果蔬熱風(fēng)真空組合干燥試驗(yàn)研究及裝置設(shè)計(jì).pdf

1、傳統(tǒng)干燥技術(shù)方式單一、效率低、能耗高，已經(jīng)不能很好地滿足現(xiàn)代社會(huì)生產(chǎn)的需求。近年來新興的組合干燥技術(shù)將多種干燥方式分階段結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，使得干燥過程更加科學(xué)、更加高效和節(jié)能，因此受到了行業(yè)內(nèi)學(xué)者和企業(yè)工作人員的廣泛關(guān)注。果蔬熱風(fēng)真空組合干燥便是其中一種，它將熱風(fēng)干燥和真空干燥結(jié)合在一起，首先利用熱風(fēng)干燥去除果蔬中大量的自由水，然后利用真空干燥去除結(jié)合水，這樣在提高干燥效率和節(jié)約能源的同時(shí)，也改善了成品的品質(zhì)。盡管國內(nèi)一些科研院校

2、已經(jīng)初步開發(fā)出了熱風(fēng)真空組合干燥裝置，但都只是創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)了熱風(fēng)干燥和真空干燥過程在同一臺(tái)裝置內(nèi)部的完成，裝置本身的能耗問題、操作條件的可控性問題以及在線監(jiān)測(cè)和自動(dòng)化控制等問題亟需解決，因此設(shè)計(jì)一套精密先進(jìn)的試驗(yàn)裝置對(duì)于這項(xiàng)技術(shù)的理論研究和產(chǎn)業(yè)推廣尤為重要。
　　基于上述原因，本碩士論文在陜西省科技廳工業(yè)攻關(guān)項(xiàng)目“熱風(fēng)真空組合干燥裝置的設(shè)計(jì)研究（2014K07-19）”的資助下，利用實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有的中試裝置進(jìn)行試驗(yàn)研究和分析，總結(jié)現(xiàn)有

3、裝置的不足，進(jìn)一步設(shè)計(jì)更加完善的熱風(fēng)真空組合干燥裝置，具體研究?jī)?nèi)容如下：
　?。?）干燥試驗(yàn)研究
　　以檸檬、卷心菜等原材料為試驗(yàn)對(duì)象，分別進(jìn)行單因素試驗(yàn)和正交試驗(yàn)研究，優(yōu)化出各試驗(yàn)對(duì)象的最佳熱風(fēng)真空組合干燥工藝參數(shù)，為后續(xù)裝置和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供理論和技術(shù)支持，同時(shí)在試驗(yàn)過程中分析總結(jié)現(xiàn)有中試裝置存在的問題。
　?。?）干燥裝置設(shè)計(jì)
　　針對(duì)試驗(yàn)過程中發(fā)現(xiàn)的問題設(shè)計(jì)新的干燥箱，以Solid Works為工

4、具建立其三維模型，并用ANSYS Workbench對(duì)其進(jìn)行CFD數(shù)值模擬，以驗(yàn)證所設(shè)計(jì)干燥箱的可行性。通過能量計(jì)算對(duì)裝置太陽能系統(tǒng)的水箱和集熱器重新進(jìn)行計(jì)算選型，提高裝置對(duì)太陽能的利用率。
　?。?）干燥裝置的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　結(jié)合試驗(yàn)過程添加相應(yīng)的自動(dòng)檢測(cè)儀表，并以西門子S7-200 PLC控制器為硬件主體，MicroWIN為軟件開發(fā)工具，開發(fā)裝置的控制系統(tǒng)，改善試驗(yàn)過程的可視化操作問題，使新裝置可以在線監(jiān)測(cè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，減

5、少試驗(yàn)過程的操作誤差，為熱風(fēng)真空組合干燥試驗(yàn)研究提供更加精密的硬件平臺(tái)。
　　本碩士論文通過試驗(yàn)研究，優(yōu)化出了檸檬、卷心菜等果蔬的最佳熱風(fēng)真空組合干燥工藝參數(shù)，并將其內(nèi)嵌在設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)中；針對(duì)試驗(yàn)所反映出的裝置問題，設(shè)計(jì)了旋轉(zhuǎn)物料盤、錐形布風(fēng)管、螺旋熱水盤管等部件的結(jié)構(gòu)，用Solid Works建立了干燥箱的三維模型，CFD數(shù)值模擬結(jié)果表明了設(shè)計(jì)的方案可行；通過計(jì)算將太陽能系統(tǒng)的水箱容量改為1m3，平板式集熱器改用35支Φ58×