硝酸钠废水分段式组合蒸发系统的构建与仿真比选

硝酸钠废水是一种高沸点升溶液,采用经验图表-吉辛科公式、仿真模拟和杜林直线法则3种方法对比计算硝酸钠废水的沸点升;结合蒸汽压缩机提升二次蒸汽温度的能力,提出分段式组合蒸发工艺,即“MVR+单效”和“MVR+双效”。利用Aspen Plus软件对“MVR+双效”系统进行流程模拟,定量分析了进料温度对MVR系统补充蒸汽量的影响,考察了MVR出料浓度与压缩比对蒸发器有效传热温差、换热面积和压缩机能耗的影响;对传统三效蒸发、“MVR+单效”和“MVR+双效”进行经济性分析。结果表明:MVR蒸发器加热蒸汽量和补充蒸汽量随进料温度升高线性下降,当进料温度大于81.5℃时压缩机的喷淋水量可提供MVR系统所需补充蒸汽量;MVR蒸发部分的最优工况为压缩机压缩比1.9,MVR出口硝酸钠质量分数45%;“MVR+双效”系统年运行成本和年总成本最低。

基于声发射法的热风干燥中稻谷籽粒玻璃化转变行为研究

稻谷热风干燥过程中,玻璃化转变行为将导致籽粒内部微结构和物性变化,进而导致干燥应力和内裂纹,甚至爆腰。本研究利用稻谷干燥数学模型模拟籽粒玻璃化转变过程;建立稻谷籽粒内裂纹声发射实时检测实验平台,监测籽粒干燥过程中的破裂声波。结果表明:稻谷籽粒在热风干燥过程中,其玻璃化转变时间点随干燥温度的降低而提前,等温干燥温度在35~45℃内时,籽粒在升温段由玻璃态快速向橡胶态转变,而在干燥阶段则由橡胶态逐渐向玻璃态转变,并且干燥温度越低籽粒玻璃化转变速率越快,当干燥温度大于44℃时,籽粒将维持橡胶态至干燥结束。等温干燥温度在37~41℃时籽粒的声发射信号比较丰富,籽粒在主干燥阶段的玻璃化转变行为会促进其裂纹的产生,在39℃左右,籽粒因破裂动作产生的声波信号最为强烈;在37~41℃的干燥温度下,稻谷籽粒的玻璃化转变行为存在时间顺序,其破裂声发射信号集中区时间段与玻璃化转变时间段存在重合和跟随现象。

热泵干燥技术的应用现状及展望

热泵干燥是一种新型的环保干燥技术,具有热效率高、节能效果显著以及运行稳定可靠等特点。探讨热泵干燥技术的应用现状及未来发展趋势,对热泵干燥器的分类和应用现状进行分析;介绍不同干燥方法所采用的动力学模型,总结热泵干燥器对物料颜色和营养成分的影响;对未来热泵干燥技术的发展趋势进行展望。结果表明:热泵干燥器主要有空气源热泵干燥器、地源热泵干燥器和混合式热泵干燥器3种,其中利用可再生能源的混合式热泵干燥器可显著提高干燥过程的能效;另外,热泵干燥技术能有效地缩短干燥时间,改善色泽的同时最大限度地保留物料的营养成分。热泵干燥技术目前在农业、食品、医药等行业得到广泛应用,将进一步扩展到更多的行业和领域,预计会取得更好的应用效果。

干燥介质相对湿度对胡萝卜片热风干燥特性的影响

为了探究相对湿度和阶段降湿对热风干燥过程的影响,该文在干燥温度60℃、风速3.0 m/s条件下,研究了相对湿度（20%、30%、40%、50%）及第一阶段相对湿度50%保持不同时间（10、30、60、90 min）,第二阶段相对湿度20%下,胡萝卜片的干燥特性和温度变化规律;利用Weibull分布函数对干燥曲线进行拟合并分析干燥过程,结合尺度参数估算水分有效扩散系数;基于复水比、色泽、干燥时间和能耗对不同相对湿度条件下的干燥过程进行评价。研究结果表明：相对湿度保持恒定条件下,干燥速率先上升后下降,且相对湿度越低干燥速率越大。降低相对湿度有利于缩短干燥时间,热风相对湿度20%比50%条件下干燥时间缩短了27.6%;分段降湿干燥条件下,热风相对湿度50%保持30min后降低为20%,其干燥时间比相对湿度恒定为20%条件下缩短了18.5%,干燥过程出现2个升速阶段;Weibull分布函数可以很好地描述胡萝卜恒定湿度和阶段降湿干燥过程。尺度参数α范围在1.864~3.635 h之间,形状参数β值在1.296~1.713之间,水分有效扩散系数在1.17×10-9~2.92×10-9 m2/s之间。对绿红值、复水率、能耗和干燥时间进行综合评价显示,热风相对湿度50%保持30 min干燥条件下绿红值最高为41.4,能耗相比于恒定相对湿度20%条件下减少了6.0%,复水比较高为3.81,综合评分较高为0.91。该文揭示了干燥介质相对湿度对胡萝卜片干燥特性的影响规律,对于优化干燥介质湿度控制策略以提高干燥速率和品质,降低干燥能耗提供了科学依据和技术支持。

基于Weibull函数不同干燥方式下的茯苓干燥特性

为缩短干燥时间，克服茯苓块干燥后表面龟裂、易于破碎的缺陷，改善干燥品质；将自然晾晒、普通热风干燥、气体射流冲击干燥、真空脉动干燥4种技术应用于茯苓块的干燥，研究了茯苓的干燥特性；利用Weibull函数对其干燥曲线进行拟合并分析干燥过程，结合尺度参数、形状参数计算茯苓块的水分有效扩散系数、干燥活化能，并与Fick第二定律进行比较；测定了不同干燥条件下的破碎率、浸出物质量分数；并基于能耗、尺度参数、破碎率、浸出物质量分数对3种人工干燥方式进行了综合评价。结果表明：1）茯苓块在4种干燥方式下均表现为降速干燥，但普通热风干燥、真空脉动干燥前期存在升速段；2）Weibull 函数能够准确拟合不同干燥方式下的干燥曲线；尺度参数随着温度、风速的增加而减小；形状参数与干燥方式有关，普通热风、真空干燥的形状参数值均大于1，气体射流干燥的形状参数值均小于1；3）基于Weibull函数计算水分有效扩散系数、干燥活化能，可克服Fick第二定律只适用于降速干燥的缺陷；估算的水分扩散系数范围为3.90^10-9～20.40^10-9m2/s；干燥活化能为29.45～40.09 kJ/mol，且不同干燥方式间的活化能存在差异；4）不同干燥方式下茯苓块破碎率存在显著性差异（p〈0.05）；真空脉动与自然晾晒的破碎率均低于5.00%；试验参数范围内，气体射流的温度、风速与破碎率无相关关系，破碎率均值为62.68%；普通热风干燥方式下，破碎率随温度的升高而增大；5）真空脉动干燥方式下浸出物质量分数最高，为4.54%～4.75%；综合评价结果表明茯苓块的干燥宜采用真空脉动干燥技术。该研究探索了不同干燥技术下茯苓块的干燥特性和品质，为选择合适的干燥工艺提供了理论依据。

基于Weibull分布函数的马铃薯丁薄层热风干燥特性

为了实现马铃薯的规模化热风干燥,提高脱水制品的品质、降低生产能耗和成本,该文以薄层干燥试验为基础,研究了鲜切马铃薯丁在不同热风温度（40、50、60、70、80、90℃）、风速（0.5、1.0、1.5、2.5、3.5 m/s）和切丁长度（2.5、5、10、15 mm）条件下的干燥曲线、水分有效扩散系数和干燥活化能。利用Weibull分布函数拟合了干燥曲线,并建立了风温、风速和切丁长度与模型参数的定量关系。研究表明：鲜切马铃薯丁的热风干燥过程服从Weibull分布函数（R2=0.991～0.999）,是典型的降速干燥过程,模型的尺度参数与热风温度、风速和切丁长度有关;模型的形状参数与风速和切丁长度有关,而温度对其影响不显著（P〉0.05）;水分有效平均扩散系数在1.859～12.509×10-9 m2/s之间,与热风温度和风速显著相关（P〈0.05）,而物料切丁长度对其影响不显著（P〉0.05）;几何尺寸值与干燥物料的切丁长度和风速有关;马铃薯丁热风干燥的活化能为19.107 k J/mol。该研究可为马铃薯热风干燥提供理论和技术基础。

中短波红外联合气体射流干燥提高茯苓品质

为探索茯苓的干燥特性,改善茯苓干燥品质,该文将中短波红外联合气体射流干燥技术应用于茯苓块的干燥。利用Dincer模型拟合茯苓块干燥曲线,结合滞后因子、干燥系数分析干燥过程,并估算其水分有效扩散系数。给出Dincer模型的具体应用方法,求出并分析不同干燥条件下的毕渥数、水分有效扩散系数、传质系数。测定干燥后茯苓块的破碎率,及茯苓块浸出物的质量分数。对比分析Fick第二定律、Weibull函数、Dincer模型的优缺点。结果表明：1）与气体射流干燥相比,中短波红外联合气体射流干燥可缩短干燥时间,降低破碎率约18%,提高浸出物质量分数约1%;联合干燥过程亦为降速干燥;试验参数范围内,提高温度、风速均可提高干燥速率;2）滞后因子范围为1.0136-1.0202,且温度、风速越高,干燥速度越快,干燥系数越大;3）联合干燥技术的的毕渥数为0.0826-0.0982,小于0.1,表明干燥过程与边界的对流换热热阻有关。传质系数的范围为1.0319×10^-6-1.8003×10^-6 m/s。4）基于Fick第二定律、Weibull分布函数、Dincer模型计算的水分有效扩散系数变化趋势一致,均随温度、风速的升高而增加。Fick第二定律不要求干燥曲线呈＂指数＂形式,但仅适用于降速干燥。Weibull分布函数不考虑边界的对流换热热阻。Weibull分布函数、Dincer模型均可应用于非降速干燥,但二者的缺陷是干燥曲线需呈＂指数式＂拟合。综上所述,中短波红外联合气体射流干燥技术可提高茯苓品质,借助于Weibull函数、Dincer模型可从不同角度更全面地解读干燥过程。研究结果可为Dincer模型在茯苓生产加工过程中联合干燥技术的应用提供参考。

微波干燥姜片模型建立与去水机理分析

研究了姜片在单位质量微波功率0.8、1.2、1.6 W/g(干基)条件下的干燥过程,拟合分析了微波流态化干燥姜片的数学模型,认为Wang-Singh模型最适合描述微波干燥姜片的降水过程。通过核磁共振(NMR)技术研究了姜片干燥过程中水分的流动特点,发现干燥过程中自由水很快转变成不易流动的束缚水,整个干燥过程以干燥束缚水为主;在最后阶段束缚水降低到一定程度,结合水含量增加;微波流态化干燥过程中去水不均的现象没有完全消除。研究为控制微波干燥姜片的降水过程和工艺优化提供了理论依据。

真空冷却预处理在微波冻干胡萝卜片中的应用

为了探讨真空冷却预处理在微波冻干工艺中应用的可行性,该文以WDG-5型微波冻干设备为平台,以胡萝卜为试验原料,开展真空冷却预处理工艺试验以及3组不同工艺方法包括真空冷却后无冷库冻结、真空冷却后再冷库冻结、无真空冷却处理对微波冻干的影响研究。真空冷却工艺试验中,在真空泵和冷阱制冷机组满负荷运转的工况下,预处理22min后胡萝卜片达到冰点,物料失水16.5%,在预处理60min后,物料表层和芯部温度分别为-41.2、-29.5℃,物料总失水20%。3组冻干试验中,与无真空冷却处理组相比,真空冷却后无冷库冻结组、真空冷却后再冷库冻结组的干燥初期微波安全加载功率相对较高,冷冻干燥时间缩短了2h,总耗电分别节省了17.3%、19.9%;3组试验的冻干胡萝卜片在含水率、复水率、颜色等指标方面均无显著差异,真空冷却后无冷库冻结组、真空冷却后再冷库冻结组的胡萝卜片维生素C保存率均超过80%,而无真空冷却处理组维生素C保存率为68%。结果表明,在胡萝卜片微波冻干工艺中应用真空冷却预处理技术,有效改善了冻干初期的微波低压放电问题,缩短干燥时间,降低能耗,并提高维生素C保存率。

热板-微波联合真空冷冻干燥茭白工艺优化

为降低新鲜茭白冻干作业能耗,提高冻干成品的品质,以总能耗、体积保留率、复水比、色差值为考察指标,开展了热板冻干、微波冻干、热板-微波联合冻干试验研究。研究表明:35℃热板冻干后茭白品质好,但能耗高;60℃热板冻干能耗低,但水分升华过快对茭白微观结构造成较大破坏,降低了茭白品质;采用35℃热板冻干8 h后,再采用60℃热板冻干或3 k W微波冻干可有效降低冻干能耗,同时冻干后茭白品质良好。在此基础上,采用均匀设计法,开展热板-微波联合冻干工艺参数优化试验研究,通过逐步回归分析,得出了冻干总能耗、体积保留率、复水比、色差关于加热板温度、脱水转换点、微波功率的三元二次回归方程,并通过四维切面等位线图分析了上述4个考察指标受3个试验因素取值变化的影响机理。最后,采用综合加权评分和逐步回归分析得出综合指标关于加热板温度、脱水转换点、微波功率的回归方程,进一步确定加热板温度为30℃、脱水转换点为72%、微波功率为3 k W为最优的热板-微波联合冻干工艺参数,此时综合加权评价指标值76.07,总能耗、体积保留率、复水比、色差分别为90.6 k W·h、51.86%、10.59、4.32。该研究为制定产品优良、高效节能的冻干工艺提供参考。

碳纤维红外板辐射特性及其农产品物料干燥试验

为将碳纤维红外板的辐射加热技术应用于农产品物料的干燥中,探究其辐射加热特性和干燥特点。在介绍其制作工艺的基础上,以碳纤维红外板作为辐射热源搭建干燥试验台,对胡萝卜块、苹果块、香蕉块、木耳等4种常见果蔬物料进行干燥。通过实时采集、检测干燥过程中物料内部温度、干燥室温度、相对湿度变化情况了解干燥进程;并对红外干燥过程中物料升温情况、物料厚度、辐射间距、干燥方式进行探讨。结果表明：1）碳纤维红外板可作为红外干燥热源,辐射功率1.1 k W/m2时,能发射1~30μm的中、长波红外线,且主要集中在5~15μm,红外板表面温度范围为84~92℃。辐射间距8 mm条件下,4种物料从水分比1干燥到水分比0.1时,耗时为270~300 min,且20 mm×20 mm×11 mm的胡萝卜片内部温度升高到60℃仅需20 min。2）胡萝卜片长宽20 mm×20 mm,厚度5~11 mm范围内,在干燥中期近似恒温段,物料中心温度随厚度的增加而增加。3）辐射间距为4~12 mm范围内,辐射间距越大,干燥时间越长。4）与普通热风干燥相比,红外—热风联合干燥可有效缩短40%干燥时间,能耗约为普通热风干燥的49.39%;干燥前期排湿、干燥过程较小的风速均有助于红外干燥的进行。综上所述,碳纤维红外板可作为干燥热源。研究结果可为碳纤维在干燥领域的实际应用提供理论依据。

一种硫酸镍干燥新工艺浅析

基于硫酸镍及其水合物特性,介绍了一种集干燥、冷却于一体的固定流化床干燥工艺,并配合尾气再循环等粉尘处理工艺,达到节能环保的要求。该系统处理量可达16 t/h以上,尾气系统处理量最多可减少45%,干燥物料能节省热量7000 cal/t。

基于监测物料温度的胡萝卜热风干燥相对湿度控制方式

针对热风干燥中,表面易结壳农产品物料阶段降湿干燥中各阶段高湿和低湿保持时间较难确定的问题,该文提出了在干燥介质温度和风速一定时,基于监测物料温度的热风干燥相对湿度控制方式。该控制方式在前期预热阶段保持较高恒定的相对湿度值,使物料迅速升温;中期干燥阶段物料温度保持特定值进行排湿干燥,物料温度有上升趋势时停止排湿使之升温;后期降速干燥阶段,物料保持较高温度值进行排湿干燥。胡萝卜的热风干燥验证试验研究结果表明,预热阶段,相对湿度控制最大偏差为1.0%;中期干燥阶段,物料排湿干燥物料温度保持值逐渐升高,物料温度上升至保持温度的最大误差为0.8℃;在后期干燥阶段,检测湿含量之差小于0.5 g/kg,判定干燥结束相对于称量判定干燥结束终点时间延迟为9 min。该干燥时间相比于前期相对湿度50%后期连续排湿和前期相对湿度50%后期相对湿度20%缩短了19.7%。该文提出了一种基于监测物料温度的热风干燥相对湿度调控策略,控制精度高,延迟时间短,相比于前期高湿后期低湿的干燥工艺能显著缩短干燥时间,提高干燥效率。

振动参数对流化床分选性能的影响

干法分选对于缺水地区煤炭的加工十分必要,将振动外力场引入普通气固流化床,形成振动重介质流态化,在100 mm×100 mm×220 mm振动流化床装置上,通过分层采样分析,研究了振动及气流参数对分选效果的影响,结果表明:振动强度K对分选效果有显著影响,当K=1.63时,分选效果最佳,可能偏差E为0.07.因振幅改变引起的K的变化对分选效果的影响显著于因振动频率改变引起的K的变化对分选效果的影响.振动方向对分选效果也有较大影响,在分选状态下,垂直振动时的分选效果要优于水平振动.振动流化床的分选性能对气速u较敏感,当u=1.15 cm/s时,分选效果最佳.床层高度H愈低,分选效果愈好,但必须满足足够的分选空间,H应取75 mm.

含糖类物料的喷雾干燥

从玻璃态转变温度着手,分析了在喷雾干燥中含有不同品种糖类物料粘壁的原因,提出了改性或在设计干燥流程时的6种应对方法。

溶析结晶研究进展

溶析结晶是一种常见的分离提纯方法,广泛应用于化工、医药、食品等行业。近年来人们拓展了一些新的研究方向,比如显著影响结晶产品性质的溶析剂加入点的混合技术,与超临界流体技术耦合的溶析结晶微粒制造技术。本文从应用开发、动力学、聚集与混合、晶形与多晶型、超临界流体溶析结晶五个方面回顾了溶析结晶的研究进展。

干燥过程中热质传递交叉效应的研究

针对雷柯夫建立在不可逆过程热力学原理上的传热与传质方程组 ,着重研究毛细多孔介质内传热与传质过程中的交叉效应 .得出了非稳态干燥过程的理论解 ,并通过实验验证了其正确性 ,利用该模型分析了干燥过程中各因素对内部温度场和湿度场的影响以及交叉效应在干燥过程中的作用 .

微波流态化干燥姜片工艺与品质分析

研究了不同微波功率下,微波流态化干燥姜片的工艺和品质。在工艺参数比较适中的0.7 W/g的微波功率下,姜片流态化干燥时间为1.83 h,与75℃热风干燥相比干燥时间缩短了6.67 h,且维生素C保有率优于热风干燥。然而,微波流态化干燥,姜片的微观结构和复水能力都发生了明显的变化,当干基含水率降到200%以下,姜片的感官品质变化很快。发挥微波流态化干燥的相对优势,需要控制干燥后期的降水速度,这也是改进工艺的研究重点。

微波干燥和热风干燥对金萱茶叶品质影响

将微波干燥和热风干燥应用于新鲜金萱茶叶的干燥,在3个不同的微波功率(350 W,470 W,800 W)和4个不同的空气温度(70℃,80℃,90℃,100℃)下,研究了干燥参数即微波功率或温度对干燥时间、失水量的影响,同时还考察了茶叶中茶多酚总量和儿茶素含量的变化、干茶叶的复水性。实验得出,与热风干燥相比,微波干燥的时间缩短了76%～95%,而且干燥后的茶叶有很好的复水性,但干燥后茶多酚总量少于热风干燥;同时随着功率增加,微波干燥时间由11 min降为6 min,随着温度升高,热风干燥时间由127 min缩短为45min。这两种方法的茶叶干燥动力学模型均满足Page’s半经验公式。

连续式微波真空干燥设备的研究

阐述连续式微波真空干燥设备的工作原理、结构特点和设计要点,分析并确定微波真空干燥室、微波系统及进出料系统的结构和相关参数。试验表明,整机结构合理、操作方便、性能稳定、安全可靠,能快速低温干燥膨化高品质的苹果脆片。