掛面干燥工藝模型與過程控制研究.pdf

1、掛面干燥涉及谷物化學、干燥學、熱力學、氣象學等多學科內容，影響因素較多，是較難控制的工序。干燥工藝不合理易造成產品質量問題和能源浪費。目前，掛面生產裝備水平已有很大提升，已經具備現(xiàn)代食品工業(yè)的雛形。但在干燥環(huán)節(jié)依然存在控制粗放、熱能消耗偏高、產品質量不穩(wěn)定的現(xiàn)象。掛面干燥工藝的設計必須綜合考慮產品質量、加工能耗和生產實際。
　　本研究通過調查對實際生產過程中的掛面脫水規(guī)律和干燥介質特征進行分析，梳理掛面干燥脫水過程的影響因素；并進

2、一步設計實驗分析掛面在穩(wěn)態(tài)干燥條件下（恒溫恒濕）的干燥特性，討論掛面干燥控制的關鍵點；在此基礎上設計可能的掛面優(yōu)化模型，并驗證。此外，本研究還建立了掛面干燥過程的含水率監(jiān)測模型，調查和分析了太陽能輔助供熱掛面烘房的熱能構成。
　　主要結論如下：
　?。?）掛面干燥速率取決于面條內部和外部環(huán)境（干燥介質）之間的水分梯度，即干燥介質的相對濕度，其次是干燥介質的溫度。
　?。?）掛面干燥屬于內部擴散控制型物料。依據(jù)掛面干燥速

3、率的變化可以將掛面的干燥過程分為兩段，升速干燥階段和降速干燥階段。掛面的升速干燥階段是面條升溫和表面水分蒸發(fā)的過程，主要受到干燥介質溫度和相對濕度的影響，屬于表面汽化控制階段，除去的水分主要是面條表層自由水分。掛面的降速階段干燥速率除了受外界干燥條件的影響，還受到內部水分擴散的影響，且內部水分的擴散對面條質量有重要影響。高溫、低濕和高含水率都會使面條內部和外部水分梯度增大，干燥速率增大。
　?。?）溫度40℃，相對濕度75％的干燥

4、介質參數(shù)是較為合適的掛面干燥工藝。該條件下，掛面的干燥速率適中，干燥介質提供的熱能能夠滿足掛面干燥的需要，也利于掛面干燥生產過程的控制，但達到安全貯藏含水率的末端干燥時間過長。
　?。?）對掛面進行分段干燥有其理論和技術依據(jù)，干燥工藝，即預干燥：25℃/85％/40min；主干燥：45℃/75％/140min；末干燥：35℃/55％/60min是本研究推薦的較優(yōu)的掛面干燥工藝，其平衡含水率較低，能效較高。
　　（5）近紅外光

5、譜技術用于掛面干燥過程含水率監(jiān)測具有可行性。模型測定結果與實驗室烘干法測定的結果具有較好的相關性，相關系數(shù)為0.978。建立的模型為掛面含水率的在線監(jiān)測和烘房的自動控制提供了技術手段。
　?。?）在研究期間，該烘房燃煤提供的熱能為83.25~86.95%，太陽能提供的熱能為13.05~16.75%。太陽能光熱利用具有綠色、長久等優(yōu)勢，但太陽輻射分散、不穩(wěn)定，容易受晝夜、季節(jié)、地理緯度和海拔高度等自然條件的限制以及晴、陰、云、雨等隨