红外辐射加热干燥操作条件优化的研究

摘要

红外辐射干燥是一种新型的干燥方式，由于其具有高效、节能、卫生、便于调节和控制等特点，越来越受到人们的重视。随着红外辐射干燥的使用越来越广泛，人们对干燥过程中的操作条件优化提出了更高的要求，本文通过对红外辐射场温度分布规律的分析找到最佳辐射方案;通过物料干燥实验研究了不同操作参数对干燥过程的影响;最后建立物料干燥模型作为变温干燥实验设计的参考。
　　在红外辐射干燥生产中，红外辐射器的选择关系到干燥的效率和节能问题，因此本文综合分析了几种目前比较常用的辐射器类型，并根据本次实验的特点选择乳白石英发射器作为红外发射器。
　　红外辐射场的分布关系到干燥过程的一致性以及干燥设备的设计。在大规模生产和连续生产过程中，辐射场所起的作用尤为明显。通过实验获得了不同干燥功率和不同辐射器间距情况下的温度分布场，实验结果表明在特定的功率下辐射场温度分布均匀性与辐射器间距有关，并且在辐射器间距由小到大的过程中有最合适距离。通过仿真软件模拟了不同方向上红外辐射场温度的分布、不同数量辐射器的分布和在不同风速条件下辐射场温度分布，在无风条件下找到了满足温度分布均匀条件的最佳辐射器排布方案。
　　不同的辐射角度和辐射功率、物料厚度都会影响红外辐射干燥的效率和产品品质，本文分析了不同条件下的物料干燥特性，然后通过变温干燥找到了最为节能高效的干燥方式:对于南瓜浆等多孔性状物料干燥，先采用中温干燥，达到约85％水分含量时，采用高温短时间快速干燥，待干燥速率开始下降时，采用低温降温干燥的方法，物料的干燥效果最好。
　　干燥数学模型的建立可以帮助我们掌握干燥过程，利用不同功率条件下的实验数据，对不同干燥模型进行了验证，结果表明page模型、Logarithmic模型、Wang and Singh模型、Midilli-Kucuk拟合程度较好，并得出了Logarithmic模型中各个参数与输入功率的关系，得到了南瓜浆干燥模型，该模型作为可以为南瓜浆变温干燥设计的参考，进一步优化干燥进程。

目录

声明

摘要

主要符号表

1 前言

1．1 传统食品干燥设备概述

1．2 课题研究背景

1．2．1 真空冷冻干燥

1．2．2 微波干燥

1．2．3 超声波干燥

1．2．4 低温薄层干燥技术

1．3 红外辐射干燥技术

1．3．1 红外辐射的基本原理和理论

1．3．2 红外辐射材料

1．4 课题研究的内容

2 红外辐射温度分布研究

2．1 试验台介绍

2．2 红外辐射温度分布

2．2．1 实验仪器介绍

2．2．2 灯管表面温度分布

2．2．3 聚酯薄膜表面温度分布

2．2．4 红外辐射温度分布模拟

2．3 本章小结

3 南瓜浆红外辐射干燥研究

3．1 蔬浆干燥机理研究

3．2 南瓜红外辐射干燥的实验

3．2．1 实验准备

3．2．2 实验分析指标

3．2．3 实验过程

3．3 实验影响因素分析

3．3．1 南瓜浆厚度对干燥的影响

3．3．2 辐射管功率对南瓜浆干燥的影响

3．3．3 辐射管间距对南瓜浆干燥的影响

3．3．4 布料位置对南瓜浆干燥的影响

3．4 变温干燥

3．4．1 2000w干燥

3．4．2 2000w-1200w变温干燥

3．4．3 2000w-1600w-1200w变温干燥

3．4．4 1 600w-2000w-1200w变温干燥

3．4．5 实验分析

3．5 本章小结

4 南瓜浆红外辐射干燥数学模型

4．1 干燥模型介绍

4．2 南瓜浆红外辐射干燥模型研究

4．2．1 干燥模型的选择

4．2．2 实验数据处理

4．3 本章小结

5 结论

6 展望

参考文献

致谢