張曉艷

（赤峰學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

熱風(fēng)流化床干燥谷物的效果對比研究及設(shè)備的改進(jìn)

張曉艷

（赤峰學(xué)院 化學(xué)化工學(xué)院，內(nèi)蒙古 赤峰 024000）

通過實(shí)驗對LHGZ-2型熱風(fēng)流化床對谷物干燥的工藝的研究，實(shí)驗使用綠豆、黃豆、豇豆、小麥作為實(shí)驗原料，浸泡六小時稱取濕重，并用封口袋密封樣品，考察了干燥室溫度為80℃的條件下，物料的干燥速率曲.實(shí)驗數(shù)據(jù)中綠豆、豇豆、小麥曲線R2的值均大于0.97.曲線的復(fù)相關(guān)系數(shù)R值均與1較為接近，說明數(shù)據(jù)與曲線的復(fù)合度較高.計算得知綠豆、黃豆、豇豆、小麥的平均干燥速率分別為0.010、0.039、0.078、0.081.根據(jù)計算結(jié)果比較干燥速率為：小麥＞豇豆＞黃豆＞綠豆.并通過分析對裝置進(jìn)行了改進(jìn).

熱風(fēng)；谷物；蔬菜；比較；改進(jìn)

1 前言

流化床干燥機(jī)，冷凍干燥機(jī)等已經(jīng)在食品顆粒狀物料、醫(yī)藥的干燥中得到了實(shí)際的應(yīng)用.其中冷凍干燥是一個耗時、耗能的操作,如果工藝條件得不到優(yōu)化的話,完成干燥過程可能需要幾天甚至幾周時間.所以,干燥產(chǎn)品的穩(wěn)定性及耐儲性和工藝時間是實(shí)現(xiàn)冷凍干燥工藝最優(yōu)化的兩個考慮的主要因素[1].對比而言流化床干燥容易操作而且具有以下優(yōu)點(diǎn)：（1）由于氣體和顆粒狀物料充分接觸,實(shí)現(xiàn)了最佳的熱、質(zhì)傳質(zhì)效率,從而得到了較高的干燥速率；（2）節(jié)省空間；（3）較高的熱效率；（4）設(shè)備購置、維護(hù)費(fèi)用低；（5）工藝條件容易控制.很多食品物料都適合于流化床干燥,例如,豆類、快狀蔬菜、水果顆粒、洋蔥片和果汁粉等[2].目前流化床干燥包括普通流化床干燥機(jī)、振動流化床干燥機(jī)（臥式振動流化床干燥機(jī)、立式振動流化床干燥機(jī)、雙質(zhì)體振動流化床干燥機(jī)）、內(nèi)加熱流化床干燥機(jī)、攪拌流化床干燥機(jī)、惰性粒子流化床干燥機(jī)[3].

2 實(shí)驗研究

本實(shí)驗通過對谷物的干燥實(shí)驗,流化床干燥采用熱風(fēng)流動對物料進(jìn)行氣—固二相懸浮接觸的質(zhì)熱傳遞達(dá)到濕顆粒干燥.其采用對流方式干燥，氣固兩相大面積接觸，表現(xiàn)出料床溫差小、干燥速度快、成品含水均勻等沸騰干燥特點(diǎn)[4].了解了流化床干燥設(shè)備.熱風(fēng)通過金屬網(wǎng)穿過物料層，可大大提高傳熱傳質(zhì)效率，但物料必需有一定的形狀以防漏料[5]，通過實(shí)驗對本設(shè)備金屬網(wǎng)板及流化床與旋風(fēng)分離器的接口處提出改進(jìn).

2.1 實(shí)驗裝置

1.入料漏斗 2.旋風(fēng)分離器 3.U管壓差器 4.流化床 5.采樣口與出料口 6.電控箱 7. 備用口 8.孔板流量計 9.旁通閥 10.風(fēng)機(jī) 11.電加熱器 12.網(wǎng)

2.2 實(shí)驗內(nèi)容及分析

本實(shí)驗使用綠豆、黃豆、豇豆、小麥作為實(shí)驗原料，操作步驟如下(以一組綠豆為例)

⑴稱取干綠豆0.5kg.

⑵浸泡六小時稱取濕重616.3g，并用封口袋密封樣品.

⑶在稱取的綠豆中采濕樣，并用封口袋密封樣品，并做好標(biāo)號.

⑷把剩余的綠豆倒進(jìn)封口袋密封保存.

⑸在電控箱設(shè)定熱風(fēng)溫度為80℃左右

⑹將初樣倒進(jìn)流化床內(nèi)開動風(fēng)機(jī)及電熱器，并開始記時[6].

⑺每隔一段時間從采樣口中采樣，并用封口袋密封樣品.

⑻待物料干燥后，停機(jī).

⑼用電熱箱把各個封口袋的樣品烘干至絕干，并稱取絕干重.

表1 綠豆采樣記錄及數(shù)據(jù)處理

表2 黃豆采樣記錄及數(shù)據(jù)處理

表3 豇豆采樣記錄及數(shù)據(jù)處理

表4 小麥采樣記錄及數(shù)據(jù)處理

圖1 不同谷物干燥速率隨時間的變化

3 結(jié)論

3.1 實(shí)驗數(shù)據(jù)中綠豆、豇豆、小麥曲線R2的值均大于0.97.曲線的復(fù)相關(guān)系數(shù)R值均與1較為接近，說明數(shù)據(jù)與曲線的復(fù)合度較高.

3.2 計算得知綠豆、黃豆、豇豆、小麥的平均干燥速率分別為 0.010、0.039、0.078、0.081. 根據(jù)計算結(jié)果比較干燥速率為：小麥＞豇豆＞黃豆＞綠豆.

1.入料漏斗 2.旋風(fēng)分離器 3.U管壓差器 4.流化床 5.采樣口與出料口 6.電控箱 7.備用口 8.孔板流量計 9.旁通閥 10.風(fēng)機(jī) 11.電加熱器 12.網(wǎng) 13.網(wǎng)

3.3 實(shí)驗室實(shí)驗裝置的改進(jìn)

⑴取料口的下邊緣與網(wǎng)在一個平面上，或布風(fēng)板的邊緣在風(fēng)口的上面.這樣可以防止取料時因為床壁碰到取料勺而阻礙取料.

⑵在流化床與旋風(fēng)分離器的接口處加上一個網(wǎng)，防止物料因太輕而被熱風(fēng)帶入旋風(fēng)分離器中損失物料.

⑶改進(jìn)后的裝置圖：

〔1〕Xianlin(Charlie)Tang,Michael J Pikal.Design of freeze-drying processes for pharmaceuticals:practicaladvice[J].Phar-maceuticalResearch,2004.21(2).191～200.

〔2〕張慜，張鵬.食品干燥新技術(shù)的研究進(jìn)展[J].食品與生物技術(shù)學(xué)報，2006，25（2）：116～119.

〔3〕萬風(fēng)嶺，謝蘇江，周昭軍.干燥設(shè)備的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].化工裝備技術(shù)，2006，27（1）:11.

〔4〕鄒龍貴.流化床技術(shù)在制藥工業(yè)應(yīng)用的現(xiàn)狀及前景[J].機(jī)電信息,2005（16）:11.

〔5〕劉廣文.我國干燥設(shè)備的技術(shù)進(jìn)展及未來趨勢[J].通用機(jī)械,2005（4）：20.

〔6〕向飛，楊晶，王立.小麥流態(tài)化干燥實(shí)驗關(guān)聯(lián)式及在熱泵流化床谷物干燥中的應(yīng)用[J].北京科技大學(xué)學(xué)報，2005（27）：109～113.

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