M”型的双峰曲线。1 d中枣树的茎流累积趋势呈“S”变化,各生育期耗水量大小排序为果实膨大期>成熟期>花期>萌芽展叶期。只有成熟期枣树的茎流速率与空气温度相关程度最高,其余都是太阳辐射。各生育期太阳辐射与枣树茎流速率的相关系数R_D1=0.964^**、R_D2=0.969^**、R_D3=0.957^**和R_D4=0.886^**。利用多元线性回归在枣树的各生育期内对茎流速率和气象因子进行输入回归,建立不同天气条件下,各生育期枣树茎流速率和气象因子的多元线性回归模型,经过回归系数和相关系数检验,各生育期的多元线性回归方程均达到了显著水平。【结论】各生育期内,典型天气的茎流速率排序为晴天>多云>阴天,整个生育期中的需水关键期是果实膨大期,对枣树的茎流速率产生最大影响的气象因子是太阳辐射和空气温度。     

气体射流冲击干燥苹果片的响应面试验及多目标优化

【目的】探讨气体射流冲击干燥苹果片过程中风温、切片厚度和风速及其交互作用对V_C含量、复水比、单位能耗的影响,建立模型并进行多目标优化,以期得到品质好、能耗低的苹果片干燥工艺参数。【方法】以苹果为原料,选取气流温度、切片厚度和气流速度为因素,以苹果片的V_C含量、复水比和单位能耗为指标进行三因素的Box-Behnken响应面试验,分析影响各指标的主次因素及各因素间的交互作用,建立V_C含量、复水比及单位能耗的二次回归模型。分别用遗传算法、fgoalattain函数法、隶属度综合评价法3种优化方法进行优化,通过比较3种优化方法的结果,得到最佳工艺参数并加以验证。【结果】各因子对V_C含量影响的大小次序依次是气流温度>切片厚度>气流速度,气流温度、气流温度与切片厚度及气流温度与气流速度的交互作用极显著,切片厚度作用显著;各因子对复水比影响的大小次序依次是气流温度>气流速度>切片厚度,气流温度、切片厚度及气流速度的影响极显著,切片厚度与气流速度的交互作用影响显著;各因子对单位能耗影响的大小次序依次是切片厚度>气流温度>气流速度,气流温度、切片厚度及气流温度与气流速度的交互作用影响极显著,气流速度及气流温度与切片厚度的交互作用影响显著。建立的V_C含量、复水比及单位能耗的回归模型具有统计学意义（P<0.05）,可用于对苹果片气体射流冲击干燥指标进行分析和预测;遗传算法优化出苹果片气体射流冲击干燥的最佳工艺参数为：风温63.24℃、切片厚度2.00 mm、风速12.00 m·s ^-1,该条件下苹果片的V_C含量为66.96 μg/100 g,复水比为3.83,单位能耗为26.49 kJ·g ^-1;fgoalattain 函数法优化得到的最佳工艺参数为风温71.62℃,切片厚度2.37 mm,风速11.18 m·s ^-1,其V_C含量为64.90 μg/100 g,复水比为3.41,单位能耗为25.85 kJ·g ^-1;隶属度综合评价法优化得到的最佳工艺参数为风温63.57℃,切片厚度2.00 mm,风速12.00 m·s ^-1,其V_C含量为66.94 μg/100 g,复水比为3.80,单位能耗为26.53 kJ·g ^-1。以适应度值为评价指标,可以得出遗传算法优化的结果最好。 【结论】遗传算法可用于苹果片气体射流冲击干燥工艺中的多目标优化,最佳工艺参数为气流温度63℃,切片厚度2 mm,气流速度12 m·s ^-1,该参数下V_C含量、复水比、单位能耗分别为66.85 μg/100 g,3.78,26.59 kJ·g ^-1,可在苹果片加工中使用。气体射流冲击干燥应用于苹果片干燥具有V_C含量高、复水比高、单位能耗低等优点。     

紫薯气体射流冲击干燥效率及干燥模型的建立

【目的】为了提高紫薯干制品质、提高干燥效率,研究不同条件对紫薯气体射流冲击干燥特性的影响并筛选出最适干燥模型。【方法】采用自制气体射流冲击干燥机干燥紫薯片,探讨风温、风速、预处理和切片厚度对物料干燥特性和水分有效扩散系数的影响。利用数据统计对6个干燥模型进行拟合筛选。【结果】与大多数食品物料干燥试验结果一样,紫薯的气体射流冲击干燥主要属于降速干燥。预处理可增加物料初温且使物料更快达到干燥环境温度,但降低干燥速率并延长干燥时间。干燥速率随着切片厚度增加而降低,但随着风温和风速的增加而增加。物料厚度和风速对物料升温影响小,但风温对物料升温有较大影响,随着风温增加会延长物料达到干燥环境温度所需时间。有效扩散系数随着片层厚度、风温和风速的增加而增加,最高有效水分扩散系数为7.0033×10-10 m2•s-1。所有模型都能较好地描述紫薯气体射流冲击干燥过程中紫薯的水分变化规律,其中Modified Henderson and Pabis模型有最大确定系数,最小卡方值和均方根误差。【结论】风温、风速、切片厚度、预处理对紫薯气体射流冲击干燥曲线、干燥速率曲线和温度、有效水分扩散系数均有影响。在风温50—80℃,风速10—13 m•s-1且切片厚度为1.87—4.80 mm条件下,Modified Henderson and Pabis模型是拟合紫薯干燥曲线的最适模型。     

基于Box-Behnken响应面法优化杏子干燥工艺

【目的】研究提高杏子干制品质与优化干燥工艺,为杏子干燥工艺优化提供依据。【方法】以杏子干制品内酸糖比含量和色泽为评判指标,分别进行不同干燥温度、风速和切分方式条件下单因素干燥试验,分析杏子干燥参数适宜范围,通过Box-Behnken中心组合试验设计,分析响应面优化,确定杏子最优干燥工艺。【结果】随着干燥温度的升高,杏子内糖酸比含量逐渐增加,杏子色泽逐渐变差;随着干燥风速的升高,杏子内糖酸比含量也逐渐增加,但杏子色泽差异不大;与整杏、去核杏相比,切分去核杏内糖酸比含量最高,杏子色泽最好。【结论】杏子最优干燥工艺参数为干燥温度50℃、风速4 m/s,采用切分去核杏的方式,平均综合得分为95.012,与模型预测结果接近,优化结果可靠。     

骏枣枣头一次枝与二次枝抗寒力测定与分析

[目的]通过骏枣(Zizyphus jujuba Mill.)枣头一次枝与二次枝抗寒力测定与分析,筛选出抗寒相关的关键生理指标,为有效评价不同栽培管理条件下红枣越冬抗寒能力,制定合理的红枣冬季安全越冬技术措施提供理论依据.[方法]设置了9个胁迫低温处理,测定并分析了不同胁迫处理后骏枣一次枝与二次枝的半致死温度LT<,50>、枝条组织活力、保护酶活性、丙二醛(MDA)含量、渗透调节物质含量、枝条含水量等指标.[结果]骏枣一次枝与二次枝的半致死温度分别为-27.356℃和-25.496℃;不同组织抗寒能力存在强弱差异;随着胁迫温度的降低,MDA含量持续增加;低于半致死温时,一次枝与二次枝超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化物酶(POD)活性开始下降,而过氧化氢酶(CAT)依然保持较高的活性;游离脯氨酸含量和可溶性糖含量与相对电导率变化显著相关.[结论]相对电导率、SOD活性、CAT活性、MDA含量、可溶性糖含量和束缚水/自由水比例作为骏枣抗寒力评价的关键指标.     

基于冠气温差的阿克苏成龄红枣缺水诊断及预测

【目的】研究基于冠气温差的阿克苏地区红枣水分亏缺诊断及预测,提出以冠气温差作为水分亏缺指标,指导阿克苏地区红枣的精准灌溉。【方法】采用红外测温仪测得枣树各生育阶段冠气温差,结合采集的土壤相对含水量RSW、冠层净辐射值R_n、风速V、空气温度T_a和湿度RH,以彭曼公式为理论模型,分析红枣冠气温差与土壤墒情及气象因子的关系,并以红枣各生育期适宜的土壤相对含水量上限值对应的冠气温差作为水分亏缺的判断指标。【结果】红枣各生育期晴天ΔT随时间表现出单峰抛物线关系,阴天ΔT随时间表现出多峰曲线关系,阴天日ΔT绝对值明显低于晴天日,ΔT峰值均出现在13:00~14:00;ΔT与RSW、R_n、V、Ta及RH的多元线性回归分析表明,RSW和Rn与ΔT有明显的相关关系,其他因素不显著;考虑RSW和R_n的ΔT回归模型表达式为ΔT=4.8-11.7RSW+0.003R_n,只考虑RSW的ΔT回归模型表达式为ΔT=5.5-12.2RSW。【结论】阿克苏地区红枣萌芽期和展叶期临界冠气温差为-2.43℃,开花期和幼果膨大期临界-3.04℃,果实成熟期临界冠气温差为-1.82℃,当晴天日14∶00实测冠气温差高于对应生育期的临界冠气温差时,需灌溉,否则不需要灌溉。