脫水蒜片干燥模型與節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)研究.pdf

1、中國是世界上最大的大蒜生產(chǎn)和消費(fèi)國，大蒜產(chǎn)業(yè)在國際大蒜市場已具有舉足輕重的地位，大蒜成為我國出口創(chuàng)匯額最大的單宗農(nóng)產(chǎn)品。脫水蒜片作為大蒜的深加工產(chǎn)品，出口量正逐年上升。熱風(fēng)干燥是目前最常用的工業(yè)脫水生產(chǎn)技術(shù)，其生產(chǎn)工藝簡單，對生產(chǎn)過程中能量消耗和產(chǎn)量的關(guān)系缺乏系統(tǒng)研究。對熱風(fēng)循環(huán)干燥過程的系統(tǒng)研究有助于設(shè)計(jì)、優(yōu)化、控制生產(chǎn)過程，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本研究以蒼山蒲棵大蒜為原料，針對蒜片脫水的主要影響因素進(jìn)行研究，使用二次正交旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)設(shè)

2、計(jì)方法得到了恒溫干燥條件下最小能耗的工藝參數(shù)，同時(shí)對常用的薄層干燥模型進(jìn)行非線性回歸擬合分析，建立了大蒜脫水的數(shù)學(xué)模型，并進(jìn)行了工廠實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，提出了工廠生產(chǎn)線變溫干燥的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)。 1.脫水特性的研究試驗(yàn)研究了介質(zhì)溫度、切片厚度、裝料量對蒜片干燥特性的影響。隨著介質(zhì)溫度的增高，干燥時(shí)間明顯縮短，這種趨勢在溫度較低時(shí)更加明顯；隨著切片厚度、裝料量的增加，干燥時(shí)間逐漸增加，但裝料量對干燥時(shí)間的影響較切片厚度小。 2

3、.恒溫條件下工藝參數(shù)的確定選取干燥介質(zhì)溫度、切片厚度和裝料量三個(gè)因素，運(yùn)用二次正交旋轉(zhuǎn)組合設(shè)計(jì)的方法，對熱風(fēng)循環(huán)法生產(chǎn)脫水蒜片的工藝參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，得到了生產(chǎn)條件與能量消耗及產(chǎn)量之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，其最佳生產(chǎn)條件為干燥介質(zhì)溫度為62.3℃，切片厚度為2.38mm，裝料量為2.69kg/m2，預(yù)測理論最小能耗1.96kWh/kg。驗(yàn)證試驗(yàn)表明，實(shí)際生產(chǎn)能耗2.05kWh/kg，產(chǎn)量為4.11kg/h，與預(yù)測值吻合，所得方程式試驗(yàn)性較好。

4、 3.干燥模型通過對四種常用的薄層干燥模型進(jìn)行非線性回歸擬合分析，得到了四種模型在不同溫度下的擬和方程。對四個(gè)方程的F值、P值、r值的比較，顯示Henderson& Pabis和Two-term模型相對于Lewis和Page模型可以更好的預(yù)測蒜片脫水過程。同時(shí)通過回歸分析，得到了Henderson& Pabis和Two-term模型參數(shù)與干燥溫度的數(shù)學(xué)關(guān)系。 4.驗(yàn)證試驗(yàn)及變溫干燥研究根據(jù)工廠實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備設(shè)計(jì)變溫干燥試驗(yàn)，通過模

5、型預(yù)測各段干燥時(shí)間，驗(yàn)證試驗(yàn)結(jié)果顯示所得數(shù)學(xué)模型可以較好的預(yù)測脫水蒜片干燥過程。同時(shí)對脫水蒜片生產(chǎn)各階段能量消耗進(jìn)行研究，獲得最佳節(jié)能干燥方式為：60℃(59.5min)-80℃(43.5min)-60℃(78.2min)，此時(shí)總能耗最小為：1.729kWh//kg(不包含復(fù)烘階段)，產(chǎn)量為121kg/h。 5.恒溫干燥與變溫干燥比較與恒溫干燥相比，適宜的變溫干燥能耗更小，且由于含水率較低的干燥階段溫度較低，溫度對褐變的影響也會