基于LabVIEW的變溫控制系統(tǒng)研制及蓮子熱風(fēng)變溫干燥試驗研究.pdf

1、隨著農(nóng)產(chǎn)品市場需求的不斷提高，每年有大量的新鮮農(nóng)產(chǎn)品及其附帶產(chǎn)品流入市場。對于新鮮的農(nóng)產(chǎn)品來說，其貯存和保鮮是目前面臨的最主要的兩大問題。由于缺少合適和及時的干燥工藝，全球每年將近有1/3的農(nóng)產(chǎn)品損失。而干燥被視為農(nóng)產(chǎn)品保存和加工的重要工藝，是保存農(nóng)產(chǎn)品最古老，簡單和廣泛使用的方法。變溫干燥以減少干燥時間、降低能耗、提高質(zhì)量、便于操作為基本原則。根據(jù)物料處于不同干燥階段，采取不同溫度來實現(xiàn)物料干燥的方法，是對傳統(tǒng)方法的改進(jìn)。在眾多的干燥

2、技術(shù)中，變溫干燥不僅簡單、成本低，而且對農(nóng)產(chǎn)品的品質(zhì)有巨大改善。
　　變溫干燥是根據(jù)干燥過程中物料內(nèi)部水分遷移阻力的變化及熱敏成分對溫度的要求，在不同的干燥階段采用不同的干燥介質(zhì)溫度。它不僅能夠大量的節(jié)省干燥過程中損耗的能量，而且還能夠保證干燥產(chǎn)品的品質(zhì)。在干燥過程中，為了解決溫度的滯后性，時變性強，線性度差的問題，設(shè)計了一套精確的溫度控制和采集系統(tǒng)。采用LabVIEW中的PID控制，模糊控制和模糊PID控制分別對溫度進(jìn)行相應(yīng)的控

3、制編程，得到Fuzzy-PID在系統(tǒng)溫度調(diào)節(jié)控制中，能將輸出溫度控制在一個很小的誤差范圍內(nèi)，僅有?0.01℃的誤差。具有很強的調(diào)節(jié)和適應(yīng)能力，并且得到的溫度曲線具有很高的魯棒性。Fuzzy-PID對溫度的調(diào)節(jié)控制最為出色。
　　蓮子干燥過程中，具有復(fù)雜的傳熱傳質(zhì)特性。為了更加客觀的研究干燥過程蓮子的特性變化和干燥效果，得出比較優(yōu)化的分段變溫干燥工藝參數(shù)，本試驗設(shè)計了一套蓮子變溫干燥的試驗控制系統(tǒng)裝置。該裝置主要由熱風(fēng)發(fā)生、加熱、溫

4、度和流量測控、采集等系統(tǒng)組成。依據(jù)分段變溫干燥試驗要求，成功的完成了該系統(tǒng)的整體設(shè)計、安裝及調(diào)試。該試驗臺能對熱風(fēng)溫度和流量進(jìn)行調(diào)節(jié)控制，并且具有在線傳輸試驗數(shù)據(jù)等特點。
　　為了提高蓮子干燥品質(zhì)、縮短干燥時間并降低能耗，采用恒溫和分段變溫兩種干燥方式對單粒蓮子進(jìn)行了50~90℃恒溫和60(2~4h)–80℃變溫?zé)犸L(fēng)干燥試驗，研究蓮子表觀變化、復(fù)水性、干燥能耗及干燥曲線特性，計算不同干燥條件下的有效擴散系數(shù)和活化能。試驗表明：在恒

5、溫干燥中，熱風(fēng)溫度越高，干燥時間越短，而蓮子的色澤、復(fù)水性等品質(zhì)越差；在分段變溫干燥中，干燥時間比60℃恒溫條件下短、品質(zhì)高，60(3h)–80℃變溫干燥蓮子的復(fù)水性優(yōu)于60(2h)–80℃和60(4h)–80℃變溫干燥，為169.41％，單位能耗比60℃恒溫干燥減少了2033 kJ/g。根據(jù)菲克第二定律，得到蓮子50~90℃恒溫干燥有效擴散系數(shù)變化范圍為1.79×10-9~5.83×10-9 m2/s，60(2~4h)–80℃變溫干燥