龙眼干燥工艺研究及热泵干燥过程热力学分析

摘要

干燥技术已广泛应用于工、农业生产的各个领域。干燥过程是产品生产过程中耗能非常大的一个生产环节，随着科学技术的进步，这一过程的节能减排技术越来越多地被社会认可，热泵技术就是其中的一个重要方式。热泵干燥技术具有以下优势:高效节能、温度调节范围宽、可利用惰性介质实现无氧干燥、自动化程度高、环保卫生和干燥时间短等特点。本文采用GHRH-20型高温热泵干燥装置，通过不同的处理方式、改变热泵干燥的温度以及风速等影响龙眼干燥的主要因素，对龙眼热泵干燥工艺展开了相关的研究，并对干燥后的龙眼进行了干燥曲线分析、质构分析和感官评定。建立了龙眼热泵干燥数学模型，并利用ANSYS软件对整果龙眼干燥温度场的分布进行了模拟，并对热泵干燥过程进行了简单的热力学分析和对热泵干燥装置进行评价。实验结果表明:
　　1.利用ANSYS软件对整果龙眼干燥温度场的分布进行模拟，由于龙眼果壳外层的厚度比果核和果肉的厚度小很多，而且龙眼果壳的传热特性非常好，因此，研究龙眼物料内部的温度场分布时，近似把龙眼果壳表皮层和果肉果核层看成是均质材料，整果龙眼干燥前须适当地进行预热。
　　2.首先，基于GHRH-20型高温热泵干燥装置开展龙眼干燥实验，采用了单因素实验分析方法，对龙眼热泵干燥的干燥工艺展开了研究。从不同的处理方式（整果和去壳去核）、干燥温度、干燥风速对龙眼干燥速率、质构值和感官评价等因素对干燥影响。结果表明:(1)处理方式和干燥温度对干燥时间有显著影响，干燥风速对干燥时间无明显影响;(2)同种处理方式下，干燥温度对干燥时间、感官评价有显著影响，干燥风速对干燥时间和感官评价均无明显影响。
　　3.其次，根据单因素实验结果，确定实验影响因素及因素水平，即干燥速率、质构值、感官评价值作为衡量指标，采用综合平衡法和方差分析法进行实验分析，得到最佳干燥工艺参数为:带壳整果干燥，干燥温度60℃，干燥风速3m/s。
　　4.最后，开展了热泵干燥过程的原理分析、干燥介质空气循环过程分析，以热力学第一定律和热力学第二定律为基础，运用(炯)分析的原理对干燥箱的干燥过程进行能量统一标准的分析，为合理节能提供了方向。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 龙眼加工产业现状

1．2 龙眼干燥技术研究进展

1．2．1 传统龙眼干燥技术

1．2．2 国内外干燥技术的研究现状

1．3 热泵与节能技术

1．4 本文研究的主要内容

2 龙眼干燥数学模型建立及内部温度场分析

2．1 龙眼数学模型的建立

2．2 整果龙眼的温度场分布分析

2．3 本章小结

3 龙眼热泵干燥工艺研究

3．1 材料和设备

3．1．1 实验材料

3．1．2 实验装置与仪器

3．2 方法和测试指标

3．2．1 龙眼热泵干燥实验方法

3．2．2 水分含量的测定

3．2．3 龙眼果肉粘度硬度评定

3．2．4 干燥龙眼果肉的感官评定

3．3 实验结果与分析

3．3．1 龙眼热泵干燥实验结果及分析

3．3．2 干燥风速对龙眼热泵干燥速度的影响

3．3．3 不同干燥条件下龙眼的品质分析

3．3．4 龙眼果肉的感官评定

3．4 实验设计及结果分析

3．4．1 实验设计

3．4．2 实验结果分析

3．4．3 综合平衡法

3．4．4 方差分析实验结果

3．5 本章小结

4 热泵干燥过程热力学分析

4．1 热泵干燥过程的理论分析

4．1．1 干燥过程的物理模型

4．1．2 热泵干燥过程的空气循环过程分析

4．1．3 干燥箱内的传热状况和空气参数变化

4．2 干燥过程热力学分析

4．2．1 干燥过程干燥箱内的质量和能量分析

4．2．2 干燥箱内的变质量热力学分析

4．3 干燥过程的（火用）效率分析

4．4 本章小结

5 总结与展望

5．1 总结

5．2 展望

参考文献

致谢