2. 胡萝卜干燥试验前的预处理工艺为:
原料挑选、整理→清洗→切除根梢→切条→切丁( 6mm×6mm×10 mm) →5 倍的水中微沸漂烫→迅速冷却→沥水→按干燥要求均匀放在流化床筛板上。
3.2 测试方法
( 1) 温度和湿度: 温度和湿度的测量用武汉仪器仪表研究所的WSB―005 变送器。
( 2) 风速: 风速的测量选用沈阳加野麦克斯仪器有限公司的KA22 型热式风速仪。
( 3) 含水率的测定: 常压烘箱干燥法。即在105℃下8h 一次烘干法, 检测样品的水分。
3.3 试验结果
图5 是一典型胡萝卜丁的热泵流化干燥曲线。试验条件是: 干燥温度40℃、干燥介质空气相对湿度24.5%, 原料为胡萝卜丁( 6mm×6mm×10mm) 。从图中可以看出自0~0.5h 有一个明显的恒速干燥段, 这是因为胡萝卜在开始干燥时其表面有大量的附着水, 此时物料内部的水分变化不大。0.5～4.0h 为降速区, 物料的含水率呈现明显下降, 4h以后, 干燥速度非常小, 胡萝卜内部水分变化很慢。特别
是到了干燥的后期, 含水率从20%降到10%需要4~5h,这是低温干燥难以解决的问题。但是热泵流化床组合干燥比热泵箱式干燥缩短了很多时间, 一般在9h 内, 能将胡萝卜的含水率从90%左右干燥到10%以下。
干燥试验条件为进干燥室空气的温度38℃, 空气相对湿度35%, 穿流干燥时胡萝卜片的厚度为3mm, 而流化床干燥时胡萝卜丁的尺度为6mm×6mm×10 mm。流化床干燥时循环主风机的频率分别为45Hz、40Hz 及35Hz, 以保证物料处于正常流化状态。穿流干燥时循环主风机的频率分别为40Hz、35Hz 和32Hz, 以保证物料不被吹起。从图6 可以看出, 在流化床干燥过程中, 胡萝卜丁悬浮在空气中并不断翻滚, 使得物料表面滞留边界层厚度变小, 减少了传热与传质阻力, 所以流化床干燥强度比穿流干燥高。
热泵流化床干燥风机消耗的电能和系统总的耗电对比如图7 所示, 风机的耗能接近系统总耗能的50%。这是因为在流化床干燥过程中, 为了保持物料在干燥时始终保持流化状态, 必须使干燥介质( 空气) 有较高的压力和速度。因此, 循环风机消耗的电能所占的比例较大。
4 结论
( 1) 设计了一套热泵流化床干燥组合干燥试验装置,并对胡萝卜丁进行了流化干燥试验。试验表明, 将胡萝卜的含水率从90%左右干燥到10%以下, 只需要9h, 比箱式热泵干燥的干燥时间要短, 适合于高水分果蔬类物料的干燥。
( 2) 以胡萝卜为原料进行了热泵流化床干燥和穿流干燥的对比试验。试验表明, 在流化床干燥过程中, 胡萝卜丁悬浮在空气中并不断翻滚, 使得物料表面滞留边界层厚度变小, 减少了传热与传质阻力, 所以流化床干燥强度比穿流干燥高。
( 3) 热泵流化床干燥过程中, 为保证在干燥时物料能处于流化状态必须要求循环空气有一定的压力和流量, 主循环风机的动力消耗较大。实验结果表明, 循环风机的能耗占系统总能耗的50%左右。因此, 对于热泵流化床干燥装置如何降低压缩机以外的辅助设备的能耗值得关注。
参考文献
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3 潘永康. 现代干燥技术[M] .北京: 化学工业出版社, 1998.
4 尉迟斌, 卢士勋, 周祖毅.实用制冷与空调工程手册[M] .北京:机械工业出版社, 2001, 9.
5 金苏敏. 制冷技术及其应用[M] . 北京: 机械工业出版社,1999, 5. |
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