茶葉干燥過程微觀層面失水機理的研究.pdf

1、傳統(tǒng)干燥技術(shù)的研究側(cè)重從宏觀角度著手，忽略了微觀層面水分散失的機理。從微觀層面研究茶葉的失水機理，以此來推斷茶葉干燥的宏觀特性，該思路為茶葉干燥機理的研究開辟了新途徑。本文結(jié)合具體干燥工藝，通過理論分析，數(shù)值模擬和實驗驗證相結(jié)合的方法探究了壓強、溫度、風(fēng)速、空氣濕度對茶葉干燥過程的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在現(xiàn)有的微流體流動理論的基礎(chǔ)上，考慮水蒸氣擴散對多孔介質(zhì)內(nèi)流體流動的影響，推導(dǎo)得到了茶葉組織多孔介質(zhì)內(nèi)的傳質(zhì)方程，連續(xù)

2、性方程，動量方程和能量方程。⑵實驗測得茶葉的孔隙率為0.46，實驗和COMSOL Multiphysics仿真相結(jié)合測得25℃時茶葉內(nèi)部的水分子擴散系數(shù)為2×10-13m2/s。結(jié)合測定的系數(shù)用COMSOL Multiphysics仿真了干燥過程中茶葉內(nèi)部的濕度梯度和溫度梯度。結(jié)果表明茶葉在干燥過程中形成由內(nèi)到外的濕度梯度，而熱風(fēng)干燥時形成由外到內(nèi)的溫度梯度，微波干燥時形成由內(nèi)到外的溫度梯度，由此看來微波-熱風(fēng)聯(lián)合干燥技術(shù)可以彌補單一干

3、燥技術(shù)的不足。⑶用COMSOL Multiphysics仿真了茶葉組織內(nèi)的流體在不同壓強差下的速度及溫升情況。結(jié)果表明存在壓強差的情況下，流體流速明顯增加。由此得到的啟發(fā)是：在實際的茶葉干燥過程中為了使茶葉內(nèi)部形成壓強差，可以采取動壓加工的方法。⑷仿真了不同風(fēng)速下茶葉表面水蒸氣的濃度以及溫度的分布。結(jié)果表明風(fēng)速小于6.1m/s，影響水蒸氣的擴散；風(fēng)速大于10.1m/s，導(dǎo)致茶葉干燥不均勻。⑸對干燥過程涉及到的因素進(jìn)行正交試驗，對正交試驗