新型果蔬膨化干燥設(shè)備的設(shè)計及研究.pdf

1、我國擁有非常豐富的果蔬資源，是水果、蔬菜的生產(chǎn)與消費(fèi)大國。在過去的幾十年中，隨著社會及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平的發(fā)展，果蔬產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，本世紀(jì)第一個十年，我國的果蔬總生產(chǎn)量已達(dá)到9.07億噸，位居世界前列。利用干燥的方法對采摘后的果蔬深加工，可延長其保存時間并增加產(chǎn)品的附加值，提高果蔬行業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，選擇合適的干燥方法并研制出一種高效低耗的果蔬干燥設(shè)備可促使我國果蔬行業(yè)處于世界市場的戰(zhàn)略性有利地位。
　　本文針對低溫高壓膨化果蔬干燥技術(shù)

2、，通過對其發(fā)展現(xiàn)狀的研究及廠家的現(xiàn)場調(diào)研，總結(jié)出了生產(chǎn)中普遍存在的一些問題，從改善設(shè)備的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、降低過程能耗、提高生產(chǎn)效率等方面研發(fā)出了一種新型高效的果蔬膨化干燥設(shè)備。
　　對目前生產(chǎn)普遍使用的設(shè)備結(jié)構(gòu)提出改進(jìn)方案，即旋轉(zhuǎn)料筐結(jié)構(gòu)。通過對物料在圓柱形料筐內(nèi)的運(yùn)動規(guī)律分析，確定了物料的泄落運(yùn)動最有利于物料間的傳熱過程，并通過力學(xué)研究分析了物料運(yùn)動狀態(tài)的影響因素。通過搭建運(yùn)動實驗平臺驗證了方案的可行性，并在一定范圍內(nèi)變化實驗參數(shù)，根

3、據(jù)對比實驗結(jié)果選取了最適合生產(chǎn)的料筐參數(shù)。
　　對新型膨化設(shè)備的工作原理做了簡要介紹并結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)狀計算了其年產(chǎn)量，新型設(shè)備較原有設(shè)備年產(chǎn)量可增加約40％。根據(jù)工作條件，對設(shè)備的罐體、封頭、夾套、料筐結(jié)構(gòu)及傳動裝置等進(jìn)行了設(shè)計和校核，從而完善了設(shè)備的整體結(jié)構(gòu)。
　　針對低溫高壓膨化干燥的整個生產(chǎn)過程，利用傳熱學(xué)理論，對升溫階段、真空干燥階段、降溫冷卻階段構(gòu)建了各階段的導(dǎo)熱微分方程并從中求解出了物料溫度隨時間的依變關(guān)系;借助氣體

4、膨脹的絕熱模型及集總熱容法對瞬間泄壓過程進(jìn)行熱力學(xué)分析，獲得了最終穩(wěn)定狀態(tài)下的溫度與膨化工藝參數(shù)的關(guān)系，以實現(xiàn)對生產(chǎn)的指導(dǎo)作用。對設(shè)備生產(chǎn)各階段的能耗進(jìn)行了計算，并針對各階段內(nèi)部傳熱的特性選擇高效的遠(yuǎn)紅外加熱裝置;在保證物料均勻受熱的前提下，利用輻射傳熱原理獲得了加熱元件與料筐相對位置關(guān)系方程以優(yōu)化其排布。
　　利用ANSYS有限元分析軟件對所設(shè)計的新型膨化設(shè)備的簡體、接管區(qū)域及錐形封頭進(jìn)行了模型在工作條件下的應(yīng)力、應(yīng)變分析。簡體