紅外輻射干燥是一種復(fù)雜的非穩(wěn)態(tài)傳熱傳質(zhì)過(guò)程,同時(shí)伴隨著物料的水分遷移、質(zhì)構(gòu)特性變化和品質(zhì)特性變化。深入研究干燥特性和水分遷移規(guī)律是優(yōu)化干燥參數(shù)、優(yōu)選干燥工藝流程和研發(fā)干燥裝備的重要基礎(chǔ),因此谷物干燥機(jī)械化對(duì)農(nóng)業(yè)裝備現(xiàn)代化有著極為重要的意義。本文研究了紅外輻射條件下玉米穗的干燥特性,針對(duì)玉米穗收獲后含水率較高、直接脫粒易導(dǎo)致籽粒破碎等問(wèn)題,以減少玉米產(chǎn)后損失為目標(biāo),進(jìn)行了如下研究與探索:⑴基于分段干燥工藝,研制了一種紅外玉米穗干燥試驗(yàn)臺(tái),并對(duì)關(guān)鍵零部件進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算。干燥過(guò)程中,玉米穗在撥料桿的撥動(dòng)下、承托在托料裝置上向前邊滾邊滑,以保證試驗(yàn)過(guò)程中玉米穗均勻地吸收紅外輻射熱進(jìn)行干燥,不僅提高了其工作可靠性和干燥均勻性,而且成倍提高了空間利用率;設(shè)置了落料裝置,以保證玉米穗在落料時(shí)“大端小端”同時(shí)水平落下,避免玉米穗“卡滯”在導(dǎo)料槽中。⑵利用自行研制的試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了不同溫度條件下的紅外玉米穗干燥試驗(yàn),研究了等溫干燥和變溫干燥等對(duì)收獲期玉米穗水分遷移和干制品品質(zhì)的影響規(guī)律。結(jié)果表明:等溫紅外干燥時(shí),干燥溫度為58℃、輻射距離為190mm時(shí)的干燥速率達(dá)2.25%/h,且玉米籽粒的外觀品質(zhì)最佳;變溫紅外干燥時(shí),較佳的干燥溫度范圍為55℃~65℃,且采用逐漸升溫干燥時(shí)的干燥品質(zhì)較好。⑶利用自行研制的試驗(yàn)臺(tái)進(jìn)行了多因素條件下的紅外玉米穗單因素干燥試驗(yàn),研究了不同干燥溫度、功率密度、輻射距離和輸送速度等參數(shù)對(duì)玉米穗干燥特性的影響規(guī)律。結(jié)果表明:較佳的功率密度為0.48 W/cm2左右;較佳的干燥溫度為58℃左右;較佳的輻射距離為190mm左右;在700~1100r/min的輸送速度范圍內(nèi),較佳的輸送速度為700r/min左右。⑷在上述研究的基礎(chǔ)上進(jìn)行了多因素條件下的玉米穗紅外干燥3因素3水平正交試驗(yàn),優(yōu)化了紅外干燥工藝參數(shù)。結(jié)果表明:影響玉米穗紅外輻射干燥平均干燥速率因素的主次順序?yàn)锽(輻射距離)、C(功率密度)、A(干燥溫度);干燥溫度為61℃、輻射距離為190mm和功率密度為0.48W/cm2時(shí),具有較高的平均干燥速率;干燥溫度為58℃、輻射距離為190mm和功率密度為0.48W/cm2時(shí),具有最佳的干燥效果。本文研制的紅外玉米穗干燥試驗(yàn)臺(tái)具有傳熱效率高、能耗低、干燥均勻性好,且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作可靠等優(yōu)點(diǎn),這對(duì)于降低玉米穗脫粒過(guò)程中的籽粒破損率,減少玉米的產(chǎn)后損失,確保玉米的豐產(chǎn)豐收具有重要意義。本文為紅外玉米穗干燥裝備的研發(fā)奠定了基礎(chǔ),為玉米干燥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了技術(shù)參考。
【學(xué)位單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類(lèi)】：S226.6
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題背景及意義
    1.2 農(nóng)產(chǎn)品紅外干燥研究現(xiàn)狀
        1.2.1 紅外果蔬干燥研究現(xiàn)狀
        1.2.2 紅外谷物干燥研究現(xiàn)狀
    1.3 存在的問(wèn)題及發(fā)展趨勢(shì)
    1.4 主要研究?jī)?nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第二章 紅外玉米穗干燥試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)與計(jì)算
    2.1 紅外玉米穗干燥試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)原理及特點(diǎn)
        2.1.1 基本結(jié)構(gòu)
        2.1.2 工作原理
        2.1.3 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
    2.2 總體方案設(shè)計(jì)
        2.2.1 轉(zhuǎn)速計(jì)算
        2.2.2 功率計(jì)算
    2.3 主要零部件設(shè)計(jì)
        2.3.1 輸送裝置設(shè)計(jì)
        2.3.2 輻射裝置設(shè)計(jì)
        2.3.3 落料裝置設(shè)計(jì)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 不同干燥溫度條件下紅外玉米穗干燥試驗(yàn)研究
    3.1 試驗(yàn)方法及指標(biāo)
        3.1.1 試驗(yàn)方法與步驟
        3.1.2 試驗(yàn)方案
        3.1.3 試驗(yàn)指標(biāo)計(jì)算方法及初始含水率
    3.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.2.1 等溫干燥對(duì)干玉米品質(zhì)的影響及分析
        3.2.2 等溫干燥對(duì)玉米穗含水率的影響規(guī)律
        3.2.3 分段變溫干燥對(duì)干玉米品質(zhì)的影響及分析
        3.2.4 變溫方式對(duì)玉米穗含水率的影響規(guī)律
    3.3 本章小結(jié)
第四章 多因素條件下紅外玉米穗干燥試驗(yàn)研究
    4.1 不同干燥參數(shù)的紅外玉米穗單因素干燥試驗(yàn)
        4.1.1 功率密度對(duì)干燥特性的影響
        4.1.2 干燥溫度對(duì)干燥特性的影響
        4.1.3 輻射距離對(duì)干燥特性的影響
        4.1.4 輸送速度對(duì)干燥特性的影響
    4.2 正交試驗(yàn)及其分析
        4.2.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.2.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
    4.3 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間的科研成果及參與課題
致謝

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本文編號(hào)：2842072