稻谷薄层快速干燥工艺的试验

采用组合试验与正交试验结合的方法,研究了快速薄层干燥的温度、分段降水幅度、缓苏时间比对稻谷爆腰率的影响,提出保证干燥质量、降低能耗、节省干燥机有效工作时间的分段干燥工艺,即快速干燥-储藏或缓苏-快速干燥。对于高含水率的稻谷,建议采用分段快速组合干燥,每段降水幅度不宜超过8%,且第1次降水后的含水率宜为15.5%～18%。谷物第1次干燥温度50℃,降水幅度为6.3%,缓苏96h时,第2次快速干燥温度50～55℃,缓苏时间间隔不宜少于48h。第2次干燥温度50℃时,干燥的缓苏时间可显著缩短。     

红外对流组合干燥稻谷试验

设计了先红外辐射加热,后热风对流排湿干燥工艺的新型红外热风组合谷物干燥机。进行了以不同的红外辐射强度和热风温度的组合干燥稻谷的试验。试验表明:采用较强的红外辐射和较低的热风温度不仅能提高降水率,而且降低爆腰率。该结果对新型干燥设备的研制和干燥工艺的优化有参考价值。     

稻谷干燥爆腰的试验研究

稻谷干燥过程是一个复杂的热量交换和质量传递过程。稻谷干燥品质指标主要包括稻谷干燥终了的含水率和爆腰率。基于此概念,试验研究了不同干燥条件对稻谷爆腰率的影响。结果表明:采用控制干燥速度和避免过度干燥的方法,可以有效地降低稻谷爆腰率,提高稻谷干燥品质。     

稻谷干燥影响因素分析

本文分析稻谷在干燥过程中产生爆腰的原因及其干燥影响因素,指出了评定稻谷粒内应力的两个独立参数,概括地说明了我国目前稻谷干燥操作的难点和控制手段上的问题,提出了发展干燥技术的建议。     

稻谷真空干燥工艺参数对糙米爆腰增率的影响

采用二次正交回归旋转的设计试验方法,建立了以糙米爆腰增率作为目标函数的数学模型,旨在为有效地确定稻谷真空低温薄层干燥的最佳工艺及真空干燥机的结构设计提供参考。实验研究表明:干燥时间、真空度和干燥温度是影响稻谷真空干燥糙米爆腰率增加的重要影响因素,3因素影响的先后次序应为干燥温度、干燥时间、真空度;干燥温度和干燥时间正相关于爆腰增率,而真空度与之呈负相关。     

基于视觉识别技术稻谷品质分析装置与试验研究

随着人们对稻谷品质要求越来越高,检测品质识别技术在农业中得到多方面使用。为此,针对检测稻谷品质精度和质量的设备单一、人工干预较多等问题,设计了一种基于视觉识别技术的稻谷品质分析装置,并分别介绍了装置的工作原理和重要部件。同时,利用MatLab软件建立相应函数和Canny边缘检测算法模型,并对稻谷数目精准检测和烘干后产生爆腰粒的识别及在线称重,结果表明:提高稻谷品质装置的自动化检测水平和工作效率,对其提升稻谷爆腰率检测及高效识别数目有重要的研究意义。     

稻谷爆腰影响因素的薄层实验研究

本文在实验的基础上,根据实验数据分析了稻谷在干燥过程中干燥温度、一次降水幅度、缓苏时间、干燥速率、过干燥等因素对爆腰的影响,并简述了产生的原因。     

稻谷干燥含水率在线检测装置设计与试验

为了解决稻谷的形状、厚度、密度、温度波动以及内部水分分布不均等因素影响含水率测量的问题,实现单粒稻谷水分在线精确测量,研究了稻谷干燥水分在线检测技术及装置.利用多路复选测量方案与解析计算相结合的方法,解决了稻谷含水率测量非线性问题.将动态过程中的转换电压时序曲线图峰高作为含水率在23.5%以下时的测量属性;当含水率在23.5%以上时,测量属性采用时序曲线峰面积.分别在夏季高温、高湿、大水分域和冬季低温、高粉尘作业条件下现场在线应用,验证了检测技术和装置的可靠性和实用性,在线检测误差在±0.5%范围内.     

稻谷平床式深层干燥的均匀性研究

在一台平床干燥机上，进行稻谷深层干燥试验，研究各种层厚下，热风风量、稻谷温度和稻谷含水率沿平床表面的分布规律以及稻谷温度和稻谷含水率沿层厚方向的分布状况，结果表明：沿平床表面，风量、稻谷温度和含水率的分布明显不均。增加稻谷层厚，保持层厚均匀可以显著改革这种不均匀性。沿层厚方向，稻谷温度和含水率明显分层。当谷层过厚，底层稻谷过度干燥而表层稻谷却得不到有效干燥。     

稻谷多场协同干燥系统设计与试验

为了提高稻谷的干燥效率、加快稻谷的干燥速率及改善稻谷的干燥品质,基于稻谷水分结合能的变化特征,设计了一种红外线热辐射、逆混流引风、多场协同干燥系统,能够强化稻谷表面传热,实现了闪蒸降温干燥,改善了稻谷干燥效果。试验结果表明:红外线热辐射和逆混流引风干燥可使稻谷的干燥温度较传统的横流干燥方法降低11℃,平均去水速率提高2倍以上,爆腰增率可控制在1%以下。研究结果为实现稻谷优质、高效、节能干燥和工艺装备开发提供了参考。     

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。     

红外联合热风干燥装置设计与性能验证

为探究辐射与对流在联合干燥过程中的匹配机理,了解红外与热风之间的影响机制,需要搭建精准调控介质温湿度、风速和辐射温度的红外联合热风干燥试验平台。选择碳晶涂层式加热板、超声波加湿器、离心风机、四线式轴流风机等硬件进行设计、组装样机,并选取白萝卜片和猕猴桃片作为两种质地均匀和不均匀的代表物料验证该机均匀性效果。该装置由控制系统、加热腔室、料盘料架、气流分配室、加湿装置等组成。控制系统以触摸屏为主机,与各从机进行串口通讯,实现人机交互、逻辑运算、数据存储等功能。技术参数具体为热风风速调节范围0～3m/s,辐射温度及热风温度调节范围为常温至120℃,相对湿度调节范围为30%～60%,误差均在3%以内。气流分配室仿真结果表明采用稳压腔和高、低转速轴流风机结合的方式有效改善沿管道轴线方向风速高、周围低的问题。优化后均匀性验证试验结果表明速度偏差比最大可达5.9%,速度不均匀系数为4.6%。验证试验结果表明,红外联合热风干燥不同区域物料的干燥特性曲线和中心温度上升曲线基本接近,满足干燥装备均匀性良好的要求。     

基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺研究

为保证稻谷干燥后品质、提高干燥效率,基于不同含水率稻谷的玻璃化转变温度,提出变温热风干燥工艺。采用三因素五水平中心组合试验方法,以稻谷温度、初始含水率和热风风速为影响因素,以稻谷爆腰指数、整精米率和干燥时间为评价指标,研究稻谷玻璃化转变温度、恒温和变温干燥特性,模拟解析稻谷干燥过程中传热传质规律,以5、10、15℃的变温幅度进行变温干燥试验。结果表明,稻谷玻璃化转变温度与其含水率呈负相关,恒温干燥最佳工艺参数为稻谷温度47℃、初始含水率22.0%、热风风速0.50 m/s,干燥后稻谷爆腰指数70、整精米率57.67%、干燥时间195 min;与恒温干燥相比,以5℃和10℃为变温幅度的变温干燥工艺,干燥后稻谷爆腰指数分别降低了20和10,整精米率提高12.6、7.7个百分点,干燥时间缩短30 min和60 min。研究表明,基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺明显改善了稻谷干燥后品质,提高了干燥效率。     

石墨烯低温远红外辐射干燥稻谷干燥特性与品质研究

为研究稻谷的石墨烯低温远红外干燥特性及其对稻谷干燥品质的影响,以辐射温度、排粮流量和除湿风量为影响因素,以整精米率和应力裂纹指数增值为评价指标,用自制的循环式石墨烯低温远红外干燥机进行稻谷干燥试验,通过BBD（Box-Behnken设计）响应面法,分析了低温远红外干燥对稻谷干燥品质的影响以及工艺参数优化。结果表明：影响稻谷干燥特性和品质的最主要因素是辐射温度,其次是排粮流量和除湿风量。随着辐射温度的升高,稻谷干燥速率和应力裂纹指数增值逐步增大,整精米率则逐步降低。与同温度的热风干燥相比,石墨烯低温远红外干燥平均干燥速率和干燥品质均有显著提高。经优化后,稻谷最佳石墨烯低温远红外干燥工艺条件为：辐射温度43℃、排粮流量4kg/min、除湿风量193m3/h,此时应力裂纹指数增值为9,整精米率为79.75%,稻谷干燥品质最佳。这说明利用石墨烯低温远红外干燥稻谷,可以明显提高干燥速率并改善稻谷干燥品质。     

联合收割机排气联合远红外在机稻谷干燥试验台的设计

利用联合收割机内燃机的排气余热产生的热风联合远红外在机干燥能够有效实现谷物的干燥节能,并防止稻谷发生霉变。为了验证该在机干燥方案的可行性并优化在机干燥工艺,以联合收割机的谷物提升搅龙和收粮箱为基础,搭建了联合收割机排气联合远红外在机稻谷干燥试验台。该试验台能够实现收割速度、干燥风温和风速以及2个远红外加热器功率的多因素组合试验,模拟了在联合收割机中直接进行谷物干燥的作业环境。该试验台的搭建为优化在机干燥设备和干燥工艺等方面研究提供有利的平台。     

红枣热风干燥工艺的试验研究

目前,红枣热风干燥工艺主要依靠人们长期以来的经验积累,缺少系统的研究,干燥的品质有待提高。根据影响红枣干燥的温度、湿度和风速3个主要因素设计了三因素三水平的正交试验。试验表明:温度对红枣的干燥速率和品质影响最大;热风温度越高,干燥速度就越快,红枣果皮红的程度越小,果皮的明度越小,红枣皱缩越严重,红枣糖分析出量越多;热风湿度对红枣糖分的析出量有显著的影响;热风风速对红枣果皮的明度有显著的影响。红枣干燥较优的工艺参数:温度为55℃,湿度为60%,风速为0.25m/s。     

水田机械式强制排肥装置设计与试验

目前水田机械施肥均匀性差,且作业时在施肥开沟器末端容易出现肥料粘结、架空、堵塞开沟器等现象。针对以上问题,本文设计了一种水田机械式强制排肥装置,并对其关键部件进行了结构设计及性能试验。将水田机械式强制排肥部件的工作过程分为3个阶段,通过运动学和动力学研究方法分析了各工作阶段肥料在螺旋强制排肥部件内的状态,以及影响排肥部件工作性能的关键因素,对螺旋强制排肥部件的直径、转速、螺距3个因素进行了设计计算。以排肥均匀性变异系数为响应指标,进行了螺旋强制排肥部件的单因素台架试验,通过对最小显著性差异进行统计分析,确定了各因素的取值范围;安排了二次正交旋转组合试验,并对试验结果进行了方差分析和响应面分析,确定了影响排肥性能指标因素的影响由大到小为转速、螺距、直径,建立了排肥性能指标与各因素之间的回归方程,运用Design-Expert软件对试验因素优化求解,确定了较优工作参数组合为螺旋输送器转速120.09r/min、直径23.90mm、螺距21.54mm,此时施肥装置台架试验的排肥均匀性变异系数为7.18%。将所设计的强制排肥部件分别安装在水稻插秧机及水稻气力式施肥播种机上,进行了田间验证试验,试验结果表明,机械式强制螺旋排肥装置工作稳定、堵塞率低,水田防堵塞效果优于无该部件的施肥机械。