混联式太阳能果蔬干燥试验台设计与干燥工艺研究

论文摘要

本论文从新能源开发利用与节能减排的角度出发,基于我国对特色果蔬产品干燥的需求现状,设计了一种以集取太阳辐照能对干燥厢内果蔬物料进行热风干燥的混联式太阳能果蔬干燥试验台,并对该试验台进行了集热效果验证实验,利用该试验台对香菇、山楂进行了干燥试验,结果表明该干燥试验台的运行经济可靠并具有较好的果蔬产品干燥效果。主要研究结果如下：(1)混联式太阳能干燥试验台的总体设计本混联式太阳能果蔬干燥厢式试验台以平板太阳能集热器作为主要集热装置,以穿流厢式干燥室对果蔬产品进行干燥。太阳能集热器和干燥室设计性能的好坏直接影响到果蔬产品的干燥效率和质量。(2)集热系统的设计集热系统采用平板太阳能集热器,将太阳能集热板单体以串并联混合结构排列组合,通过太阳能连接管相接,将热量以热风形式通过风机带入干燥系统。(3)控制系统的设计控制系统设置了多种控制装置,采用变频调速器、数字显示控制仪、配风口等装置对烘干气体的温度、鼓风机的转速进行控制,同时利用微电脑时控开关对鼓风机的运行时间进行自动控制,减少了人力和能源的浪费。控制系统还设有辅助加热装置,可以在日照强度较小或无日照时进行辅助加热。(4)干燥系统的设计果蔬干燥室采用厢式通风方式,干燥室下端与鼓风机相连为进风口,上端为安装有抽风机的出风口,形成厢式通风方式；干燥室分为15层,每层装有两个载料网筛,网筛采用不锈钢材质,筛孔直径大小设计约为10mm,载料的同时不影响热空气的穿过,每块网筛载料面积为2m2,便于上料的完成。(5)干燥工艺的对比对干燥试验台进行了集热效果实验,空载情况下,试验时日天气晴朗,平均环境湿度36%,温度4℃,平均太阳辐照值为535W/m2,经过空载实验得出,干燥室进、出口与环境最高温差达到23.9℃和18.4℃,干燥室进、出口与环境最高湿度差达到22.7%和21.1%。满载情况下,2010年10月利用自制混联式太阳能干燥试验台对香菇、山楂进行了烘干实验,以自然晒干为对照。利用该试验台烘干香菇、山楂的时间分别为6d和10d,较自然晒干时间12d和15d分别提前了6d和5d,缩短干燥周期1/2和1/3,且干制品品质也得到了提高。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 文献综述
• 1.1 中国的能源现状
• 1.1.1 中国传统能源生产消费情况
• 1.1.2 中国的太阳能资源
• 1.2 果蔬干燥方法概述
• 1.2.1 常见果蔬干燥技术
• 1.2.2 我国果蔬干燥技术应用研究情况
• 1.2.3 国外果蔬干燥技术应用研究情况
• 1.3 太阳能干燥果蔬机理研究
• 1.3.1 太阳能干燥原理
• 1.3.2 太阳能集热器机理研究
• 1.3.3 物料干燥特性研究
• 1.4 国内外太阳能干燥设备研究现状
• 1.4.1 国外太阳能干燥设备研究现状
• 1.4.2 我国太阳能干燥设备研究现状
• 1.5 太阳能干燥果蔬存在的主要技术问题
• 1.6 本项目立题依据
• 2 实验研究的内容及意义
• 2.1 实验内容
• 2.1.1 混联式太阳能果蔬干燥试验台设计
• 2.1.2 利用该试验台进行几种果蔬干燥工艺的研究
• 2.2 实验目的与意义
• 2.3 拟解决的关键问题
• 2.4 本试验台创新之处
• 3 混联式太阳能果蔬干燥试验台设计
• 3.1 试验台工作原理
• 3.2 集热系统
• 3.2.1 集热板单体尺寸
• 3.2.2 盖板
• 3.2.3 保温层
• 3.2.4 吸热板
• 3.2.5 涂层
• 3.2.6 倾斜角度
• 3.2.7 集热器面积计算
• 3.2.8 排列方式
• 3.3 干燥系统
• 3.3.1 干燥室
• 3.3.2 风机
• 3.4 控制系统
• 3.5 设备整体
• 4 干燥工艺实验
• 4.1 实验材料选择
• 4.2 实验仪器设备
• 4.3 实验方法
• 4.3.1 实验数据测量方法
• 4.3.2 工艺流程
• 4.3.3 水分测定方法
• 4.3.3.1 初始含水率的测定方法
• 4.3.3.2 即时含水率的测定方法
• 4.3.3.3 复水率的测定方法
• 4.4 实验结果
• 4.4.1 混联式太阳能干燥试验台空载实验结果
• 4.4.2 香菇的烘干实验结果
• 4.4.3 山楂的烘干实验结果
• 5 试验台性能结果与分析
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 实验材料
• 5.1.2 实验方法
• 5.1.2.1 物料前处理
• 5.1.2.2 试验台工作方式
• 5.1.2.3 数据测量方法
• 5.2 实验仪器设备
• 5.3 结果与分析
• 5.3.1 试验台运行情况
• 5.3.2 试验台集热效果
• 5.3.3 试验台干燥性能评价
• 5.3.4 试验台效益评价
• 6 讨论
• 6.1 与现有太阳能集热设备的比较
• 6.2 该太阳能干燥试验台存在的不足
• 6.3 本试验台的性能评价
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.1.1 混联式太阳能干燥试验台的总体设计
• 7.1.2 集热系统的设计
• 7.1.3 控制系统的设计
• 7.1.4 干燥系统的设计
• 7.1.5 干燥工艺的对比
• 7.2 展望
• 8 参考文献
• 9 致谢