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核桃微波热风耦合干燥机的设计与试验

核桃微波热风耦合干燥机的设计与试验

作者：李国伟塔里木大学

学位级别：硕士

核桃,具有丰富的营养物质和独特的口感,深受消费者的喜爱,开发利用价值高,前景广阔。为了降低核桃氧化变质损坏的速度,核桃采摘收获脱皮清洗处理后,需要及时干燥处理。然而,现有的干燥技术与设备往往出现干燥不均匀、干燥时间长、品质... 详细信息

核桃,具有丰富的营养物质和独特的口感,深受消费者的喜爱,开发利用价值高,前景广阔。为了降低核桃氧化变质损坏的速度,核桃采摘收获脱皮清洗处理后,需要及时干燥处理。然而,现有的干燥技术与设备往往出现干燥不均匀、干燥时间长、品质差等问题,严重制约着核桃干燥产业的发展。目前采用微波加热的方式,能穿透阻碍水分扩散的外壳实现内部的水分加热,大大提高了干燥效率;并且采用隧道式方式让物料在干燥过程中保持连续运动,增大电磁场场强的均匀性,减少微波干燥不均匀现象的发生。但是单独采用微波时,品质也得不到保证,故采用来联合干燥方式。在微波干燥过程中应用热风能实现外壳水分快速扩散和防止微波加热过程中温度监测的滞后性带来的微波连续放电造成品质的损坏。因此,设计一种基于隧道式的核桃微波热风耦合干燥机,并对干燥机的样机性能和干燥效果测试,通过干燥试验得到最佳微波热风耦合干燥工艺参数,能够解决核桃效率慢,品质差的问题和实现批量干燥目的。为了提高核桃干燥品质与速率,通过内流场和电磁场仿真分析,确定均风、干燥腔室等结构参数和磁控管排列组合方式;针对微波热风耦合缺少批量处理的成型设备,进行整机搭建与关键零部件参数优化,并对样机的干燥工艺参数进行响应面试验,探究微波温度、每循环干燥时间、温度差(热风温度与物料温度的差值)三因素与干燥时间、酸价、色差值、感官评分四指标之间的交互作用,获得适用于核桃的最佳微波热风耦合干燥工艺参数。具体研究结论如下:(1)内流场和电磁场仿真分析。得最佳均风结构、干燥腔内结构和磁控管排布组合方式。将不同均风结构、耦合干燥腔室的内流场和磁控管排布组合方式的电磁场仿真分析。均分结构采用孔径为5 mm匀风板腔内具有更少的湍流、更平均的中心截面温度和更平均的出口风速,其出口端风速的变异系数为20%;耦合干燥腔内采用孔径为5 mm的排湿孔腔内具有更少的湍流、输送带上端30mm处(核桃平铺的高度)具有更平均的中心截面温度、入料端到出料端更平缓的风速,其风速的变异系数为22%。采用横向交措排布的磁控管组合方式具有更佳的电场强度分布。(2)研发设计基于隧道式的核桃微波热风耦合干燥机。确定核桃干燥作业的设计参数,基于隧道式进行耦合干燥机整体模型建模。对关键零部件带式输送结构、微波热风耦合干燥系统进行设计分析,得出带式输送结构采用滚筒滚花、调整装载点、安装锥形推辊组,制作挡边等方法能确保输送保持稳定和皮带不打滑不错位;微波热风耦合干燥系统磁控管采用横向交措排布组合方式,匀风板采用直径为5 mm网孔,采用PLC控制安全保护装置的方法,能实现微波热风耦合干燥的安全平稳运行。基于以上研究,设计尺寸为5700 mm×1000 mm×2000 mm核桃微波热风耦合干燥机。(3)得到核桃微波热风耦合干燥最佳的工艺参数。通过单因素试验,以干燥时间、酸价、色差值和感官评分为指标,确定与微波温控温度、每循环干燥时间、温度差存在显著关系;采用二次回归正交Box Behnken试验,得到核桃微波热风耦合干燥机最佳工艺参数为:微波温控温度、每循环干燥时间和温度差分别为39.91℃、28.53 min、20.10℃,干燥时间、酸价、色差值和感官评分分别为117.77 min、0.29 mg/g、2.34 NBS、11.68分,对比单一微波和热风试验,微波热风耦合干燥核桃以干燥时间为效率指标的减少了20%、600%,以酸价为品质指标减少722%、300%。

关键词：核桃耦合干燥微波热风仿真

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热风助燃点火改造降低煤气消耗

班组天地 2024年第7期 53-54页

作者：王钢柱不详

“热风助燃点火改造是我们自主设计并完成的,不仅节省设备安装费用20万元,而且运行1个多月就节约高炉燃气费用11.4万元,达到提产保质、节约煤气消耗的目的。”6月12日,问起热风助燃点火改造取得的成效,新天钢集团天铁公司烧结厂设备科... 详细信息

“热风助燃点火改造是我们自主设计并完成的,不仅节省设备安装费用20万元,而且运行1个多月就节约高炉燃气费用11.4万元,达到提产保质、节约煤气消耗的目的。”6月12日,问起热风助燃点火改造取得的成效,新天钢集团天铁公司烧结厂设备科科员王海彬指着热风助燃改造管道自豪地对笔者说。

关键词：烧结厂煤气消耗设备科助燃热风自主设计设备安装费点火

分段式微波热风干燥对八角品质及微生物安全的影响

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黄河科技学院学报 2024年第5期26卷 31-39页

作者：曹笑皇黄艳艳韩聪颖李静欢王亚楠汪磊马志国谭明雄吴学友玉林师范学院香精香料产业研究院广西玉林537000 广西农产资源化学与生物技术省级重点实验室广西玉林537000 黄河科技学院教育教学中心河南郑州450063 南京财经大学食品科学与工程学院江苏南京210023

为了促进八角高品质及高效率加工,以陆川县八角为原料,采用连续微波联合热风干燥的方式对八角进行干燥,加工参数设置为微波功率0.7 W/g、0.9 W/g、1.2 W/g,联合热风温度为50℃、60℃、70℃,研究不同参数条件下对所得八角茴香粉理化性质... 详细信息

为了促进八角高品质及高效率加工,以陆川县八角为原料,采用连续微波联合热风干燥的方式对八角进行干燥,加工参数设置为微波功率0.7 W/g、0.9 W/g、1.2 W/g,联合热风温度为50℃、60℃、70℃,研究不同参数条件下对所得八角茴香粉理化性质的影响。结果表明,随着微波功率和热风温度的增大,八角的干基水分含率降低速度先快后慢,八角茴香油含量先增大后减小,最高可达18.6%,色泽逐渐加深,微观结构也有差异,加热功率和温度越高,颗粒越细碎。八角微生物评价为安全;感官评分最高分值22.4(满分30分),最佳参数为0.9 W/g、温度60℃。与自然晒干和杀青晒干等传统方法相比,连续微波干燥联合热风干燥对八角品质和效率更占优势,对市场上八角的干燥加工具有实际意义。

关键词：八角辛香料微波热风干燥

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天然橡胶微波-热风联合干燥中试研究

橡胶科技 2024年第9期 516-519页

作者：张荣华刘秉国杨俊君邓秋阳郭胜惠刘丹陈旺云南天然橡胶产业集团西双版纳景阳有限公司昆明理工大学冶金与能源工程学院云南西双版纳景诚力合科技有限公司

在测试含水天然橡胶（NR）胶粒微波介电参数的基础上，采用自制的微波-热风联合干燥装置开展含水胶粒实验室阶段和中试阶段干燥试验，研究干燥时间、微波功率和热风功率等因素对NR胶粒脱水率及性能的影响，得到NR微波-热风联合干燥优化... 详细信息

在测试含水天然橡胶（NR）胶粒微波介电参数的基础上，采用自制的微波-热风联合干燥装置开展含水胶粒实验室阶段和中试阶段干燥试验，研究干燥时间、微波功率和热风功率等因素对NR胶粒脱水率及性能的影响，得到NR微波-热风联合干燥优化工艺参数。与常规热风干燥相比，微波-热风联合干燥综合处理运行能耗基本持平，但干燥后的NR各项性能显著提高。

关键词：天然橡胶微波热风干燥中试

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2022年宝马X5左后座空调偶尔出热风

汽车维修与保养 2024年第5期 31-34页

作者：许祥金浙江

故障现象一辆2022年生产的宝马X5,搭载B58C型发动机,VIN码为LBV21EP05PS62****,行驶里程为11 945km。车主反映,该车在天气热开空调制冷时左后座出风口有时候会出热风,此时重新启动发动机后再次开启空调又会恢复正常。故障诊断与排除接... 详细信息

故障现象一辆2022年生产的宝马X5,搭载B58C型发动机,VIN码为LBV21EP05PS62****,行驶里程为11 945km。车主反映,该车在天气热开空调制冷时左后座出风口有时候会出热风,此时重新启动发动机后再次开启空调又会恢复正常。故障诊断与排除接车时进行功能检查,发现该车左后座空调出风口一直出热风,但是空调设置的是制冷,故障现象当前存在(图1)。灭车后重新启动发动机并开启空调,左后座空调恢复制冷。据车主介绍,该故障出现的频率比较低。

关键词：功能检查空调制冷故障诊断与排除行驶里程热风重新启动后座

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热风在高炉热风围管中流动特性的模拟研究

东北大学学报（自然科学版） 2022年第5期43卷 755-760页

作者：史本慧刘炳南罗志国邹宗树东北大学多金属共生矿生态化冶金教育部重点实验室辽宁沈阳110819 鞍钢集团钢铁研究院辽宁鞍山114009

对鞍钢2580 m^(3)高炉热风围管内热风流动特性开展数值模拟研究,探究各风口风量不均匀分配的内在机理.结果表明,在各风口尺寸相同的条件下,围管内的主体流动并非单纯的单向流动,而是存在返流.热风进入热风围管后,直接冲击热风围管0°处... 详细信息

对鞍钢2580 m^(3)高炉热风围管内热风流动特性开展数值模拟研究,探究各风口风量不均匀分配的内在机理.结果表明,在各风口尺寸相同的条件下,围管内的主体流动并非单纯的单向流动,而是存在返流.热风进入热风围管后,直接冲击热风围管0°处热风支管,导致此处风口风量较大;进入围管后的热风形成两股气流在热风围管入口正对面(即180°处)发生碰撞,导致对应风口风量较大;气流碰撞后部分产生返流,沿着热风围管下部和内侧逆向运动,在热风围管90°和270°位置处与正常运动的气流再次碰撞并汇聚进入此处支管,导致对应风口风量较大.通过对比分析鞍钢高炉风口参数调节措施发现,现场调节措施与本研究结果基本一致.

关键词：高炉热风围管热风流动特性风量分配

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基于低场核磁共振的热风干燥过程花生仁含水率预测模型

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农业工程学报 2019年第12期35卷 290-296页

作者：渠琛玲汪紫薇王雪珂王殿轩河南工业大学粮油食品学院

为研究热风干燥过程中花生仁内部水分的变化规律,该文采用热空气对开农71、开农8834-9、天府3号3个品种的湿花生进行干燥,监测干燥过程中花生果、花生仁与花生壳含水率的变化;并利用低场核磁共振技术(LF-NMR)研究干燥过程中花生仁内部... 详细信息

为研究热风干燥过程中花生仁内部水分的变化规律,该文采用热空气对开农71、开农8834-9、天府3号3个品种的湿花生进行干燥,监测干燥过程中花生果、花生仁与花生壳含水率的变化;并利用低场核磁共振技术(LF-NMR)研究干燥过程中花生仁内部自由水、弱结合水和结合水的变化情况;建立花生仁水分弛豫峰占比与其含水率之间的数学关系,提出了一种花生含水率的快速检测方法。结果表明,由于花生仁和花生壳化学组成不同,仁和壳干燥曲线呈现不同的变化趋势。LF-NMR弛豫图谱显示干燥过程中,自由水弛豫峰逐渐消失,结合水和弱结合水弛豫峰面积无明显变化规律,油脂峰峰面积基本不变,说明花生仁在干燥过程中油脂的含量无明显变化。建立的花生仁国标法实测含水率y与核磁共振弛豫谱图得到的总水分峰占比(T21+T22+T23)的拟合方程R2为0.888 4。经验证,该方程能较好地对未知含水率的花生仁样品进行预测。因此,低场核磁共振技术可以用于花生仁含水率的快速检测。

关键词：含水率干燥核磁共振花生热风弛豫峰

采后热风与热水处理杀虫的水果温度场有限元模拟

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农业工程学报 2014年第2期30卷 252-259页

作者：黄智严荣军李瑞朱瀚昆令博王绍金西北农林科技大学机械与电子工程学院杨凌712100 Washington State University Department of Biological Systems EngineeringPullmanWA 99164-6120USA

热风和热水加热具有高效、环保且易于控制的优点,是一种替代化学熏蒸控制采后水果虫害的有效物理方法。但由于缺乏对加热速率、加热时间与温度分布等问题的深入与系统研究,常导致杀虫效果较差或对水果品质造成一定负面影响。为了研究水... 详细信息

热风和热水加热具有高效、环保且易于控制的优点,是一种替代化学熏蒸控制采后水果虫害的有效物理方法。但由于缺乏对加热速率、加热时间与温度分布等问题的深入与系统研究,常导致杀虫效果较差或对水果品质造成一定负面影响。为了研究水果采后热处理过程的传热机理,建立了水果热处理时的非稳态传热模型,利用有限元分析软件COMSOL建模求解,并进行了试验验证。结果表明,模拟值与实测值之间的均方根误差均低于8%,从而验证了模拟的可靠性。达到相同的热处理效果,水果热水(55℃)加热时的热处理时间仅为热风(55℃)的30%,所以热水是一种更有效的加热介质。增加热风的流速可以提高加热速率,而热水循环速度对传热速率影响较小。水果内部的传热速率主要受水果大小、介质流动速度和水果形状的影响,热扩散系数对水果加热时间的影响较小。所建立的水果传热模型及相关试验结果可为水果采后热杀虫工艺参数的确定及优化提供参考。

关键词：有限元分析水果虫害控制热风热水加热速率温度分布

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胡萝卜片微波-热风滚动床干燥物料特性研究

农业机械学报 2019年第6期50卷 352-358页

作者：吕为乔宿佃斌王天行赵丹马季威李栋中国农业大学工学院北京100083 中国农业机械化科学研究院北京100083

为了改善微波干燥果蔬的物料特性,通过搭建的微波热风滚动床干燥(Microwave hot-airflow rolling drying, MARD)试验台,研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段的热像变化,通过低场核磁共振分析与成像(Low-field nuclear magnetic resonance ... 详细信息

为了改善微波干燥果蔬的物料特性,通过搭建的微波热风滚动床干燥(Microwave hot-airflow rolling drying, MARD)试验台,研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段的热像变化,通过低场核磁共振分析与成像(Low-field nuclear magnetic resonance analysis and imaging, NMR/MRI)研究了胡萝卜片在MARD不同干燥阶段水分状态和水分分布,试验还测得在对应干燥阶段胡萝卜片介电常数ε′和介电损耗因子ε″的变化规律。通过分析物料的脱水过程和干燥品质发现,MARD过程干燥速度逐渐降低,物料温度分布均匀,随着干燥进行温度稳定在设定范围;NMR波谱下的水分信号量逐渐降低且主峰向左移,水分的活跃程度降低;MRI信号显示,MARD干燥过程中水分分布均匀;随着MARD进行,物料介电常数ε′和介电损耗因子ε″显著降低,边缘部位介电损耗比心部低,随着干燥的进行,这种差别逐渐减小,说明由介电特性差异导致的微波干燥不均的影响在MARD过程中减弱。

关键词：胡萝卜片微波干燥滚动热风介电特性