太阳能果蔬脱水车间性能试验及苹果脱水工艺优化研究

【摘要】：本文对甘肃省农业科学院农产品贮藏加工研究所自主设计、建造的“日光温室+高效集热器+湿差通风排湿”型太阳能脱水车间的性能进行了功能性试验,开展了在特定太阳能脱水车间条件下,苹果脱水工艺技术和湿度差通风排湿脱水技术研究。研究探讨了室内外温湿度变化、室内外湿差变化及原料切片厚度、载样量等技术参数对苹果脱水干燥速率的影响。同时将太阳能脱水与热风脱水的能耗进行对比分析,阐明了太阳能车间苹果脱水的节能、环保效果。研究结果如下: 1.太阳能果蔬脱水车间设施结构研究结果表明,在日光温室的基础上,增加了太空管,可以使太阳能利用率提高21%;采用热交换器及水循环系统解决了太阳能的光热转化和蓄能问题;充分利用我国西部地区干燥空气资源,通过利用湿差脱水技术,代替了辅助加热,解决了夜间和冬季脱水效率低的问题。做到了白天靠太阳,晚上靠通风排湿,实现了太阳能脱水车间四季和昼夜连续作业。 2.采用MCGS组态软件全自动监控系统对太阳能脱水车间室内外温湿度进行了系统检测和记录。结果表明,温室内夏天最高室温71℃,冬天最高室温30℃,温室内外平均温度差值在6~15℃,最高温度差值在22~38℃;在加负载的情况下,温室内平均湿度52%,最高湿度80%,温室外平均湿度40%,最高湿度70%,室内外平均湿差12%。 3.在特定的太阳能脱水车间条件下,利用响应面分析法中的Box-Benhnken中心组合试验设计优化了苹果太阳能脱水工艺中的主要技术参数,并建立了回归模型。结果表明,切片厚度、载样量、室内外湿度差对脱水速率均有显著的影响。太阳能苹果最佳脱水工艺参数:厚度0.5cm、载样量10㎏、室内外湿度差为15%,此条件下的脱水速率为0.0165%·min-1。 4.对太阳能脱水干燥苹果的节能、环保效果,研究表明:采用该技术节能减排优势明显,降低了生产成本,符合节能环保和可持续发展的趋势,产品经济效益显著。太阳能脱水干燥苹果与传统热风干燥相比,节能率为69.2%。每生产1t脱水苹果片,可节约标煤4.52t,同时可减少排放二氧化硫54.24kg、二氧化碳6.78t、烟尘67.8kg和灰渣1175kg。每生产1t苹果干节约4142元。 【关键词】：太阳能 脱水车间 性能 干燥 优化
【学位授予单位】：甘肃农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2010
【分类号】：TS255.4
【目录】：

• 摘要3-4
• Summary4-9
• 第一章 文献综述与立题依据9-19
• 1 文献综述9-17
• 1.1 我国的能源与环境状况9
• 1.2 西部丰富的太阳能资源9-10
• 1.3 太阳能干燥装置的分类及其特点10-12
• 1.4 国内外研究现状12-16
• 1.5 太阳能干燥技术的发展前景16-17
• 2 立题依据17-19
• 第二章 苹果太阳能脱水干燥车间功能性试验研究19-29
• 1 前言19
• 2 材料与方法19-22
• 2.1 试验基础条件19-21
• 2.2 试验材料21
• 2.3 试验方案21-22
• 3 结果与分析22-28
• 3.1 太空管集热器集热试验效果分析22
• 3.2 湿差通风除湿试验效果分析22-24
• 3.3 温室内外温度变化规律研究24-27
• 3.4 温室内外湿度变化规律研究27-28
• 4 本章小结28-29
• 第三章 苹果太阳能脱水工艺的优化29-43
• 1 前言29-35
• 1.1 太阳能干燥原理29-30
• 1.2 干燥过程曲线30-31
• 1.3 影响干燥速率的因素31-33
• 1.4 太阳能干燥的除湿过程分析33-35
• 2 材料与方法35
• 2.1 试验材料35
• 2.2 试验仪器35
• 2.3 试验方案35
• 3 结果与分析35-42
• 3.1 苹果太阳能脱水工艺的单因素试验35-38
• 3.2 苹果太阳能脱水工艺参数的确定、模型的建立及验证38-41
• 3.3 工艺条件的确定以及回归模型的验证41-42
• 3.4 苹果太阳能脱水的中试研究42
• 4 本章小结42-43
• 第四章 太阳能干燥与热风干燥对对苹果品质的影响43-51
• 1 前言43
• 2 材料与方法43-48
• 2.1 试验材料43
• 2.2 试验仪器43
• 2.3 试验方案43-48
• 3 结果与分析48-50
• 3.1 太阳能干燥与热风干燥苹果片营养成分比较48-49
• 3.2 太阳能干燥与热风干燥苹果片色泽比较49-50
• 4 本章小结50-51
• 第五章 太阳能干燥的节能减排效果及社会经济效益51-55
• 1 前言51
• 2 材料与方法51
• 2.1 试验材料51
• 2.2 试验仪器51
• 2.3 试验方案51
• 3 结果与分析51-54
• 3.1 太阳能干燥的节能效果51-53
• 3.2 太阳能干燥减排效果53
• 3.3 社会经济效益53-54
• 4 本章小结54-55
• 第六章 结论55-56
• 参考文献56-61
• 附图61-62
• 致谢62-63
• 个人简介63-64
• 导师简介64

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