用低场核磁分析胡萝卜切片干燥过程的内部水分变化

为研究胡萝卜切片在干燥过程中内部水分变化的特征,采用电热恒温干燥箱在40、50、60、70和80℃的条件下对胡萝卜切片进行热风干燥试验,应用低场核磁共振(low field nuclear magnetic resonance,LF-NMR)的横向弛豫时间(T2)反演谱分析胡萝卜切片在干燥过程中内部水分的变化。试验结果表明:干燥过程改变了胡萝卜样品中水的结合状态,自由度高的水分向自由度低的迁移;随着干燥温度升高,干燥速率加快,但温度为80℃时,由于物料表面结壳阻碍了水分的外迁从而影响干燥速率。试验数据为果疏变温联合干燥工艺和干燥转换点的确定提供参考。

低温储粮技术研究进展

综述了当下主流低温储藏技术的应用,同时对低温储藏技术的发展进行了分析,为低温储藏技术的发展提供了一些参考。

污泥深度脱水技术研究进展

伴随着国家对污泥处置及资源化管理要求提高,如何降低污泥含水率、减少污泥体积成为重点问题,实现污泥深度脱水是有效解决此问题的途径之一。传统的污泥处理技术存在脱水极限,对干燥设备的性能要求也随着含水率降低而提高,找到一种低能耗、高效率的深度脱水方法成为当下急需解决的问题。借鉴国外在物料深度脱水的理论与应用,在我国现阶段高压板框深度脱水技术与热压干化技术的基础上,提出污泥真空压滤联合过热蒸汽高效脱水技术。该技术能在同一设备上完成机械压力过滤与热力干燥脱水,更加节能、高效、环保。

危险废物污泥的现状及处理方法研究进展

污泥处理已经迈入一个极具挑战性的关口,随着我国工业的迅猛发展,工业污泥的产出量大面广,工业污泥的处理问题俨然成为了当今社会发展所需要解决的问题。相较于普通的工业污泥,危险废物污泥作为一种种类特殊且繁杂的废弃物,其含有的有毒物质处理难度非常高,对环境的污染危害性大。针对危险废物污泥中有毒有害物质的无害化、资源化处理,本文主要概述了几种较为典型的危险废物污泥的处置方式以及一些相关处理技术。

热泵干燥系统性能试验研究

设计了一套热泵干燥装置,压缩机3.73 kW,制冷工质为R 22,并在此试验装置上进行了热泵干燥系统的性能试验。试验结果表明,在开路式热泵干燥运行时,蒸发器析水速率较低,但热泵运行稳定;而在半开路式热泵运行时,随着外排干燥废气的减少,蒸发器析水速率不断增加。闭路式热泵干燥循环过程中,空气旁通率(BAR)对热泵的运行状况影响较大。开路式、半开路式热泵干燥循环中,系统的单位能耗除湿量较高。在闭路式热泵干燥循环过程中,当BAR=0.4和BAR=0.6时,系统的单位能耗除湿量有最大值。

污泥过热蒸汽薄层干燥特性及干燥模型构建

为了解污泥常压过热蒸汽薄层干燥特性，搭建了常压过热蒸汽干燥试验台，进行了2、4、6和10 mm厚度污泥在不同过热蒸汽温度160～280℃下薄层干燥试验，并分段对试验数据进行拟合分析，得到了模型参数与过热蒸汽温度、污泥厚度之间的关系。结果表明：污泥在较高温度过热蒸汽干燥后没有氧化燃烧，且裂纹密集，表面粗糙，利于干燥的进行。污泥薄层在干燥初始阶段存在凝结过程，过热蒸汽凝结在物料表面使其质量不降反而增加，导致干燥时间延长，凝结水质量和干燥时间的增幅受过热蒸汽温度的影响较大，过热蒸汽温度越高，增幅越小，而污泥的厚度对污泥质量和干燥时间的增幅影响较小。根据斐克第二定律，得到2、4、6和10 mm厚度污泥在160～280℃过热蒸汽干燥水分有效扩散系数分别为2.0641×10-9～8.8527×10-9、4.3738×10-9～1.6626×10-8、6.6082×10-9～2.46×10-8和1.1916×10-8～4.0806×10-8 m2/s，由Arrhenius方程建立有效扩散系数的对数与温度倒数的线性关系，得到水分的活化能分别为26.250、22.032、21.894和20.961 kJ/mol。试验结果可为污泥过热蒸汽干燥工艺参数优化及干燥设备研制提供参考。

热泵流化床组合干燥胡萝卜丁的试验

设计了一套热泵流化床组合干燥装置,压缩机3.73kW,制冷工质为R22。试验表明,热泵流化床干燥胡萝卜丁时单位时间除湿量和单位能耗除湿量随着干燥时间的延长而急剧下降。最大的单位时间除湿量、除湿单元的单位能耗除湿量和干燥系统单位能耗除湿量分别为6.8kg/h、2.35kg/(kW·h)和1.12kg/(kW·h)。热泵流化床组合干燥循环风机的电耗占系统总电耗的50%左右。

脱水蔬菜热泵-热风组合干燥试验

为了解决脱水蔬菜热泵干燥中后期干燥效率较差的问题,文章进行了热泵、热风组合干燥试验。结果表明:采用热泵-热风组合干燥装置生产脱水蔬菜,其耗能只有隧道式干燥的74.1%,网带式干燥的84.7%和真空冷冻干燥的9.4%。胡萝卜产品经24h充分复水后,组合干燥的复水性比热泵干燥高16.6%,比热风干燥高24.5%。采用前期热泵除湿干燥与后期热风干燥的组合干燥技术,克服了单一热泵干燥的缺点,降低了能耗,提高了产品质量。

污泥过热蒸汽与热风薄层干燥的湿分扩散系数和活化能分析

为研究污泥薄层在过热蒸汽干燥和热风干燥过程中有效扩散系数及活化能,搭建了常压内循环式干燥试验装置。在160-280℃温度下,分别对4、10 mm污泥薄层进行过热蒸汽干燥和热风干燥。利用Fick扩散模型,建立有效扩散系数和干燥时间的关系,试验得到4 mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为7.1515×10-9-2.4852×10-8m2/s和1.2414×10-8-2.2769×10-8m2/s;10 mm污泥薄层过热蒸汽干燥与热风干燥的有效扩散系数范围分别为1.9659×10-8-5.8811×10-8m2/s和2.8042×10-8-5.6095×10-8m2/s。根据Arrhenius经验公式建立有效扩散系数与温度的关系,得到4、10 mm污泥薄层过热蒸汽干燥和热风干燥的平均活化能分别为21.173、18.085和9.485、11.191 kJ/mol。用Midilli薄层干燥模型模拟得出的过热蒸汽干燥与热风干燥有效扩散系数和活化能与试验值基本吻合。研究结果表明：当温度超过260℃时,过热蒸汽干燥的有效扩散系数比热风干燥有效扩散系数大。过热蒸汽干燥有效扩散系数随温度增加的趋势近乎成一条斜直线,而热风干燥的有效扩散系数增加趋势则是曲线性,说明热风干燥过程中存在氧化、燃烧的可能。文章确定了污泥薄层干燥有效扩散系数值及过热蒸汽干燥逆转点温度,为污泥过热蒸汽干燥参数优化与干燥设备设计提供参考。

污泥过热蒸汽干燥工艺优化

为了确定较优的污泥过热蒸汽干燥工艺参数,搭建了常压过热蒸汽干燥试验台,选取相对单位能耗和平均干燥强度为评价指标,采用三因素二次正交旋转组合试验设计,建立了污泥过热蒸汽干燥工艺参数评价指标与过热蒸汽温度、污泥质量和过热蒸汽流量之间的数学模型。通过试验数据分析表明:建立的相对单位能耗和平均干燥强度回归方程决定系数R2分别为0.842和0.797;3个因子对2个评价指标影响大小的顺序均为:污泥质量>蒸汽流量>蒸汽温度;污泥过热蒸汽干燥相对单位能耗最优工艺条件为:蒸汽温度为215℃,污泥质量为26 g(厚度约为8 mm),蒸汽流量为30 m3/h,在此条件下相对单位能耗预测值为281.313 k J/g,验证试验得到实际相对单位能耗为280 k J/g,相对误差为0.467%。该试验结果可为污泥过热蒸汽干燥工艺参数优化及干燥设备研制提供参考。

基于图像处理的过热蒸汽与热风干燥污泥收缩特性分析

为了解污泥过热蒸汽与热风干燥过程收缩特性,搭建了常压过热蒸汽和热风干燥试验台,选用直径为50 mm厚度为10 mm的污泥样品在160和200℃下进行试验。利用图像处理技术分析干燥过程污泥收缩现象及特性,采用叠加技术,建立了基于无限大平板和无限长圆柱体叠加而成的有限圆平板在考虑收缩情况下的Fick第二定律湿分扩散模型,并结合经验模型推导出计算有效扩散系数的表达式。结果表明:污泥在干燥过程中存在明显的收缩现象,前段干燥收缩幅度大,后段干燥收缩幅度小,收缩变化规律与水分变化规律一致。160、200℃污泥过热蒸汽与热风干燥终了时刻体积比约为0.3,体积收缩系数为0.7。过热蒸汽干燥和热风干燥对污泥的收缩影响一致。160、200℃污泥过热蒸汽与热风干燥有效扩散系数的变化与水分比的变化相对应。在考虑污泥收缩的条件下,160、200℃污泥过热蒸汽干燥平均有效扩散系数分别为1.92×10-8和3.75×10-8 m2/s,热风干燥平均有效扩散系数分别为0.94×10-8和1.31×10-8 m2/s,约为不考虑收缩条件下平均有效扩散系数值的1/2。试验结果为污泥干燥过程机理分析、工艺参数优化和干燥设备开发提供参考。

用傅里叶数与优化法分析污泥过热蒸汽干燥有效扩散系数

为进一步研究污泥薄层在过热蒸汽干燥中湿分扩散机理与有效扩散系数,根据干燥法测定有效扩散系数计算时往往忽略物料湿含量变化对有效扩散系影响,该文采用傅里叶数法和优化法分别计算2、4、6和10 mm厚度污泥薄层,在120-280℃过热蒸汽温度下的有效扩散系数,分析有效扩散系数与过热蒸汽温度、薄层厚度之间的关系。计算分析结果表明：采用傅里叶数法和优化法得出的有效扩散系数数值基本一致,能更为精确反应污泥薄层过热蒸汽干燥有效扩散系数值及变化特性;傅里叶数法和优化法算得4 mm厚度污泥在120-280℃过热蒸汽干燥有效扩散系数分别为2.52×10^-10-2.93×10^-9 m^2/s与2.75×10^-10-3.32×10^-9 m^2/s;2、4、6和10 mm厚度污泥在160℃过热蒸汽干燥时2种方法计算的有效扩散系数分别为3.84×10^-10-2.28×10^-9 m^2/s与4.40×10^-10-2.72×10^-9 m^2/s;有效扩散系数随着过热蒸汽温度、薄层厚度增大而逐渐增大,并成线性关系。通过多元线性回归得到2种方法计算的有效扩散系数与干燥温度、薄层厚度简化的表达式,决定系数分别为0.9982、0.9956。计算结果可为污泥薄层过热蒸汽干燥湿分扩散过程与有效扩散系数的变化分析提供参考。

油茶果壳颗粒燃料平模压缩成型试验

研究了影响油茶果壳颗粒燃料平模压缩成型过程中的原料含水率、粒度2个主要因素与颗粒成型率、颗粒燃料密度及成型机吨料电耗之间的关系,确定了颗粒燃料成型过程中原料的最佳含水率及筛网孔径(用以表征原料的粒度)。结果表明:在同一筛网孔径下,随着原料含水率的增加,颗粒燃料密度及成型率减小,成型机的吨料电耗增加;在相同含水率条件下,随着筛网孔径的减小,颗粒燃料密度及成型率增加,而成型机吨料电耗却减少。由于孔径为2 mm的筛网粉碎能耗较高,因此选择的最佳筛网孔径为4 mm;选择的最佳含水率为18.1%。

国内外热泵干燥的现状与展望

热泵干燥能回收排放废气中的部分显热和潜热,因而具有显著的节能效果。和传统的热风对流干燥相比,热泵干燥有节约能源、产品质量高、不受天气条件的影响及环境友好、无废气排放等优点。文章阐述了热泵干燥的现状、优缺点和应用的局限性等,同时介绍了热泵干燥的发展趋势。

热泵干燥技术的现状与发展

介绍热泵干燥技术的优缺点及近年来国内外有关热泵干燥技术研究的新进展 ,并对热泵干燥技术的应用现状和今后的发展趋势作了简单的阐述。

国产中空纤维膜在山楂汁澄清中的应用

在用国产中空纤维膜超滤山楂汁的试验研究中,重点考察了平均操作压力、操作温度、主流液速度、加工时间等参数对透过液流量的影响,并建立了相应的拟合数学方程。结果表明,提高平均操作压力和操作温度,可使透过液流量增大,但都应有限制。超滤能除去山楂汁中大部分易引起沉淀、混浊的物质,超滤后山楂汁中的营养成分和原有风味能基本保留下来。

精制藕粉工业化生产工艺与设备探讨

采用工业化生产工艺,通过清洗、筛分、离心分离等工艺,将莲藕中的淀粉和纤维、蛋白质及其它杂质分离开,制取精制的藕粉。日产精制藕粉在10吨以上,淀粉的提取率大于85%,适合工业化生产。

利用核磁共振成像技术分析胡萝卜干燥过程中内部水分传递

为可视化果蔬干燥过程中内部水分传递现象,利用低场核磁共振成像技术(magnetic resonance imaging,MRI)研究了圆柱状胡萝卜40、70℃热风干燥过程中内部水分传递过程,获得了物料收缩状态下水分廓线特征和变化规律。研究表明,干燥过程中,胡萝卜样品的水分廓线沿径向、轴向同时向中心不规则收缩,其内部的水分传递是一个多维、非稳态传递过程,并具有non-Fickian传递特征;干燥初始,水分梯度在物料表面迅速形成。随着干燥的进行,物料干基含水率低于7.33kg/kg时,其湿区直径收缩比率大于实测直径收缩比率,表面成为"干区",干湿界面退缩到物料内部。圆柱状胡萝卜的热风干燥过程可以用Henderson-Pabis模型进行描述,所建水分传递模型可以很好地模拟70℃干燥试验结果,最大相对误差为7.69%,出现在干燥最后阶段,其他时刻相对误差低于4%;物料中心层水分传递模型可以很好地预测40℃干燥试验过程。研究结果可以为干燥工艺的选择以及物料收缩状态下水分传递过程的理论模拟提供支持。

胡萝卜热泵-远红外联合干燥工艺研究

采用热泵-远红外联合干燥工艺对胡萝卜片进行了干燥试验,研究了胡萝卜干燥预处理工艺、热泵干燥温度、远红外线辐射强度及联合干燥时间切换点对干燥速度、干燥能耗和类胡萝卜素损失率的影响。确定了胡萝卜热泵与远红外线联合干燥工艺的最佳工艺参数为:物料热烫时间120s,热泵干燥温度45℃,远红外热源辐射功率为2kW,热泵干燥与远红外切换点为物料含水率为50%。

热泵-热风分段式联合干燥胡萝卜片研究

为解决常温热泵干燥易造成果蔬生物污染以及干燥后期效率下降导致干燥时间增加的问题,采用了先低温热泵干燥、后短时热风干燥的分段式联合干燥技术对胡萝卜片进行了中试干燥实验。采用单因素实验分析了由热泵干燥转入热风干燥时切换点对干燥过程和产品质量的影响,获得了较佳的分段干燥工艺。研究发现,物料自由水分的脱除方式能够影响干燥效率和产品质量;该分段干燥可以使单一热泵干燥时间(10.5h)缩短28.6%;其产品色泽优于热泵干燥产品;β-胡萝卜素含量非常接近热泵干燥产品,比热风干燥产品高59%。先低温热泵干燥、后短时热风干燥的分段式联合干燥技术在大幅度缩短干燥时间的同时,获得了高质量的干燥产品,该技术可以应用到热敏性果蔬脱水生产中。