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1、太阳能与燃煤混合干燥箱设计说明目 录摘 要3Abstract4第一章 绪论51.1农产品干燥技术进展51.1.1自然日晒干燥51.1.2热风干燥61.1.3真空冷冻干燥61.1.4微波干燥技术61.1.5太阳能干燥技术71.1.6其它干燥技术的应用71.2世界及中国的能源供需现状81.2.1世界能源供需现状81.2.2中国能源供需现状81.3太阳能干燥设备的研究现状91.3.1自然对流型干燥设备91.3.2强迫对流型干燥设备101.4本课题研究的主要目的、意义12第二章 太阳能与燃煤混合能干燥装置设计142.1太阳能干燥原理142.2太阳能干燥设备设计思路142.2.1传统干燥方式优势及不足1
2、52.2.2太阳能干燥设备设计思路152.3太阳能干燥装置物料衡算162.3.1干燥介质性质162.3.2 除湿量的计算192.3.3 空气消耗量的计算192.4太阳能干燥装置能量分析202.4.1 总能量平衡202.4.2 物料内能变化和排湿消耗能量202.4.3 系统热损失212.4.4 干燥效率与系统总效率212.5太阳能干燥装置的设计目标及原理212.5.1设计目标212.5.2太阳能干燥设备工作原理222.6整体式干燥箱设计222.6.1整体式干燥箱的结构222.6.2集热器高度角转动示意图232.6.3集热器方位角转动示意图242.6.4转向结构252.6.5太阳能集热器的设计26
3、2.6.6燃煤炭炉设计282.6.7小型太阳能干燥设备参数及材料选定302.7控制系统302.7.1温度控制312.7.2流量控制312.7.3时间控制312.8本章小结32第三章 结论和展望33致 谢36参考文献37摘 要我国太阳能资源非常丰富,同时农产品资源丰富,品质优良,而且当前的加工需求不断扩大,将农产品烘干后便于储存,有利于提高其经济价值,所以在当代能源危机与环境压力困扰不断加剧的局势下,探讨研究将太阳能利用在农产品的干燥中的作用极其重要。另外，为了使得干燥实现连续性，应对阴雨天、黑夜等太阳辐射不充足的环境，本文在太阳能干燥箱的基础上创新的加入了燃煤能源，实现了混合能源在果蔬干燥设备
4、中的利用。本设计中太阳能集热器是集热系统的核心部件。文中通过对比试验及热性能测试,取得集热器各部件的最佳结构参数及其热性能属性,给出了太阳能集热器出口温度与太阳能辐照度的关系式。为加强吸热板与空气的换热能力，设计中将空气通道设计成蛇形。对干燥箱整体进行了结构设计，对干燥装置的能量以及干燥效率也进行了分析。本文归纳了世界及中国的能源供需现状的研究内容，概括了国内太阳能果品干燥箱和燃煤能源的利用等方面的观点，总结了各类干燥箱的研究成果，指出了太阳能与燃煤混合能源果品干燥箱的研究需求，提出了太阳能与燃煤混合能源干燥箱的研究方向。为后续混合能源用于农产品干燥的研究奠定了基础。关键词：太阳能；燃煤；混合
5、能源；果蔬干燥设备AbstractSolar energy resources are very rich in China ,and agricultural resources are also very rich. Under the current processing demand expands unceasingly ,stocking agricultural produce after drying ,can improve its economic value ,so in the situation of contemporary energy crisis and en
6、vironmental pressure troubled growing ,solar energy research will play a key role in the produce drying .In addition, in order to realize the drying process with continuous and to adapt to the rainy day, night that is not enough solar radiation。On the basis of solar drying oven, we introduce the coa
7、l energy in this innovative paper and has realized the energy mix used in fruit and vegetable drying equipment.In order to utilize solar energy in agriculture products dehydrating drying via solar-thermal transformation ,a kind of flat-plate solar air collector was designed .The optimum structures o
8、f collector were presented through series of contrast tests .After performance test on the collector ,the equation between air temperature at inlet and outlet and irradiance was obtained .In order to enhance the heat transfer ability of the heat absorbing plate and the air, the air passage is design
9、ed into a snake. For the drying box overall structure was designed, the drying device energy and drying efficiency is also analyzed.This paper summarizes the research contents of supply and demand situation of world and Chinese energy,and also summarizes the domestic solar fruit drying oven and coal
10、 energy use and so on. It summarizes the research results of various types of drying oven, points out the solar and coal energy fruit drying box research demand, put forward the research direction of solar and coal energy drying box. Lay the foundation for follow-up study of drying agricultural prod
11、ucts for mixed energy.Keywords :Solar energy ;Coal;Fruits and vegetable Dryer ;Energy mix第一章 绪论1.1农产品干燥技术进展干燥是是许多工业生产中的重要工艺过程之一，它直接影响到产品的性能、形态、质量以及过程的能耗等，广泛应用于农业、食品、化工、医药、矿产、造纸和木材加工等众多领域。近年来，随着科学技术的发展，干燥已不仅仅是对产品实施单元操作的一项技术，它已被作为一种探索新产品、提高产品质量的新方法。在最近的20年时间里，与干燥技术相关的基础理论研究有了较大的发展，尤其在改善效率、提高经济方面取得了较大的
12、进展。在农产品、食品和具有生物活性功能的生物制品等领域，干燥仍然是最具有挑战性的单元操作之一。1.1.1自然日晒干燥自然日晒干燥（Open Sun Drying）通过阳光直接照晒物料，利用太阳辐射能进行干制物料。物料获得从太阳中来的辐射能后，温度上升，物料内水分因受热而向表面的周围介质蒸发。在空气自然对流中，原料水分不断向空气中蒸发，直到原料含水率降低到与空气温湿度相对应的平衡含水率为止。目前大多数农产品都采用这种方法干燥物料。炎热干燥和通风是最适宜于自然日晒干燥的条件，自然干燥的时间随食品的种类和气候条件而不同，对于一般果品，一般需干燥2-3天，长的需要6-8天，最长可达15天甚至更长。目前
13、关于凉果、蜜饯类的自然日晒干燥进一步研究较少，多为其他食品原料的自然干燥研究。国内李忠虎（2007）等1研究了自然干燥对党参原料的影响，认为随着干燥温度的升高，多糖含量逐渐降低；张亚琦(2008)等2比较了自然和热风干燥对鲍鱼产品结构的影响，认为自然干燥样品肌纤维收缩均匀、结构致密，而热风干燥样品肌纤维收缩剧烈、组织构造较松散；李怀赫(2006)等3比较了自然干燥和太阳能干燥枸杞品质的影响，认为太阳能干燥可以解决自然摊晒中出现的脱水效果差、容易返潮、易结块和霉变等不良影响。国外的自然干燥研究比较多元，如Karabuluta(2007)等4比较了自然干燥和70热风干燥对杏子产品的影响，认为70热
14、风干燥对-胡萝卜素的破坏反而较小，但认为其他营养成分的损失差异需要做进一步比较；Torul(2004)等5用12种干燥模型模拟了27-43范围内葡萄、桃子、李子和无花果的自然干燥特性；Akpinar（2005）6研究了香芹、薄荷、罗勒等芬芳类植物的干燥特性，认为自然干燥过程发生在降速阶段，并用模型模拟了3种植物的干燥特性；Purohit（2006）等7通过建立财务分析框架，比较自然干燥和太阳能干燥的成本差异，认为自然干燥对于发展中国家的中等收入家庭更为切实可行。一般认为，自然干燥因为接受到太阳辐射能而具有特殊的日照风味，但目前尚未见到该方面的文献报导。1.1.2热风干燥热风干燥又称为常压对流干
15、燥，是果品工业化干燥的研究重点。它以热空气为干燥介质，将热量传递给湿物料。热量从表面向中心传递，温度逐渐升高；物料内部的水分以气态或液态形式扩散至物料表面，汽化的蒸气从表面经扩散或对流的方式传递到干燥介质主体，最后由热空气带走。目前我国的脱水果蔬加工业中90%都是采用这种方法：它操作简便，成本低廉，对设备、环境及操作技术的要求不高。热风干燥在果蔬方面的应用较多，如：李加兴(2006)等8用热风干燥猕猴桃果脯，并分析不同前处理的影响；赵玉生(2002)等9研究了用热风干燥山楂果脯的工艺；屠康(2005)等分前后两段不同温度的热风干燥蘑菇片，经工艺优化得到较为理想的干品。国外也有许多关于热风干燥苹果片辣椒和甘蓝等果蔬的报道。目前我国较常用的热风干燥设备如隧道式干燥机、筛式干燥机、流化床干燥机等，技术方面都较为成熟。1.1.3真空冷冻干燥真空冷冻干燥是近年来流行的干燥技术，其原理是先将含水物质冻结至冰点以下，使水分变为固态冰，然后将其处于较高的真空度下，使水的沸点与冰点重合压力下降到水的三相点压力，之后升温使冰直接转化为蒸汽除去。冷冻干燥干品果蔬的营养成分、形状、颇色、味道
