基于控温控湿的沙棘红外联合热风干燥均匀性与工艺

• Published in: 农业工程学报 Vol. 40; no. 6; pp. 120 - 133
• Main Authors: 耿智化, 李孟卿, 朱丽春, 于贤龙, 胡斌, 张茜, 王军扬, 杨旭海
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 山东省农业机械科学研究院,济南 250100%石河子大学机械电气工程学院,石河子 832003 01.03.2024; 农业农村部西北农业装备重点实验室,石河子 832003%新疆一七零团丝路沙棘生物科技有限公司,塔城 834612%石河子大学机械电气工程学院,石河子 832003; 现代农业机械兵团重点实验室,石河子 832003; 石河子大学机械电气工程学院,石河子 832003%农业农村部西北农业装备重点实验室,石河子 832003
• Subjects: 沙棘; 品质特性; drying; 干燥; uniformity; temperature and humidity control; 能耗; 控温控湿; 均匀性; sea buckthorn; quality characteristics; energy consumption
• ISSN: 1002-6819
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.202306120

TS223.2; 新鲜沙棘含水率高且易腐烂变质,干燥是延长货架期的重要方式之一.针对现有沙棘热风干燥周期长、品质差、能耗高等问题,该研究基于控温控湿设计了一种红外联合热风干燥装置,并对装置的气流分配室结构进行了优化,设计了一种圆柱形扰流板和方形挡风板,利用数值模拟软件COMSOL对干燥装置中速度场、温度场和湿度场进行了模拟,结果表明通过增加半圆柱扰流板能够改变干燥层间气流量,解决干燥不均匀性问题;借助增设扰流板能够提高气流速度,利用自由流区域高温低湿干燥介质的干燥能力,防止干燥层内不同区域出现干燥不均匀的现象.优化后的干燥室结构将5个干燥层间的最大速度偏差比显著降低.以沙棘为研究对象对干燥工艺进行了试验研究.结果表明,不同干燥温度对沙棘控温控湿红外联合热风干燥时间有显著影响,干燥水分比随干燥时间的增加呈现指数下降趋势.基于层次分析法得到各干燥特性和干燥品质权重,采用综合评价方法得到不同干燥温度下75 ℃干燥条件综合评分最高.不同介质湿度干燥条件下,当介质湿度为10％干燥时,干燥所需能耗最低,干燥后沙棘复水比最高,具有最高的维生素C(vitamin C,Vc)保留率和总黄酮含量,综合评分最高.40％介质湿度不同持续时间下,40 min得到的沙棘亮度值、复水比、Vc保留率和总黄酮含量最高,综合评分最高.该研究明确了控温控湿沙棘红外联合热风干燥最优工艺,对提升沙棘产地初加工机械化水平,促进沙棘产业健康持续发展具有重要意义.