脫水蒜片干燥模型與節(jié)能生產技術研究.pdf

1、中國是世界上最大的大蒜生產和消費國，大蒜產業(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)匯額最大的單宗農產品。脫水蒜片作為大蒜的深加工產品，出口量正逐年上升。熱風干燥是目前最常用的工業(yè)脫水生產技術，其生產工藝簡單，對生產過程中能量消耗和產量的關系缺乏系統(tǒng)研究。對熱風循環(huán)干燥過程的系統(tǒng)研究有助于設計、優(yōu)化、控制生產過程，具有十分重要的現(xiàn)實意義。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行研究，使用二次正交旋轉試驗設

2、計方法得到了恒溫干燥條件下最小能耗的工藝參數(shù)，同時對常用的薄層干燥模型進行非線性回歸擬合分析，建立了大蒜脫水的數(shù)學模型，并進行了工廠實際生產驗證，提出了工廠生產線變溫干燥的最佳生產工藝參數(shù)。 1.脫水特性的研究試驗研究了介質溫度、切片厚度、裝料量對蒜片干燥特性的影響。隨著介質溫度的增高，干燥時間明顯縮短，這種趨勢在溫度較低時更加明顯；隨著切片厚度、裝料量的增加，干燥時間逐漸增加，但裝料量對干燥時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溫度、切片厚度和裝料量三個因素，運用二次正交旋轉組合設計的方法，對熱風循環(huán)法生產脫水蒜片的工藝參數(shù)進行優(yōu)化，得到了生產條件與能量消耗及產量之間的數(shù)學關系，其最佳生產條件為干燥介質溫度為62.3℃，切片厚度為2.38mm，裝料量為2.69kg/m2，預測理論最小能耗1.96kWh/kg。驗證試驗表明，實際生產能耗2.05kWh/kg，產量為4.11kg/h，與預測值吻合，所得方程式試驗性較好。

4、 3.干燥模型通過對四種常用的薄層干燥模型進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模型可以更好的預測蒜片脫水過程。同時通過回歸分析，得到了Henderson& Pabis和Two-term模型參數(shù)與干燥溫度的數(shù)學關系。 4.驗證試驗及變溫干燥研究根據(jù)工廠實際生產設備設計變溫干燥試驗，通過模

5、型預測各段干燥時間，驗證試驗結果顯示所得數(shù)學模型可以較好的預測脫水蒜片干燥過程。同時對脫水蒜片生產各階段能量消耗進行研究，獲得最佳節(jié)能干燥方式為：60℃(59.5min)-80℃(43.5min)-60℃(78.2min)，此時總能耗最小為：1.729kWh//kg(不包含復烘階段)，產量為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