【摘要】：水稻秸稈營(yíng)養(yǎng)穴盤是以農(nóng)作物秸稈和牛糞為主要原料,經(jīng)氣壓成型和干燥定型等加工工藝制備而成,是水稻植質(zhì)缽育秧盤升級(jí)換代產(chǎn)品,具有非常大的市場(chǎng)發(fā)展?jié)摿ΑＴ谒窘斩挔I(yíng)養(yǎng)穴盤生產(chǎn)過程中,干燥定型是水稻秸稈營(yíng)養(yǎng)穴盤生產(chǎn)工藝中的重要環(huán)節(jié)之一,針對(duì)目前水稻秸稈營(yíng)養(yǎng)穴盤干燥技術(shù)存在的翹曲、斷裂、變形及部分水稻秸稈營(yíng)養(yǎng)穴盤干燥不均勻等問題,將微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥技術(shù)應(yīng)用于水稻秸稈營(yíng)養(yǎng)穴盤,探討了微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥水稻秸稈營(yíng)養(yǎng)穴盤的可行性,優(yōu)化改進(jìn)了微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥裝置,探究了不同的干燥工藝對(duì)水稻秸稈營(yíng)養(yǎng)穴盤品質(zhì)的變化規(guī)律,其結(jié)果不僅能夠避免傳統(tǒng)干燥中出現(xiàn)的問題,還能大大節(jié)省干燥時(shí)間及能耗,具有較高的干燥效率及干燥品質(zhì),為開展水稻秸稈營(yíng)養(yǎng)穴盤微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。主要研究?jī)?nèi)容如下:1.對(duì)微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥裝置進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì),其中包括:(1)氣流初次分配穩(wěn)定器的設(shè)計(jì)。為了確保進(jìn)入氣流分配室的氣流壓力和流量穩(wěn)定,以及能夠方便、精確測(cè)量干燥室內(nèi)的溫度及熱風(fēng)速度,設(shè)計(jì)了氣流初次分配穩(wěn)定器。(2)氣流分配室的優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用計(jì)算流體力學(xué)軟件對(duì)微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥裝置氣流分配室進(jìn)行流場(chǎng)仿真分析,結(jié)合Central Composite Design設(shè)計(jì)理論,進(jìn)行二次回歸正交旋轉(zhuǎn)組合仿真試驗(yàn),得到氣流分配室最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,對(duì)具有優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)的氣流分配室構(gòu)造擾流板,對(duì)其內(nèi)部流場(chǎng)進(jìn)行擾流,進(jìn)一步提高出口氣流速度分布均勻性,確定了最佳的氣流分配室結(jié)構(gòu)。2.探究較優(yōu)的水稻秸稈營(yíng)養(yǎng)穴盤干燥工藝。在單因素的基礎(chǔ)上,確定了微波脈沖比、熱風(fēng)溫度以及熱風(fēng)速度的應(yīng)用范圍,依據(jù)Box-Behnken Design中心組合設(shè)計(jì),采用三因素三水平試驗(yàn)方案進(jìn)行試驗(yàn),利用層次分析法和綜合評(píng)分法確定出各干燥指標(biāo)的權(quán)重及綜合評(píng)價(jià)數(shù)學(xué)模型,確定出各個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)各個(gè)因素影響大小以及對(duì)綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的最佳干燥工藝。經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證,當(dāng)微波脈沖比為1.526,熱風(fēng)溫度為61℃,熱風(fēng)速度為1m/s時(shí),此時(shí)得到綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)為0.8054。相對(duì)誤差為1.6%。證明了該模型的合理可靠性,為開展?fàn)I養(yǎng)穴盤的工業(yè)化生產(chǎn)提供理論依據(jù)。
【圖文】：

圖 1-1 自然風(fēng)干的營(yíng)養(yǎng)穴盤Fig. 1-1 Natural air-dried of straw-based nutrient seeding-growing tray風(fēng)干燥是目前最常用的干燥技術(shù)，其操作簡(jiǎn)單、裝置成本低，應(yīng)用廣泛[35, 3，在熱風(fēng)干燥過程中，熱量由營(yíng)養(yǎng)穴盤表面向內(nèi)部傳遞，而水分則與熱量的方向遷移，從而降低了干燥效率，增加了能耗，且干燥質(zhì)量不理想，出現(xiàn)變形及部分營(yíng)養(yǎng)穴盤干燥不均勻等現(xiàn)象，從而導(dǎo)致了熱風(fēng)干燥營(yíng)養(yǎng)穴盤無法應(yīng)用。

其操作簡(jiǎn)單、裝置成本低，應(yīng)用廣泛[35, 36]。如圖1-2 所示，在熱風(fēng)干燥過程中，熱量由營(yíng)養(yǎng)穴盤表面向內(nèi)部傳遞，而水分則與熱量傳遞方向相反的方向遷移，從而降低了干燥效率，增加了能耗，且干燥質(zhì)量不理想，出現(xiàn)翹曲、斷裂、變形及部分營(yíng)養(yǎng)穴盤干燥不均勻等現(xiàn)象，，從而導(dǎo)致了熱風(fēng)干燥營(yíng)養(yǎng)穴盤無法進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。圖 1-2 利用熱風(fēng)干燥的營(yíng)養(yǎng)穴盤Fig. 1-2 Straw-based nutrient seeding-growing tray with hot wind dry杜雪亭利用蒸汽干燥對(duì)營(yíng)養(yǎng)穴盤進(jìn)行了干燥[37]，如圖 1-3 所示，蒸汽的傳熱特性比相同溫度下空氣的熱傳遞性好[38]，且不會(huì)在營(yíng)養(yǎng)穴盤表面形成硬殼。在相同條件下，對(duì)營(yíng)養(yǎng)穴盤進(jìn)行熱風(fēng)干燥和蒸汽干燥的對(duì)比分析可知：蒸汽干燥無論在感官評(píng)價(jià)還是指標(biāo)評(píng)價(jià)都優(yōu)于熱風(fēng)干燥，利用蒸汽干燥的營(yíng)養(yǎng)穴盤基本克服了翹曲、斷裂和干燥不均勻等現(xiàn)象，但
【學(xué)位授予單位】：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S223.1

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