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。     

水稻育秧播种机秧盘运送摆放装置设计

为实现电动水稻育秧播种机播种完成后秧盘高效、快速转运至大棚地面的目的,设计了一种水稻秧盘自动运送、摆放装置。该装置可对播种后的水稻秧盘进行接收、承载、运送、摆放作业,工作效率可达100盘·h^-1。     

水稻秧盘育秧流水线供土装置的设计与试验

为解决水稻秧盘育秧流水线工作时底土和表土的提升与输送问题,针对带式输送装置的工作原理和关键部件,通过结构与工作参数优化,设计了一种具有检测和控制功能的带式供土装置。采用全因子试验研究了床土种类和提升高度对供土装置供土性能的影响,得出供土装置输送不同种类床土的能力由大到小依次为育秧土与基质的混合物、育秧基质、育秧土,供土装置的输送能力随提升高度的增大而降低。试验表明:具有检测与控制功能的带式供土装置满足现有水稻秧盘育秧流水线的供土要求,节省了劳动力。此研究为水稻秧盘育秧流水线供土装置的研制提供了参考。     

水稻秸秆营养穴盘成型机的设计与降解性能研究

水稻秸秆营养秧盘是以稻草粉、牛粪为原料,采用气动成型原理实现秧盘成型的水稻营养秧盘,具有原料易得、可降解、可自养和改良土壤理化性状等优点。为此,对水稻营养秧盘的结构进行分析,改进了水稻秸秆营养穴盘成型机的设计,探讨了水稻秸秆营养秧盘对水稻生长影响及其降解性能。在黑龙江前哨农场开展水稻秸秆营养秧盘(XS)与塑料水稻育秧盘(CK)对比田间试验,探究不同水稻育秧盘对水稻秧苗素质、水稻产量及自身降解特性的影响。试验结果表明：与塑料育秧盘(CK)相比,采用水稻秸秆营养秧盘可以提高水稻出苗率、株高、茎基宽,显著提升水稻秧苗生物量、有效穗数、每穗粒数、结实率、千粒质量及产量;在保障水稻生长的同时,水稻秸秆营养秧盘降解效果明显,移栽到田间120天后,降解率达到84.79%。研究结果可为水稻秸秆营养秧盘的推广提供前提条件和理论基础。     

过热蒸汽流化床干燥流动特性实验

在对过热蒸汽流化床干燥过程中干燥室内过热蒸汽和颗粒物料之间流动特性的理论分析基础上,以油菜籽颗粒为实验物料,在小型实验装置上进行了过热蒸汽和热空气的流态化对比实验.实验结果分析表明,相同条件下过热蒸汽流化床干燥的操作速度比传统热空气流化床干燥的操作速度更大,在给定的实验工况条件下,油菜籽过热蒸汽流化床干燥的临界流化速度为1.26 m/s.     

水稻育秧秧盘自动叠放装置研究进展

实现水稻育秧秧盘自动叠放是工厂化育苗的重要基础。概述国内外水稻秧盘叠放装置的研究情况,总结国内秧盘叠放装置代表机型的设计依据、结构特点及性能,为今后研制与改进秧盘自动叠放装置提供借鉴,促进工厂化育秧自动化水平的提高。     

水稻秧盘育秧播种生产线电控式软硬秧盘自动供盘装置

为有效提高水稻秧盘育秧播种生产线的生产率,满足轻简化栽培技术要求,降低农民育秧成本,减轻劳动强度,解决现有自动供盘装置振动冲击大、供盘可靠性不稳定的问题,设计了一种可嵌放软塑秧盘的复合托盘和水稻秧盘育秧播种生产线电控式软、硬秧盘自动供盘装置。该装置以STM32单片机为控制核心,由接近开关检测等待供送的层叠秧盘,控制秧盘供送装置上的舵机实现对层叠秧盘的自动升落与供送。通过理论分析,建立了嵌入式复合托盘受力模型,确定了复合托盘的工作参数;设计了舵机升盘转轴机构、抬升指、输送装置等关键部件。为检测电控式自动供盘装置的工作稳定性,系统地进行了振动特性测试分析;以硬塑秧盘为试验对象,供盘成功率为试验指标,进行了三因素三水平的正交试验,结果表明,叠盘偏差范围对供盘成功率有显著影响,减小叠盘偏差能有效提高供盘成功率;通过分析试验结果,采用改进的渐进式导向板,实现对叠盘偏差纠错,并分别进行硬塑秧盘和嵌入式复合托盘嵌放软塑秧盘的试验研究,改进后的装置性能显著提高,硬塑秧盘的供盘成功率达100%。采用嵌入式复合托盘进行软塑秧盘自动供盘试验,软塑秧盘的供盘成功率大于98%,满足水稻秧盘育秧播种生产线自动供盘技术要求。     

水稻干燥变温混配装置设计与试验

为解决水稻干燥过程中热源波动大、变温工艺要求快速调整温度的需求,设计了一种配合负压干燥机变温控制的同轴侧入式壳形变温干燥混配装置。以气流旋转驱动壳体内叶片导向配风为径向混合方式,采用机电联动式齿盘精量调节阀门开度,实现高效气流均匀混合。为提高变温控制精度以及混配温度的稳定性,应用神经元网络预测与回归试验设计方法分析混配阀门开度与热风温度、风机频率及系统温度差值的关系,建立了变温混配装置的混合控制模型。利用大涡模拟的原理,借助Fluent软件对变温干燥混配装置进行混合温度场模拟,得到了最佳混配效果的距离为26.85 cm,模拟结果与红外线热像验证图吻合良好。试验研究表明：变温控制满程时间为0.75 s,最大变温温差的均值为0.96℃,控制合格率达84%以上。出机水稻含水率在合理范围内,干燥后水稻品质较优,满足生产要求。     

过热蒸汽干燥及其在食品干燥中的应用

过热蒸汽干燥是最近发展起来的新技术,与传统热风干燥相比具有节能、环保、干燥产品质量好等优点,在国外已经广泛应用于各个行业,国内研究较少,尚处于实验室研究阶段。其用于食品干燥是近20年发展起来的,尤其是用低压过热蒸汽干燥食品等热敏性物料,避免了过热蒸汽干燥操作温度较高,从而影响产品质量的问题,具有广阔的发展前景。     

2BSD-680型电动水稻育苗播种流水线的研究设计

在水稻育苗移栽种植模式中,育苗质量直接影响水稻机械移栽的作业质量,也直接影响水稻产量。根据黑龙江省水稻生产具体情况,研究设计了2BSD-680型电动水稻育苗播种流水线,该机一次作业即可完成输入秧盘、辅底土、喷淋、播种、履土及输出秧盘六项工序,提高了水稻育秧播种的精准性和生产效率,保证了水稻秧苗机械化移栽的作业质量。主要介绍了该机的设计思想、总体结构、原理、特点、主要工作部件及技术参数。     

基于稻草制造钵育秧盘水稻栽植机的研究

以稻草(植质)为原料,研制出水稻钵育秧盘。在以稻壳粉与土为原料混合研制人工苗床土的基础上,按基于稻草制造钵育秧盘水稻乳苗机械栽植技术的要求,设计和试制了水稻钵育乳苗栽植机,并进行了生产性试验,证明了该项技术是可行的。     

多层盘式秧盘热风辅助微波干燥机优化设计与性能试验

针对现有水稻秸秆营养穴盘（简称秧盘）热风辅助微波干燥机静态干燥时存在气流场和电磁场分布不均匀、干燥效率低和干燥品质差等问题，设计了多层盘式热风辅助微波干燥机，并主要对干燥机的微波谐振腔和气流均布室进行了优化设计。利用ANSYS Electronics软件对微波谐振腔馈口不同排列方式进行仿真，根据电磁场强度均匀性及S参数的影响，确定馈口的排列方式及高度；利用ANSYS Fluent软件对气流均布室的导流腔高度、气流均布腔高度及导流体底边直径进行优化；以秧盘为试验材料对该机性能和加热均匀性进行试验验证。结果表明，优化后气流均布室出口处气体流速的均匀性指数与优化前相比提高21.26%；微波谐振腔三馈口V-L-L排列方式下电磁场强度均匀性最好且S参数最小；馈口高度为160mm时反射功率最低，比馈口高度为70mm时降低78.13%；相较于热风干燥和微波干燥，秧盘在热风辅助微波干燥方式下干燥速率分别提高291.31%和86.48%，且干燥均匀性更好。该研究可为热风辅助微波干燥机的结构优化提供参考。     

计算机远程控制式玉米果穗干燥太阳能集热装置设计

为缩短玉米果穗的干燥制种时间及降低玉米果穗的干燥成本,充分利用太阳资源,设计了一种计算机远程控制式的小型太阳能集热玉米果穗干燥装置。装置采用计算机局域网远程控制,实现了太阳能集热器干燥装置的风机风速调节,提高了玉米果穗干燥的自动化操作水平。为了实现该功能,本次研究基于Pstools工具包、Socket网络通信及远程唤醒技术设计实现一个局域网计算机远程控制系统。该系统具有远程开关机和创建操作进程等管理功能,大大提高了机械化生产的管理效率。最后,对传统的干燥装置和本文设计的玉米果穗干燥装置的干燥效率进行了测试。结果表明:本设计的太阳能集热器干燥装置最快降水率达到了0.132%,最短干燥时间仅为6.1h,满足玉米果穗等农产品的贮藏、制种干燥要求,为农业现代化生产机械的研究提供了理论参考。     

连续式微波干燥活性米设备的研究

为了提高活性米干燥效率及干后品质,基于现有隧道式微波干燥机,设计了一种新型的微波干燥设备。该设备以微波作为干燥热源,由定量进料装置、微波干燥装置、缓苏装置及控制装置等部分组成,实现了微波干燥的连续性;通过分粮板、铺料刷等装置将物料以规则薄层铺放到输送带上,提高了干燥的均匀性;在连续干燥过程中加入缓苏装置,并通过控制系统精确控制干燥的目标含水率;分析确定了搅龙、输送装置、干燥仓、缓苏仓等关键部件的结构参数及具体尺寸。试验结果表明:该设备工作效率约为1 t/h,爆腰率20%以下,适用于连续式活性米干燥,提高了微波干燥效率,且干燥品质良好,高度保持了活性米的色香味及热敏性营养成分。     

多馈源热风微波流态化干燥试验台

阐述了多馈源热风微波流态化干燥试验台的总体结构和工作原理,分析了微波干燥室、微波管开口位置和振动流态化装置的设计,确定了具体结构和相关参数。微波干燥室的总模式数为106,品质因素达到1 398,6管单面开口磁控管配置方式的微波场更为均匀,调节振动电动机频率可使物料处于流态化状态,保证物料更均匀地吸收热能和微波能。利用试验台对鲜胡萝卜的分段组合干燥工艺进行了试验,脱水胡萝卜颗粒之间的含水率差异在1.22%之内,保持胡萝卜原有色泽、气味和滋味的干制品合格率达到88.63%。     

旋流对撞干燥系统的设计及其应用

简单介绍了旋流对撞干燥系统的组成及工艺流程,分析了旋转闪蒸与气流对撞两级组合干燥的合理性,并进行了设计分析,简述了成品物料的冷却方式,总结了旋流对撞干燥系统的特点。     

接触式超声强化热泵干燥苹果片的干燥特性

为研究接触式超声对热泵干燥的强化效应,在热泵干燥机内安装了一套超声波装置,并以苹果片为研究对象,进行接触式超声强化热泵干燥试验,研究超声波功率、干燥温度以及切片厚度对苹果片干燥特性的影响。结果表明:将物料放在超声辐射盘上进行热泵干燥强化,有利于加快物料内部传质过程;随着超声功率和温度的增加以及厚度的减小,物料所需干燥时间逐渐缩短,平均干燥速率逐渐增大;超声对干燥速率的影响随着物料含水率的降低而减弱;在温度较低及物料较薄时,接触式超声的强化效果较好,但其对干燥速率的影响随着温度升高及物料变厚而有所下降;有效水分扩散系数的数值范围为1.333×10-10~1.651×10-9m2/s,且随着超声功率及温度的升高而增大;经过接触式超声处理的苹果片,其组织结构中的孔洞明显增多与扩张,在60 W超声功率作用下还形成了较多微细孔洞,从而有利于物料内部水分迁徙与扩散。将接触式超声技术用于热泵干燥过程的强化,可有效提高热泵干燥速率,缩短物料干燥时间。     

茶叶烘干除渣系统研究与设计

针对茶叶烘干装置烘干均匀性差、烘干热利用率低、烘干茶叶带渣等问题,从茶叶烘干装置整体功能需求融合的角度出发进行设计,在主烘干筒体外部连接风力抽取循流装置,通过风力筛选将内部翻搅产生的茶渣抽取分离的同时,回流热流又返回烘干筒,热量得到循环利用。另外,通过除湿板等结构及时分离蒸发出的水分,减少水分的反复渗透,充分提升烘干茶叶的输出品质,也增加了烘干热量的利用效率。     

低温干燥方法及其在农业工程中的应用

在农业工程中,低温干燥具有保留物料品质、节约能源等特点,高温干燥则有干燥速率快、干燥周期短等特点。重点阐述了农业工程中常用的低温干燥方法,包括真空低温干燥、热泵低温干燥、低温除湿干燥和微波低温真空干燥等,介绍了它们的基本工作原理,综述了低温干燥在农业工程中的应用情况,其中包括食品与果蔬、木材、中草药和谷物等方面,同时对低温干燥的发展趋势和前景进行了展望。      

高水分小麦干燥特性及其数学模型的研究

为了对高水分小麦热风干燥工艺建立及其设备研制提供理论依据,进行了不同热风温度、风速和物料薄层厚度条件下的高水分小麦热风干燥试验,获得了高水分小麦的干燥曲线和干燥速度曲线;同时,分析了热风温度、风速和薄层厚度对干燥速度的影响,并建立了高水分小麦热风干燥数学模型。试验结果表明:高水分小麦热风干燥在不同干燥条件下干燥速度最大值出现在前25～35min时间段内,干燥过程中无明显的恒速干燥阶段,高水分小麦热风干燥的数学模型符合Page方程。