粮食热风干燥含水率在线模型解析

为了揭示粮食在深床动态干燥过程中的含水率变化规律,指导干燥工艺设计,实现干燥过程实时跟踪与调控,提高干燥品质,降低能耗。基于薄层干燥水分扩散模型、深层干燥质量守恒原理、态函数和不可逆热力学分析方法,建立并求解了粮食深床干燥基础方程,获得了顺流、逆流、横流和静置层干燥方式下粮食含水率和干燥速率分布解析式,解析出了粮食在顺流层内经历持续降速干燥的过程,逆流层内存在干燥速率的极值点,在通风温度、湿度、送风量相同的干燥条件下,逆流干燥速率明显高于顺流,表明了逆流干燥能量利用效果优于顺流;粮食在横流和静置层内的干燥特性相同,进风侧和出风侧的干燥速率相差很大,在层厚度0.5 m、粮食含水率20%以上时,出风侧的干燥速率几乎为0,干燥的均匀性较差。在5HP-3.5型循环式缓苏干燥机上的试验结果显示,深层干燥解析值与实测值间的最大偏差为0.69%,极差范围为-0.27%~0.69%,从粮食干燥的惯性特征推断,产生偏差的原因主要是仪器检测误差。解析方法对实现粮食深床干燥过程动态跟踪和调控,指导干燥设计,降低干燥能耗、提高干燥效率和干燥机产能等具有重要意义。     

干燥物系解析理论研究进展

干燥是含湿物料与有限介质两个独立物系,在限定的工艺条件下,自发进行能量传递和转换的过程。它隶属热力学范畴,而又不同于一般的热力过程,在物系边界存在诸多错综复杂的随机因素交互作用,使得基于热力学熵参数无法对实际过程的能效进行实时的定量评价。基于传递定律建立扩散模型,得不到传递系数严格意义的数学解,存在微积分结果偏离实际较远的情况;基于反应工程原理建立干燥动力学模型,存在指前因子,活化能,机理函数等待定的物理量,实际应用存在很大的局限性。如何从理论上完整地解析出实际过程,得到其分析解是热力学应用技术基础科学研究领域自古以来的重大理论难题。近十几年,笔者从非均相系热力学基础和干燥?分析入手,以干燥?传递和转换时的自由能消耗为统一尺度,以水分活度为一切干燥物系的共同属性,揭示了干燥物系固有特征函数及其理论解,丰富了热力学应用技术基础理论。该文从干燥物系解析理论发展的历史现状,阐释揭示物料干燥理论过程、评价工艺装备能效的解析理论与方法并指明其应用与发展的技术途径,为揭示物系传递机理、评价工艺装备系统能效、实现干燥过程自适应控制和制订科学的工艺能效评价标准提供参考。     

箱式通风干燥机小麦干燥试验研究

为了解小麦平床通风干燥特性,该文以某型号箱式通风干燥机为试验设备,开展小麦收获后干燥试验研究,测试分析了干燥床风场分布、干燥床层含水率分布、温度分布及耗能等特性。研究表明,该设备在水平面和垂直面均存在较明显的干燥速度差异;在干燥6h结束时整个小麦床层的最大含水率差异超过3%,影响整批物料的干燥效率和干燥成本;干燥5h后整批物料含水率达到小麦贮藏要求,每1kg物料含水率下降5%的能耗成本为0.09元。根据试验研究结果,提出在入风口增加导风栅格、干燥仓体4个角采用圆弧过渡处理、采用气流换向机构和交替换向通风干燥工艺等改进措施来改善该设备干燥均匀性。研究结果为该类型干燥机的小麦干燥工艺优化及设备改进设计提供了依据。     

小麦微波干燥特性及其对品质的影响

针对小麦热风干燥中存在的问题,运用微波试验装置,通过选择不同的干燥功率、物料铺放厚度及排湿风速,研究了小麦微波干燥特性及其对干后品质和能耗的影响。研究结果表明：小麦微波干燥主要处于恒速阶段,微波干燥对小麦品质有显著的影响,小麦籽粒的发芽率和SDS沉降值对微波处理的反应比较敏感,可以作为小麦热损伤的指标和小麦品质变化的检测指标,小麦微波干燥能耗主要受排湿风速影响。     

桑枝屑的干燥方法与干燥机理研究

为更有效地利用巨大而宝贵的桑枝资源,该文针对桑枝屑工厂化生产利用中需对物料进行抽样并快速检测其含水率的要求,依据烘干失重的测试原理,比较了桑枝屑的高温真空干燥方法和微波干燥方法.着重考察了物料初始重量、初始含水率、温度、真空度以及时间等工艺参数对干燥结果的影响.试验表明,无论采用哪种方法,物料的干燥曲线大致为预热、恒速、减速干燥3个阶段;在高温真空干燥中,温度较真空度对干燥速度的影响更为明显;在微波干燥中,微波功率对干燥速度的影响较大;微波干燥方法具有干燥速度快、对物料含水率检测更准确等优点.     

干切牛肉冷冻干燥中解析干燥过程的动态模拟及优化

该文通过对干切牛肉冷冻干燥中解析阶段含水率、物料温度的动态模拟及干燥速率与耗能分析,确立干切牛肉冷冻干燥中解析干燥的优化操作条件。通过建立解析阶段中脱除水分所需干燥时间以及相应的物料表面温度、物料中心温度的数学模型,并假设解析干燥过程中物料含水率由升华结束时的10.0%下降到干燥结束的0,以含水率变化为自变量,模拟了物料厚度为6、8、12、15 mm的干切牛肉在干燥室压强10 Pa,加热板温度80℃的操作条件下含水率、物料温度随时间的动态变化。以所建模型预测厚度7、9、10、11、12、13、14 mm的干切牛肉在该操作条件下含水率、物料温度的动态值及解析干燥周期。验证试验表明：预测与实测含水率相对误差小于10%,物料中心温度计算值与实测值的绝对误差小于5℃,说明所建模型可用于模拟、预测6～15 mm干切牛肉冷冻干燥中解析干燥阶段的参数变化。比较不同厚度干切牛肉冷冻干燥中解析干燥阶段的干燥比耗时、干燥效率,结果是采用6 mm厚度切片进行干燥,生产单位产品耗能最低,且生产率最大。     

导向管喷动床小麦干燥工艺优化研究

为在国内推广使用具有良好的传热和传质效果的喷动床，自行设计制造了喷动床粮食干燥机，以探索喷动床用于粮食干燥的实际效果和所存在问题的解决方法。喷动床的内径为180 mm，高为700 mm，锥体部分高为100 mm，锥角为90°，气体入口管内径为25 mm，所用导向管的内径为25 mm，长200 mm，距进气管口54 mm。以湿小麦为原料，进行喷动干燥试验。设计了三因素三水平正交试验方案。所考察的三个因素是空气流量、热空气温度和湿麦装料量。各因素的水平为：空气流量取42、54、71 m³     

小麦籽粒铅污染来源的同位素解析研究

以中国西北地区某工业区为研究区域,采集大气降尘、耕层土壤样品(0～20 cm),及对应农田位置的小麦籽粒样品,用电感耦合等离子质谱(ICP-MS)测定铅元素质量比及铅同位素比率值。运用普通块克里金法(Ordinary Kriging)预测大气铅沉降通量分布、耕层土壤和小麦籽粒铅质量比空间分布;结合二元混合模型计算各污染源对小麦籽粒铅质量比的贡献率。结果表明:1)耕层土壤铅质量比范围为21.8～40.0 mg/kg,平均值为27.1 mg/kg,高于当地土壤背景值(21.4 mg/kg),说明耕层土壤受到一定程度的污染。2)研究区域小麦籽粒铅质量比范围为0.269～0.768 mg/kg,平均值为0.430 mg/kg,超标率达100%。3)大气降尘和耕层土壤对小麦籽粒铅质量比的贡献率分别为90%～99%和1%～10%。通过研究耕层土壤和小麦铅污染的范围及程度,探讨小麦籽粒铅污染的来源,解析各污染源的相对贡献率,可为制定控制食品中重金属污染,保障食品安全措施提供依据。     

颗粒物料深床降速干燥过程的解析

通过对颗粒物料的干燥特性分析,给出单一粒体降速干燥具有二段性的物料在深床干燥过程各降速阶段的解析式;讨论诸干燥参数及物性参数的变化和相互关系,建立数学模型,采用计算方法,示出解析结果以及这一解析方法的应用。     

热泵常温干燥装置及其理论分析

文章讨论了常温干燥装置的工作过程及特点，分析了蒸气压缩式热泵的能量关系及其节能原理，并阐述了热泵干燥装置设计计算的有关问题，分析结果表明：热泵常温干燥装置具有显著的节能效果，对粮食、蔬菜、果品及土特产的干燥有着广泛的适应性，特别适合于那些不宜在高温条件下进行干燥的物料，有着十分广阔的开发应用前景。     

影响玉米薄层干燥速率的诸因素研究

通过对吉林省几个主要品种的玉米进行薄层干燥试验,确定了影响玉米薄层干燥速率各因素的主次,分析了各因素对玉米薄层干燥速率影响的规律性,提出了玉米品种对薄层干燥速率有不可忽视的影响,建立了吉林省两个产量较大的玉米品种的薄层干燥方程,从而为进一步进行玉米深床干燥的研究打下了基础,为设计适合我国特点的玉米干燥系统提供了理论依据。     

糟渣类物料脱水干燥的研究(初报)

当前蛋白资源不足是阻碍我国饲养业发展的重要原因,但在农、副产品加工下脚中有大量宝贵资源未被合理利用。本文对糟渣物料的开发利用从营养成分、技术、经济等方面进行了较为全面的分析和论证。重点研究了糟渣物料脱水干燥的工艺和设备,并在实验室试验中获得了成功。     

脱毒菜籽饼粕的物性及其干燥性能的研究

脱毒菜籽饼粕含水率高、粘性较大,其干燥过程生产能力低、能耗高。该文通过对脱毒菜籽饼粕的流动特性、热特性和干燥特性等的试验研究,为其干燥工艺、储存条件的参数选择和干燥设备的设计、使用提供依据。     

物料干燥曲线快速测定仪的研究

以８０９８单片机为核心组成的物料干燥曲线测定仪，在设定温度条件下，能连续自动称量显示出物料变化过程中的质量，进而对应算出相应含水率，并作出干燥曲线图，为烘干设备设计提供参考依据。该测定仪也可用作物料收购、烘干及贮藏过程中含水率快速检测，保证物料质量。     

小麦的控速喂入柔性脱粒试验研究

分析了小麦控速喂入柔性脱粒原理,在试验的基础上建立了脱粒性能的数学模型,优化确定了控速喂入柔性脱粒装置的最佳结构和运动参数,并进行了试验验证。     

红参干燥室计算机控制系统的研究

为提高红参加工质量,降低能耗与成本,在调查分析现有红参加工厂干燥设备与加工工艺基础上,研制了一套采用APPLE—Ⅱ计算机自动控制烘干温、湿度的硬、软件系统,经现场使用表明,该控制系统工作稳定、正常,既可将烘干关键阶段的温、湿度变化稳定控制在±5℃与±2％～3％范围内,又能实现各干燥室集中控制,操作方便、省时、省工、省力,确保了红参烘干质量的提高。     

冬小麦水肥机理试验研究

通过田间试验和统计分析,着重讨论了小麦水肥交互效应与产量的关系,不同水肥条件下土壤中铵态氮的时空分布,以及植株吸收氮素的一般规律,为合理制定水肥调控技术方案提供理论依据。     

远红外热风干燥香菇的研究

利用自行改装的远红外、热风干燥试验台,对香菇进行了干燥失水温度特性试验分析;热风与远红外联合干燥的四因子四水平正交试验研究;远红外配以排湿气流四因子二次回归正交试验研究。得到了各参数对四指标的显著性及影响规律,提出了两种试验的较佳或最优参数组合,并进行了比较。     

人参、西洋参干燥特性的研究

本文介绍了用自行设计的物料干燥试验装置,通过模拟各种干燥环境(温度、风速)条件,研究人参、西洋参的干燥特性及其与干燥条件的关系,为生产、设计单位提供科学依据。     

枸杞分段式变温热风干燥特性及干燥品质

为了提高枸杞干燥品质、缩短干燥时间和降低能耗,该文对枸杞分段式变温热风干燥加工工艺进行试验研究。试验表明:恒温恒湿干燥条件下,随热风温度升高,枸杞干燥时间缩短,但枸杞多糖、色泽、复水率等干燥品质变差;采用阶段变温干燥方式可较好地缩短干燥时间,同时防止干燥品质变差。通过试验确定最佳的分段变温干燥工艺条件为40℃(6 h)-50℃(6 h)-60℃,干燥湿度40%,料层厚度3层(单层8 mm),在此条件下,枸杞干制品营养色泽俱佳,复水性良好。另外,碱液(3%Na CO3溶液)浸泡预处理可提高枸杞干燥速率、保留其鲜红色泽。