我国南方地区稻谷收获期短且时间集中,早稻的收获期恰逢高温多雨的季节,收获后的鲜稻谷含水率高,若不及时进行干燥处理,极易发生沤黄、霉变、甚至腐败,严重影响稻谷的外观、品质和口感。由于收获期时间集中,所以大量高水分稻谷的干燥需求和干燥设备不足的矛盾非常突出。而如果一味追求较高的干燥效率又会对稻谷的品质产生较大破坏,因此,上海一恒科学仪器有限公司认为为了提高稻谷干燥效率和干后品质,降低干燥能耗,必须采用高效合理的干燥方式对稻谷进行干燥处理。热风和真空干燥是两种常用干燥方式,但单一的稻谷热风或真空干燥作业方式自身都存在不可避免的局限性,稻谷热风-真空联合干燥可以将两种干燥方式的优点集合起来,更好地满足稻谷的干燥生产作业。
上海一恒科学仪器有限公司了解到目前,利用联合干燥方式优化果蔬干燥品质已有较多报道。本文上海一恒选取热风温度X1、热风风速、转换点含水率和真空温度作为联合干燥试验的待优化参数组合,设计了四元二次BBD优化试验。以平均干燥速率r、爆腰率b、单位能耗e为指标,建立各指标预测数学模型,并进行显著性检验、方差和响应面分析。最后利用加权评分法对联合干燥工艺参数进行综合优化,得到联合干燥的最优工艺参数组合,并将优化结果与热风、真空单一干燥方式最优参数对应的指标值进行对比分析,为稻谷热风-真空联合干燥提供科学指导和参考依据。
仪器与设备
DZF型真空干燥箱:上海一恒科学仪器有限公司;KW-2型旋片式真空泵(抽气速率4.5CFM):北京科伟永兴仪器有限公司;BC-2型薄层干燥试验台:长春吉大仪器股份有限公司;电子天平(METILERTOLEDOAL204):上海梅特勒-托利仪器有限公司(精度0.0001g);JA5002电子天平(测量精度为10mg):上海精天电子仪器有限公司;电力监测仪(P06S-10A):宁波高新区新诚电子有限公司;筛网3只(10cm×10cm);聚光灯1个;放大镜1个;自封袋若干;密封箱1个。
上海一恒DZF-6020真空干燥箱
(1)本文上海一恒科学仪器有限公司选取热风温度、热风风速、转换点含水率、真空温度作为试验因素,采用BBD试验设计对稻谷热风-真空联合干燥的平均干燥速率、爆腰率、单位能耗进行考察。试验结果表明,热风温度对平均干燥速率和爆腰率影响非常显著,对单位能耗影响不显著;热风风速对爆腰率和单位能耗影响非常显著,对平均干燥速率影响不显著;转换点含水率、真空温度对三个指标的影响均非常显著。3个指标回归模型的R2、R2Adj、R2Pred均在0.9以上,C.V.%均低于10%,说明模型拟合效果较好,准确性较高。
(2)通过加权评分法对3个指标消除量纲进行综合优化,得到平均干燥速率r、爆腰率b、干燥能耗e的最佳权重分配为3:6:1;最优工艺参数组合为X1=40℃ 、X2=0.7m/s 、X3=20.7% 、X4=38.1℃,此时所对应的平均干燥速率为0.000483g/(g·min)、爆腰率为 6.3%、单位能耗为2612kJ/kg。
(3)将联合干燥方式最优参数条件下的各指标试验值与单一干燥方式最优参数对应的指标试验值进行对比分析,结果表明,联合干燥的平均干燥速率比热风干燥降低了29.5%,比真空干燥提高了33.1%;联合干燥的爆腰率比热风干燥降低了10%,比真空干燥降低了13.7%;联合干燥的单位能耗比热风干燥降低了60.1%,比真空干燥降低了12.6%。因此稻谷联合干燥方式较稻谷单一干燥方式优势明显。
以上内容仅供参考。