过热蒸汽干燥及应用研究进展

过热蒸汽干燥具有净耗能低、传热传质效率高、产品品质好及环境友好等优点,受到越来越广泛的关注。高压或常压过热蒸汽干燥物料的温度较高,由于氧气的缺失及物料的无氧化燃烧反应,保证了产品质量且改善了操作安全性。另外,采用低压过热蒸汽干燥可以避免常压下过热蒸汽干燥操作温度高的特点,进一步提高果蔬等热敏性物料的质量。过热蒸汽与其他干燥技术的组合干燥,克服单一干燥技术本身存在的缺点,具有广阔的发展前景。     

外源硒对滴灌小麦籽粒硒含量及产量的影响

为给小麦高效富硒提供理论依据,通过田间小区试验研究了外源硒不同施用方式及用量对小麦籽粒硒含量及产量的影响。 结果表明,基施与喷施外源硒的小麦生物量和产量均随硒用量的增加而增加,滴施外源硒小麦的生物量和产量随硒用量的增加呈先增加后降低的趋势。在喷施20 mg·L^-1外源硒处理下小麦产量最高,比对照提高了19.5%;滴施0.6 kg·hm^-2处理,小麦产量提高14.3%;而基施外源硒对小麦产量无显著影响;喷施处理最高产量分别比基施、滴施处理最高产量增加4.5％和0.8％。在小麦籽粒硒富集上,滴施处理中籽粒硒富集量最大,分别是基施和喷施处理的2.6倍和1.6倍。基施、滴施和喷施外源硒处理下,小麦籽粒硒转化率分别比对照提高了45.5%、55.6%和67.8%,喷施处理小麦籽粒转化率最高。喷施处理小麦的硒利用率显著高于基施和滴施处理,分别是基施和滴施的2.2和1.7倍。分别在小麦孕穗期和灌浆期滴施0.6 kg·hm^-2、喷施20 mg·L^-1 Na₂SeO₃,既能使小麦籽粒硒含量达到国家富硒食品标准,又能增加小麦产量。     

污泥过热蒸汽薄层干燥特性及干燥模型构建

为了解污泥常压过热蒸汽薄层干燥特性,搭建了常压过热蒸汽干燥试验台,进行了2、4、6和10 mm厚度污泥在不同过热蒸汽温度160~280℃下薄层干燥试验,并分段对试验数据进行拟合分析,得到了模型参数与过热蒸汽温度、污泥厚度之间的关系。结果表明:污泥在较高温度过热蒸汽干燥后没有氧化燃烧,且裂纹密集,表面粗糙,利于干燥的进行。污泥薄层在干燥初始阶段存在凝结过程,过热蒸汽凝结在物料表面使其质量不降反而增加,导致干燥时间延长,凝结水质量和干燥时间的增幅受过热蒸汽温度的影响较大,过热蒸汽温度越高,增幅越小,而污泥的厚度对污泥质量和干燥时间的增幅影响较小。根据斐克第二定律,得到2、4、6和10 mm厚度污泥在160~280℃过热蒸汽干燥水分有效扩散系数分别为2.0641×10-9~8.8527×10-9、4.3738×10-9~1.6626×10-8、6.6082×10-9~2.46×10-8和1.1916×10-8~4.0806×10-8 m2/s,由Arrhenius方程建立有效扩散系数的对数与温度倒数的线性关系,得到水分的活化能分别为26.250、22.032、21.894和20.961 kJ/mol。试验结果可为污泥过热蒸汽干燥工艺参数优化及干燥设备研制提供参考。     

莲子分级剥壳技术与设备研究进展

由于莲子具有大小不一、脱壳去膜难度大及莲心苦的特点,必须对莲子进行分级、剥壳和穿心处理。传统的人工加工存在劳动强度大、生产效率低及卫生条件差等问题,应对莲子进行机械化加工。为此,分析了常用的莲子分级机、剥壳机和穿心机的原理和特点,引入电子检测技术,把莲子分级机、剥壳机和穿心机有机的结合起来,提出了莲子分级、剥壳、穿心一体计的工艺流程。     

污泥过热蒸汽与热风薄层干燥的湿分扩散系数和活化能分析

为研究污泥薄层在过热蒸汽干燥和热风干燥过程中有效扩散系数及活化能,搭建了常压内循环式干燥试验装置。在160~280℃温度下,分别对4、10 mm污泥薄层进行过热蒸汽干燥和热风干燥。利用Fick扩散模型,建立有效扩散系数和干燥时间的关系,试验得到4 mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为7.1515×10-9～2.4852×10-8m2/s和1.2414×10-8～2.2769×10-8 m2/s;10 mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为1.9659×10-8～5.8811×10-8 m2/s和2.8042×10-8～5.6095×10-8 m2/s。根据Arrhenius经验公式建立有效扩散系数与温度的关系,得到4、10 mm污泥薄层过热蒸汽干燥和热风干燥的平均活化能分别为21.173、18.085和9.485、11.191 kJ/mol。用Midilli薄层干燥模型模拟得出的过热蒸汽干燥与热风干燥有效扩散系数和活化能与试验值基本吻合。研究结果表明：当温度超过260℃时,过热蒸汽干燥的有效扩散系数比热风干燥有效扩散系数大。过热蒸汽干燥有效扩散系数随温度增加的趋势近乎成一条斜直线,而热风干燥的有效扩散系数增加趋势则是曲线性,说明热风干燥过程中存在氧化、燃烧的可能。文章确定了污泥薄层干燥有效扩散系数值及过热蒸汽干燥逆转点温度,为污泥过热蒸汽干燥参数优化与干燥设备设计提供参考。