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为了研究污泥薄层干燥的动力学模型、明确薄层干燥模型选取原则、分析模型参数影响因素及在干燥中应用,该研究搭建了污泥干燥试验台,对不同干燥温度(50、75、100、125℃)、不同风速(0.5、1.0、1.5、2.0 m/s)与不同污泥厚度(5、10、15、20mm)的污泥进行干燥试验,利用Weibull分布模型对其干燥动力学曲线进行模拟并分析,建立了风温、风速和污泥厚度与模型参数的定量关系。从原模型与改进模型、因变量与自变量转换、多参数模型及初始条件等4个角度分析,选择Lewis、Page、Two-term exponential和Weibull分布模型进行拟合分析,发现污泥的热风干燥过程服从Weibull分布模型(R2=0.994～0.997),是典型的降速干燥过程,降速阶段存在第一、第二降速段,模型的尺度参数(α)和形状参数(β)均与热风温度、风速和污泥厚度有关;第二降速段扩散系数大于第一降速段扩散系数,第一降速段活化能变化范围为12.91～17.12 kJ/mol,第二降速段活化能变化范围9.56～15.05kJ/mol。研究结果可为污泥干燥工艺参数优化及干燥... 相似文献
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为了研究鸡粪的中低温干燥特性,利用恒温鼓风干燥箱,以干燥温度、粪层厚度、风速为因素研究了鸡粪含水率和干燥速率随时间变化的规律,用常见的薄层干燥模型对鸡粪的干燥曲线进行了拟合分析,并用正交试验优化了鸡粪干燥工艺参数。结果表明:鸡粪的中低温干燥过程由2个降速阶段组成,第2降速阶段的干燥速率相对于第1降速阶段下降更快。干燥温度越高,粪层厚度越小,风速越大,干燥速率曲线出现拐点的时间越早,达到干燥平衡所用时间越短;Exponential模型能较好的模拟鸡粪的干燥过程;在中低温条件下,根据Fick定律得到2~6 cm粪层厚度鸡粪的有效扩散系数在2.25×10–7~2.35×10–6 m2/h间;用正交试验得到鸡粪中低温干燥时效率最高的工艺为:干燥温度55℃,粪层厚度6 cm,风速1.2 m/s,该工艺下鸡粪的干燥效率为0.47 h/g。 相似文献
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豇豆隧道式热风干燥特性和模型 总被引：6，自引：3，他引：3
为了研究豇豆干燥特性以缩短干燥时间,该文利用隧道式热风干燥技术探讨了不同干燥风温（60、70和80℃）、风速（0.3、0.4和0.5 m/s）和料层厚度（6、18和30 mm）对豇豆干燥特性的影响。结果表明：豇豆的隧道式热风干燥前期主要是增速干燥阶段,后期主要是降速干燥阶段。提高干燥风温和风速,较少料层厚度均可缩短干燥时间。豇豆的水分有效扩散系数随着干燥风温和风速的升高而增大,随着料层厚度的增加而降低。通过阿伦尼乌斯公式计算出豇豆的干燥活化能为33.9 kJ/mol。使用决定系数R2、均方根误差RMSE和误差平方和SSE对7种常用干燥模型进行评价,结果表明：Page 模型的平均R2值最大、平均RMSE值和SSE值最小,分别为0.9988、0.01105和0.00286,是描述豇豆隧道式热风干燥的最优模型。研究结果可以为工程实践中预测豇豆隧道式干燥过程的水分变化提供参考。 相似文献
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熟化红薯热风干燥特性及数学模型适用性 总被引：13，自引：9，他引：4
为了为红薯干热风干燥工业化提供理论基础,该文研究了不同温度（60、70、80℃）、风速（0.8、1.2、1.6 m/s）和厚度（0.6、0.9、1.2 cm）条件下红薯的热风干燥特性。比较了12种数学模型在熟化红薯热风干燥中的适用性,结果表明Wang and Singh模型的拟合程度最高,R2值、χ2和RMSE值分别为0.998、0.000168和0.0117。计算了不同干燥条件下的有效水分扩散系数Deff和活化能Ea,有效水分扩散系数Deff随着干燥温度、风速和物料厚度的增加而变大,干燥活化能Ea为40.103 kJ/mol,可为其干燥工艺的控制提供技术依据。 相似文献
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污泥过热蒸汽与热风薄层干燥的湿分扩散系数和活化能分析 总被引：4，自引：4，他引：4
为研究污泥薄层在过热蒸汽干燥和热风干燥过程中有效扩散系数及活化能,搭建了常压内循环式干燥试验装置。在160~280℃温度下,分别对4、10 mm污泥薄层进行过热蒸汽干燥和热风干燥。利用Fick扩散模型,建立有效扩散系数和干燥时间的关系,试验得到4 mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为7.1515×10-9～2.4852×10-8m2/s和1.2414×10-8～2.2769×10-8 m2/s;10 mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为1.9659×10-8～5.8811×10-8 m2/s和2.8042×10-8～5.6095×10-8 m2/s。根据Arrhenius经验公式建立有效扩散系数与温度的关系,得到4、10 mm污泥薄层过热蒸汽干燥和热风干燥的平均活化能分别为21.173、18.085和9.485、11.191 kJ/mol。用Midilli薄层干燥模型模拟得出的过热蒸汽干燥与热风干燥有效扩散系数和活化能与试验值基本吻合。研究结果表明：当温度超过260℃时,过热蒸汽干燥的有效扩散系数比热风干燥有效扩散系数大。过热蒸汽干燥有效扩散系数随温度增加的趋势近乎成一条斜直线,而热风干燥的有效扩散系数增加趋势则是曲线性,说明热风干燥过程中存在氧化、燃烧的可能。文章确定了污泥薄层干燥有效扩散系数值及过热蒸汽干燥逆转点温度,为污泥过热蒸汽干燥参数优化与干燥设备设计提供参考。 相似文献
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基于Weibull分布函数的马铃薯丁薄层热风干燥特性 总被引：4，自引：5，他引：4
为了实现马铃薯的规模化热风干燥,提高脱水制品的品质、降低生产能耗和成本,该文以薄层干燥试验为基础,研究了鲜切马铃薯丁在不同热风温度（40、50、60、70、80、90℃）、风速（0.5、1.0、1.5、2.5、3.5 m/s）和切丁长度（2.5、5、10、15 mm）条件下的干燥曲线、水分有效扩散系数和干燥活化能。利用Weibull分布函数拟合了干燥曲线,并建立了风温、风速和切丁长度与模型参数的定量关系。研究表明：鲜切马铃薯丁的热风干燥过程服从 Weibull 分布函数（R2=0.991～0.999）,是典型的降速干燥过程,模型的尺度参数与热风温度、风速和切丁长度有关;模型的形状参数与风速和切丁长度有关,而温度对其影响不显著（P＞0.05）;水分有效平均扩散系数在1.859～12.509×10-9 m2/s之间,与热风温度和风速显著相关（P＜0.05）,而物料切丁长度对其影响不显著（P＞0.05）;几何尺寸值与干燥物料的切丁长度和风速有关;马铃薯丁热风干燥的活化能为19.107 kJ/mol。该研究可为马铃薯热风干燥提供理论和技术基础。 相似文献
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污泥过热蒸汽薄层干燥特性及干燥模型构建 总被引：10，自引：8，他引：2
为了解污泥常压过热蒸汽薄层干燥特性,搭建了常压过热蒸汽干燥试验台,进行了2、4、6和10 mm厚度污泥在不同过热蒸汽温度160~280℃下薄层干燥试验,并分段对试验数据进行拟合分析,得到了模型参数与过热蒸汽温度、污泥厚度之间的关系。结果表明:污泥在较高温度过热蒸汽干燥后没有氧化燃烧,且裂纹密集,表面粗糙,利于干燥的进行。污泥薄层在干燥初始阶段存在凝结过程,过热蒸汽凝结在物料表面使其质量不降反而增加,导致干燥时间延长,凝结水质量和干燥时间的增幅受过热蒸汽温度的影响较大,过热蒸汽温度越高,增幅越小,而污泥的厚度对污泥质量和干燥时间的增幅影响较小。根据斐克第二定律,得到2、4、6和10 mm厚度污泥在160~280℃过热蒸汽干燥水分有效扩散系数分别为2.0641×10-9~8.8527×10-9、4.3738×10-9~1.6626×10-8、6.6082×10-9~2.46×10-8和1.1916×10-8~4.0806×10-8 m2/s,由Arrhenius方程建立有效扩散系数的对数与温度倒数的线性关系,得到水分的活化能分别为26.250、22.032、21.894和20.961 kJ/mol。试验结果可为污泥过热蒸汽干燥工艺参数优化及干燥设备研制提供参考。 相似文献
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为了解污泥过热蒸汽与热风干燥过程收缩特性,搭建了常压过热蒸汽和热风干燥试验台,选用直径为50 mm厚度为10 mm的污泥样品在160和200℃下进行试验。利用图像处理技术分析干燥过程污泥收缩现象及特性,采用叠加技术,建立了基于无限大平板和无限长圆柱体叠加而成的有限圆平板在考虑收缩情况下的Fick第二定律湿分扩散模型,并结合经验模型推导出计算有效扩散系数的表达式。结果表明：污泥在干燥过程中存在明显的收缩现象,前段干燥收缩幅度大,后段干燥收缩幅度小,收缩变化规律与水分变化规律一致。160、200℃污泥过热蒸汽与热风干燥终了时刻体积比约为0.3,体积收缩系数为0.7。过热蒸汽干燥和热风干燥对污泥的收缩影响一致。160、200℃污泥过热蒸汽与热风干燥有效扩散系数的变化与水分比的变化相对应。在考虑污泥收缩的条件下,160、200℃污泥过热蒸汽干燥平均有效扩散系数分别为1.92×10-8和3.75×10-8 m2/s,热风干燥平均有效扩散系数分别为0.94×10-8和1.31×10-8 m2/s,约为不考虑收缩条件下平均有效扩散系数值的1/2。试验结果为污泥干燥过程机理分析、工艺参数优化和干燥设备开发提供参考。 相似文献
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鱼膨化饲料热风干燥动力学模型及湿热特性 总被引：2，自引：1，他引：1
热风干燥是水产膨化饲料加工过程中极为重要的工序。为了探究水产膨化饲料在热风干燥过程中的湿热特性变化规律,该研究以草鱼(成鱼)膨化饲料为对象,设置热风温度(60～100℃)和风速(0.5～1.5m/s)2个试验因素,在自行设计的热风干燥机上进行干燥试验。结果表明,在同一风速条件下,饲料的干燥速率随着热风温度的升高而显著增大(P0.01)。同样的,在同一热风温度条件下,增大风速可以提高干燥速率。使用Verma模型拟合上述试验数据,决定系数(R~2)、离差平方和(χ~2)、均方根误差(RMSE)和平均相对误差(e)的计算结果表明该模型对草鱼膨化饲料在不同干燥条件下的试验数据具有较高的预测精度。同时分别建立了Verma模型参数关于热风温度和风速的回归模型,且回归模型R~2均大于0.979。低场核磁共振(Low-Field Nuclear Magnetic Resonance analysis,LF-NMR)的横向弛豫时间(T_2)谱显示,随着干燥过程的进行,T_(21)峰面积逐渐减小,即不易流动水占比显著减少(P0.01);而且弛豫曲线有整体向左偏移的趋势,说明水分与底物的结合更加紧密,自由度降低。红外热像图显示,在干燥时间为5min时,饲料出现了边角效应;在干燥时间为15 min和20 min时,部分中心处饲料出现了过热效应。上述研究可为草鱼膨化饲料干燥工艺参数的选择提供参考,并为其他种类水产饲料热风干燥湿热特性的研究提供新思路。 相似文献
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三种干燥技术对红枣脆片干燥特性和品质的影响 总被引：3，自引：6，他引：3
为了解决传统油炸红枣脆片含油率高、维生素C损失严重及褐变等问题,探索红枣脆片新的加工方法,该文以新鲜脆熟期红枣为原料,利用气体射流冲击、中短波红外、真空脉动3种干燥技术进行非油炸红枣脆片的生产加工,对比了3种干燥方式对红枣脆片的干燥特性、色泽、维生素C保留率、复水性能、质地以及微观结构的影响。结果表明：1）红枣脆片在3种干燥方式下均表现为降速干燥,其中气体射流冲击干燥时间最短,为105 min,气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式的水分有效扩散系数分别为1.55×10-9、1.03×10-9、0.89×10-9 m2/s;2）干燥方式对枣片色泽具有显著性影响（P<0.05）,真空脉动干燥所得枣片与新鲜枣片色泽最为接近;3）气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式干燥后红枣脆片的维生素C保留率分别为51.5%、49.0%、66.6%,真空脉动干燥所得枣片维生素C含量保存率明显高于其他两种干燥方式（P<0.05）;4）气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式加工的红枣脆片脆度分别为8.64、8.77、11.38 N,真空脉动干燥方式所得枣片最为酥脆;5）扫描电镜观测表明3种干燥方式均能得到疏松多孔的组织结构,真空脉动干燥所得枣片比气体射流和中短波红外干燥所得枣片组织结构更为疏松。从干燥时间来看气体射流冲击干燥耗时最短,但3种干燥方式所得红枣脆片色泽、维生素C保留率、复水性能和质地均以真空脉动干燥最优。该研究为低含油率和高品质红枣脆片的加工工艺选择提供了一定的理论依据。 相似文献
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糖渍加应子的热风干燥特性及其表达模型 总被引：10，自引：4，他引：6
该文探讨了糖渍加应子样品在不同温度下热风干燥特性,通过建立数学模型,预测不同热风干燥过程加应子水分变化特性。干燥特性试验表明,加应子热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程,40～80℃范围内,温度对干燥速率有显著影响（P＜0.05）,温度越高,干燥速率越快,前2 h,40℃时,干燥速率从3.52×10-2 g/(g·h) 降至2.03×10-2 g/(g·h),降低了42.33%,80℃时,干燥速率由14.64×10-2 g/(g·h) 降至4.22×10-2 g/(g·h),降低了71.17%;80～100℃范围内,样品表面出现结壳硬化现象,温度对干燥速率影响减弱（P＞0.05）。结果表明,Page模型适合对加应子干燥过程进行描述和预测;Page模型变形求导得出加应子干燥速率模型,模型拟合度高,可为其干燥工艺的控制提供技术依据。 相似文献
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热泵干燥北极虾和鱼块的干燥特性研究 总被引：4，自引：3，他引：4
利用热泵干燥机，分别在-2～0℃和20℃两种温度下对北极虾整虾、去头北极虾、去壳北极虾和尺寸分别为50 mm(直径)×(7～9)mm(厚度)和50 mm×(14～18) mm的鱼块进行了干燥研究。结果显示，虾的状态(有壳或无壳、有头或无头)和鱼块的厚度对其干燥特性有着显著影响。无论干燥温度为-2～0℃还是20℃，去壳虾所需干燥时间均最少，去头虾的干燥速度均大于整虾；薄鱼块的干燥速度在20℃显著大于厚鱼块的干燥速度。扩散模型MR=Aexp(-kt)可以很好地描述热泵干燥北极虾和鱼块的干燥特性，根据试验结果建立的一系列统计回归模型显示，当热泵干燥温度由-2～0℃增加到20℃时，干燥速度和K值显著增加，干燥时间明显减小。 相似文献
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高水分稻谷分程干燥工艺及效果 总被引：4，自引：3，他引：1
针对中国南方地区稻谷收获季节需及时干燥高水分稻谷的市场需求较大和粮食干燥机的保有量较少、干燥机的使用效率受气候条件影响的技术现状,将收获的稻谷分为较高水分干燥过程和较低水分干燥过程。当稻谷含水率高于18%时,采用56～85℃的干燥介质,降水速率为0.90～2.94%/h;当稻谷含水率小于等于18%时,采用50～58℃的干燥介质,降水速率为0.49～0.93%/h。在2次干燥过程之间,采用通风仓暂存。现场试验表明,与恒温干燥工艺相比较,分程干燥工艺在保证稻谷烘后品质的条件下,可缩短干燥时间约12.8h,平均降水速率提高0.7%/h,一个收获期内可使干燥机处理量增加225%,提高干燥机的使用效率152%,且总干燥成本降低5%,有助于又好又快地进行高水分稻谷的干燥。 相似文献
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针对苜蓿干燥存在的处理量小、耗能高、叶片损失率高的问题,该文将紫花苜蓿的干燥过程分为高温和常温两个干燥段,设计了气体射流冲击联合常温通风干燥装备,包括基于狭缝型气体射流冲击管的气体射流冲带式干燥机和基于环境条件自动控制的常温通风箱式干燥机。利用计算流体动力学软件Fluent对狭缝型气流冲击管内部的流场进行数值模拟。结果显示增设扰流板可以改善狭缝型气体射流冲击管喷嘴出口气流速度分布的均匀性,速度变异系数由不设扰流板情况下的51.1%降为7.7%;利用单片机控制系统进行信息采集并控制通风的进行,解决夜间物料吸湿回潮、发热的问题。以紫花苜蓿作为原料对干燥装备的性能进行试验验证,结果表明:气体射流冲击联合常温通风干燥的苜蓿具有批次处理量大(150 kg/h)、叶片损失率小(干草的叶片损失率为1.5%)、能耗低(单位去水能耗3 408 k J/kg)的优点。研究结果为低能耗、低叶片损失率的苜蓿干燥技术与装备提供参考。 相似文献
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为了提高猕猴桃片的干燥品质,缩短干燥时间及降低能耗,本试验以猕猴桃为原料,采用气体射流冲击干燥技术对猕猴桃片进行干燥,研究恒温和变温对猕猴桃片干燥特性及品质指标的影响。结果表明,猕猴桃片恒温及变温气体射流冲击干燥均属于降速干燥;风温对猕猴桃片的气体射流冲击干燥特性有影响;变温干燥条件下含糖量与恒温40℃时无显著差异,可滴定酸含量与恒温70℃时无显著差异;70→40℃变温干燥的猕猴桃片回复性和维生素(Vc)保存率最高,色差(ΔE)值介于50℃恒温干燥和70℃恒温干燥组之间;70→40℃变温干燥方式的单位能耗显著低于40→70℃变温干燥组。70→40℃变温干燥方式加工的猕猴桃片综合品质最佳,本研究为变温气体射流冲击干燥技术应用于猕猴桃片的干燥提供了技术支持。 相似文献
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基于Shannon-Wiener指数的干燥过程中物料含水率均匀性计算及验证 总被引：1，自引：1，他引：0
为了改善带式干燥机内流场结构,提高干燥机内水分均匀度,在计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)理论的基础上,利用FLUENT软件包模拟并探讨堆积厚度、热风流速、热风温度和热风含水率对干燥后物料含水率的影响,并辅以试验验证。在Shannon-wiener指数的基础上计算干燥机内含水率均匀度,并与传统水分均匀性(Mu)计算方法和CFD计算的平均值作比较。利用FLUENT软件包数值模拟并试验验证了2种导流板(普通导流板和翼型导流板)的干燥效果。结果表明:试验测得各测孔的风速与数值模拟的结果吻合。4类因素中堆积厚度对含水率均匀度影响最大,厚度为80 mm的槟榔层的含水率比厚度为40、60 mm的更均匀。含水率均匀度曲线的趋势相似,但含水率均匀度与CFD计算结果更接近。水分均匀性指数曲线显示堆积厚度为80 mm的试验水分均匀性远高于其他试验,当物料厚度为80 mm时,进口热风温度70℃,热风流速1.5 m/s,进口热风含水率0.24的试验条件更有利于水分均匀地分布。翼型导流板使得槟榔含水率从0.285降到0.215,水分均匀性指数提高至0.926,干燥效率提升。 相似文献
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为提高玫瑰花瓣的干燥速率和品质,利用新型红外喷动床干燥设备,研究不同出风温度和风速下玫瑰花瓣的干燥特性并建立干燥动力学模型;对比不同干燥条件下玫瑰花瓣的品质变化。结果表明:提高出风温度和风速能够显著提高干燥速率和缩短干燥时间;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程主要为升速干燥和降速干燥,无明显恒速阶段;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程的有效水分扩散系数在6.703 85×10^-10~1.382 35×10^-9 m^2/s之间,随着出风温度和风速的增大而增大;通过模型拟合发现,Midilli模型能更好地反映玫瑰花瓣的红外喷动床干燥规律;温度和风速对复水比、总黄酮含量和总酚含量均有显著影响;风速对色泽和微观结构有显著影响。研究结果可为红外喷动床干燥的研究与应用提供参考。 相似文献