基于碳纤维红外板加热的干燥装备设计与试验

• 作者: 刘嫣红 张卫鹏 张玉明 方小明 潘忠礼 肖红伟 薛令阳 郑志安 高振江
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 工学
• 关键词: 干燥 红外加热 碳纤维 装备设计 苹果块
• 年，卷（期）: 2016,（17）
• 所属期刊栏目: 农产品加工工程
• 页码范围: 242-251
• 页数: 10页
• 分类号: TS255.1|TQ028.6
• 字数: 7064字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2016.17.032

摘要

为探索基于碳纤维红外板加热的真空脉动干燥特性，该文将碳纤维红外干燥技术和真空脉动干燥技术相结合，设计了基于碳纤维红外板的真空脉动干燥装备。该装备由干燥室、真空系统、单层干燥单元、控制系统组成。为便于分析，将实际真空脉动过程划分为4个阶段：抽真空阶段、真空保持阶段、破空阶段、常压保持阶段。设计了基于MODBUS协议的控制系统，以触摸屏为主机，单片机为从机，组成控制器网络。基于干燥室内真空度的监测，采用时序控制，实现干燥室内“真空—常压”的连续转换。基于对碳纤维红外板温度的监测，结合物料内部温度的反馈，实现对干燥温度的有效调控。并以20 mm×20 mm×5 mm的苹果块为试验原料进行试验验证。结果表明：1）该干燥装备设计方案和控制方案可靠，可实现“真空—常压”的连续脉动，并有效干燥物料；2）碳纤维红外板功率1.1 kW/m2，发热面距离料盘上表面3 cm情况下，干燥效果较佳；3）当碳纤维红外板表面温度为65℃时，在真空保持阶段，苹果块内部温度约为31℃，常压阶段，会迅速上升到约37℃。干燥后期，碳纤维红外板表面温度有波动下降趋势，适当降低其温度有助于干燥进行。相比红外热风干燥，苹果块干燥时间缩短30%；4）两种干燥方式下干燥的苹果块色泽存在明显差异，真空脉动红外干燥较优。该文研究的干燥装备和研究结果可应用于苹果块等果蔬物料的干燥，并可为红外干燥技术、真空脉动干燥技术的联合应用提供理论依据。