微波真空冷冻干燥装置设计与试验

阐述了微波真空冷冻干燥装置的总体结构、工作原理以及微波冻干仓的设计要点,详细分析了微波谐振腔、微波真空屏蔽结构和玻璃真空罩的设计,确定了主要工作部件的具体结构和相关参数.冬枣冻干试验研究表明,整机结构合理,性能稳定,安全可靠;与普通真空冷冻干燥相比,在产品质量相同的条件下,干燥时间节省了40.9%,能耗降低55.86%.     

倾斜料盘式气体射流冲击干燥机设计与试验

针对平板式气体射流冲击装置存在的装料量小、干燥不均匀、干燥结壳等问题,设计了一种倾斜料盘式气体射流冲击干燥机。该干燥机由倾斜料盘车、干燥室、热空气循环利用系统、干燥加湿和控制系统等组成,干燥过程中可根据不同物料的干燥特性,对料盘托架倾角、料盘距喷嘴间距、喷嘴排列间距等结构参数和干燥室内气流温度、湿度、风速等工艺参数在一定范围内进行调节。以哈密瓜片为试验物料进行了性能试验,满装载量相比传统射流冲击装置提高了1.7倍,而干燥时间缩短了11.1%,干燥机的处理能力相对于后者提高了3.65倍,单位能耗降低了67.9%,且干燥均匀系数达0.97,干燥后的成品色泽褐变及收缩程度更小。所设计干燥机提高了气体射流冲击干燥装置的装载量,确保了干燥过程的均匀性,改善了干后品质。     

猕猴桃片旋转托盘式微波真空干燥特性分析

为研究猕猴桃片基于旋转托盘式微波真空干燥特性及品质优化工艺,探讨了不同功率密度（3.33、6.25、9.58W/g）、干燥温度（40、45、50、55℃）、腔室压力（5、10、15、20kPa）及切片厚度（3、6、9、12mm）对猕猴桃片干燥特性的影响,比较了旋转托盘式相对于传统水平转盘式微波真空装备的优势,并研究了不同模型拟合预测猕猴桃片水分比变化的准确性与适用性。结果表明：随着功率密度的降低和切片厚度的增大,物料干燥过程中存在更为明显的恒速段;当干基含水率降至1.3g/g左右时,干燥过程转入降速阶段。综合考虑感官评价及干燥时间可得,功率密度6.25W/g、干燥温度45℃、腔室压力5kPa、切片厚度6mm干燥条件下猕猴桃片干制品品质最佳。旋转托盘式微波真空干燥可大幅提升物料装载量,干燥均匀性较传统方式提升了16%,干燥平均能耗仅为后者的71.2%。通过模型预测值与试验实测值的比较,BP神经网络模型决定系数R2可达0.996,相比Weibull模型能更好地预测猕猴桃干燥过程的水分比变化规律。     

微波真空冷冻干燥装置设计与试验

阐述了微波真空冷冻干燥装置的总体结构、工作原理以及微波冻干仓的设计要点,详细分析了微波谐振腔、微波真空屏蔽结构和玻璃真空罩的设计,确定了主要工作部件的具体结构和相关参数。冬枣冻干试验研究表明,整机结构合理,性能稳定,安全可靠;与普通真空冷冻干燥相比,在产品质量相同的条件下,干燥时间节省了40.9%     

基于粮食干燥机旋转管壳式换热器设计与研究

针对粮食干燥机换热器存在的烟气分布不均匀、换热量小、换热效率低及能源利用率低等问题,基于强化传热理论对传统的逆流列管式换热器进行创新设计研究。为此,设计出一种可以增加壳程高温烟气扰流的旋转叶片机构,适用于大批量粮食干燥机的旋转管壳式换热器,并进行了三维建模、运动仿真和有限元分析。结果表明:该机构改善了高温烟气在壳程内的分布,10r/min换热器传热性能优于0r/min换热器,壳程换热系数提高了60.5%。     

滚筒式种子干燥机设计与试验

论述作物种子干燥机的特殊要求，介绍所研制的作物种子干燥机结构，分析其工作原理，确定关键参数的设计原则和方法。使用表明：该机自动化程度高，结构和参数选择合理，能满足作物种子干燥的特殊要求，具有良好干燥效果。     

滚筒式真空脉动干燥机设

设计了一种滚筒式真空脉动干燥机.该干燥机由干燥滚筒、旋转接头、加热系统、控制系统、真空系统和传动系统组成.控制系统通过控制电磁阀可使干燥滚筒内的干燥压力在真空与常压之间有规律地变化.干燥滚筒在增加装料量的同时,还可通过旋转使物料受热均匀,提高机器的生产率.无核白鸡心葡萄的干燥试验表明,在干燥压力为7kPa,一个循环内真空干燥20min,常压干燥4min,干燥温度为60℃的条件下,干燥12h,葡萄含水率可降至16.4%(湿基),糖酸比达到33.2.     

新型脉动流化干燥机设计与试验

研制了一种新型脉动流化干燥机，解决了气流旋转阀分配器的设计、脉动气流在干燥机床面上的分布和流动方向、瞬时脉动气流速度的周期变化与床层物料状态的配合、物料在床面上的运动和连续输送等问题。与气流干燥机和振动流化床干燥机相比，该种干燥机不仅具有结构简单、重量轻、整机无振动件、床层压降小、干燥均匀等优点，而且节能优势明显。     

蘑菇热风、微波对流和微波真空干燥的对比试验

对蘑菇进行了热风、微波对流和微波真空干燥的对比试验.热风干燥温度为60℃,风速为1 m/s;微波对流干燥中,热风进口温度为60℃,风速为1 m/s;微波真空干燥其压力为5.1 kPa.微波功率密度均为0.5 W/g.试验建立了3种干燥方法下蘑菇的干燥时间与含水率之间的关系曲线和蘑菇内部的温度变化曲线.通过测定干燥蘑菇的颜色和复水性来评价其产品的质量.结果表明,应用微波技术大大缩短了蘑菇的干燥时间.采用微波真空干燥,降低了产品温度,改善了干燥产品的质量.     

脉动式气体射流冲击干燥机

为解决气体射流冲击干燥机装载量低、喷嘴直径与喷嘴出口形状更换困难等问题,设计了一种脉动式气体射流冲击干燥机.该干燥机可根据不同物料调整风温、风速、料架转速及喷嘴直径与出口形状.干燥过程中物料受脉动高速热气流的冲击,有利于物料内部水分向外迁移.以加工番茄为例进行了干燥机的性能验证试验,结果表明:脉动式气体射流冲击干燥与气体射流冲击干燥相比装载量和去水强度得到了较大的提高.     

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。     

微波真空冷冻干燥中试设备的设计

本论文以实现工业化生产为目标,充分考虑中试试验要求,研制出一种微波冻干中试试验设备。重点介绍了设备的系统构成、功率配置、主机总体结构和关键部件设计。各系统功率配置为:微波系统13kW、制冷系统8.35kW、真空系统4.5kW。设备干燥仓与捕水仓呈上下连体配置,中间通过屏蔽过流板相隔,可以允许水蒸气自由透过,同时也能防止微波进入捕水仓。微波系统采用小功率多口馈入方式,微波馈入口沿干燥仓周向交错排列。每只微波磁控管可独立启闭,功率连续可调(0~100%),冻干过程中可对微波系统进行精细化调节。本设备在测控方面,具备光纤实时测温、实时称重、视频监视、能耗跟踪等功能,非常便于微波冻干干燥特性研究、干燥工艺优化等研究。     

水稻植质钵盘高强度结构设计与性能试验

针对水稻植质钵盘应用过程中存在的问题,对水稻植质钵盘结构进行改进设计。阐述水稻植质钵盘设计思想,探讨水稻植质钵盘结构改进设计思路及结构设计依据,分析改进前后的水稻植质钵盘结构强度,同时分别以改进前的水稻植质钵盘(CK1)、日本塑料钵盘(CK2)和平育秧盘(CK3)为水稻育秧载体,通过多年田间对比试验探讨改进后的水稻植质钵盘(CK)对水稻生产的影响。试验结果表明:改进后的水稻植质钵盘正应力较改进前水稻植质钵盘提高15.09%;CK和CK1秧苗移栽后均无缓苗期,CK2和CK3秧苗均需一定缓苗期;在生育期和收获期,CK和CK1秧苗素质均无显著差异,但均优于CK2和CK3秧苗素质;CK生产投入均低于CK1和CK2生产投入,但高于CK3生产投入;CK和CK1土壤有机质含量相同,在0~10 cm、10~20 cm和20~30 cm土层,CK土壤有机质含量分别较CK2和CK3土壤有机质含量提高7.06%、10.08%,2.53%、3.34%,0.48%、0.11%;CK和CK1对土壤容重影响程度相同,与CK2和CK3相比较,在相同土层,CK能够促使土壤容重减小;CK和CK1产量持平,较CK2和CK3,产量分别提高10.59%和13.54%。     

微波红外振动床协同干燥机设计与试验

针对农产品加工中微波干燥不均和红外干燥穿透能力有限等技术问题,研制了微波红外振动床协同干燥（MIVBD）设备。在结构设计上,通过COMSOL仿真分析谐振腔场强分布的均匀性,并优化了微波源馈波口布置。设备通过多孔面板将红外源与微波谐振腔隔离,在保证红外热量高效辐射的同时,确保微波、红外二者互不干扰。振动系统采用聚苯硫醚等谐振腔内部材料和钢结构外部材料制成,通过振动电机和橡胶弹簧带动物料振动。以高含水率生姜片为典型物料,对MIVBD设备的干燥效率、均匀性和色泽等相关品质进行试验研究,当物料温度超过上限温度时微波和红外停止工作,结果发现,微波红外振动干燥比微波红外干燥时间缩短了14.29%,微波红外振动干燥时温度不均匀系数最小（2.28%）,并且微波红外振动干燥显著降低了干燥能耗,改善了相关品质。     

胡萝卜的真空微波干燥特性研究及工艺优化

利用真空微波干燥设备对胡萝卜进行正交回归干燥试验,得出各指标之间的相互影响关系及其干燥曲线,进而得到回归方程,对其进行方程的显著性检验以及参数综合优化,提出了胡萝卜真空微波干燥工艺参数的最佳组合。     

脉动流化干燥机的改进设计与试验

针对原有脉动流化干燥机存在的气流分配不够均匀、脉动效果不够理想等问题,进行了改进设计。改进后,设备采用内置式分配器,改善了脉动效果;采用半径依次增大的导流装置,改善了气流分配的均匀性;增设了导料装置,从根本上解决了物料的“反流”问题。同时,通过对玉米和酒糟进行干燥试验,验证了方案的可行性。     

穴盘倒置式取苗装置的取苗特性试验研究

基于穴盘倒置式自动取苗装置,在对番茄穴盘苗的质量、苗高、茎秆直径、冠形尺寸和含水率等基本参数测试分析的基础上,进行了番茄穴盘苗不同含水率下脱离穴盘时的拉出力试验和分苗过程中沿倾斜滑轨滑落试验及挡苗杆位置配置和输送带的位置确定等试验。同时,探讨了番茄穴盘秧苗取苗机理,为自动取苗分苗装置机构的设计提供了理论依据。