太阳电体果品干燥箱设计
摘
国农产品加工方法传统农产品干燥方式热风干燥者然晾晒热风干燥耗基耗换取济效益然晾晒面着产品卫生考验力天气等素赖性强难扩规模连续性生产国太阳资源非常丰富时农产品资源丰富品质优良前加工需求断扩农产品烘干便储存利提高济价值代源危机环境压力困扰断加剧局势探讨研究太阳利农产品干燥中作极重太阳通光热转化运农产品脱水干燥中开发研制太阳果蔬干燥设备通利新源缓解传统源紧缺时创造农产品附加值
太阳果蔬干燥设备包括集热系统干燥系统控制系统三部分集热系统行研发太阳集热器混联成集热系统太阳转化成空气中热收集热风输入干燥系统干燥系统物料进行烘干场热风物料进行换热控制系统通风机电动风口等执行部件控制调节干燥箱风速风量温度等素达物料需干燥环境
太阳集热器集热系统核心部件文中通试验热性测试取集热器部件佳结构参数热性属性出太阳集热器出口温度太阳辐度关系式吸热板非渗透型板式结构加强吸热板空气换热力空气通道设计成蛇形流量006kgs均入口温度2216℃均辐度87060Wm2时集热器均效率达8453日均坏境温度17OC通道空间2：1时闷晒温度高达876O℃相时环境温度212℃提升664O℃太阳空气集热器具低成高效率特点结构简单易安装
关键词太阳果蔬干燥设备设计
Abstract
The methods of agricultural product processing in China is traditional the mainly methods of drying agricultural product are heatedair drying and natural drying drying energy consumption is huge and the economic benefit basically exchange from energy consumption and natural drying is facing the test of food safe due to the factors such as human and weather enlarge the scale or continuously production still has difficult to complete Solar energy resources are very rich in China and agricultural resources are rich and with good quality 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 environmental pressure troubled growing solar energy research will play a key role in the produce drying Therefore in order to use solar energy through the solarthermal transformation into the process of drying a scale of solar drying equipment is developed to produce dehydration with solar energy it can add value to agricultural produce by using new energy
Solar fruit and vegetable drying equipment mainly include solar heating system drying system and control system three parts Heating system is composed of several solar collector on purpose of transformation solar energy into hot thermal energy in air then in put the hot air to the drying system Drying system is the place of putting materials hot air transform heat with materials in this system Control system based on perform components such as fan and electric lever to adjust the wind speed air volume temperature and other factors in drying room to achieve the need of different material in different dry environment
In order to utilize solar energy in agriculture products dehydrating drying via solarthermal transformation a kind of flatplate solar air collector was designed The optimum structures of 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 The efficiency of this collector was as high as 8453while the absorber was lateral corrugated the rate of flow was 006kgs the average inlet temperature was 2216oCand the average irradiance was 87060wm2when the average daily environment temperature was 17oCand the top
and bottom passageway spacing ratio was 21the highest temperature in the collector was 876oCrisen by 664oC compared with the ambient temperature The collector has the advantages of low cost high efficiency and simple structure which can be used in fields of agricultural products drying dehumidifying
Keywords Solar energy Fruits and vegetable Dryer Design
目 录
摘 1
Abstract 2
目 录 4
第章 绪 6
11农产品干燥技术进展 6
111然日晒干燥 6
112热风干燥 7
113真空冷冻干燥 7
114微波干燥技术 7
115太阳干燥技术 8
116干燥技术应 8
12太阳干燥设备研究现状 9
121然流型干燥设备 9
122强迫流型干燥设备 9
13课题研究目意义 12
第二章 太阳干燥装置设计 13
21太阳干燥原理 13
22太阳干燥设备设计思路 13
221传统干燥方式优势足 14
222太阳干燥设备设计思路 14
23太阳干燥装置物料衡算 15
231干燥介质性质 15
232 湿量计算 18
233 空气消耗量计算 18
24太阳干燥装置量分析 19
241 总量衡 19
242 物料变化排湿消耗量 19
243 系统热损失 20
244 干燥效率系统总效率 20
25太阳干燥装置设计目标原理 20
251设计目标 20
252太阳干燥设备工作原理 21
26整体式干燥箱设计 21
261整体式干燥箱结构 21
262集热器高度角转动示意图 22
263集热器方位角转动示意图 23
264转结构 24
265太阳集热器设计 24
266干燥室设计 27
267型太阳干燥设备参数材料选定 29
27控制系统 30
271温度控制 30
272流量控制 31
273时间控制 31
28章结 31
第三章 结展 33
致 谢 36
参考文献 37
第章 绪
11农产品干燥技术进展
干燥许工业生产中重工艺程直接影响产品性形态质量程耗等广泛应农业食品化工医药矿产造纸木材加工等众领域年着科学技术发展干燥已仅仅产品实施单元操作项技术已作种探索新产品提高产品质量新方法20年时间里干燥技术相关基础理研究较发展尤改善效率提高济方面取较进展农产品食品具生物活性功生物制品等领域干燥然具挑战性单元操作
111然日晒干燥
然日晒干燥（Open Sun Drying）通阳光直接晒物料利太阳辐射进行干制物料物料获太阳中辐射温度升物料水分受热表面周围介质蒸发空气然流中原料水分断空气中蒸发直原料含水率降低空气温湿度相应衡含水率止
目前数农产品采种方法干燥物料炎热干燥通风适宜然日晒干燥条件然干燥时间食品种类气候条件般果品般需干燥23天长需68天长达15天甚更长
目前关凉果蜜饯类然日晒干燥进步研究较少食品原料然干燥研究国李忠虎（2007）等[1]研究然干燥参原料影响认着干燥温度升高糖含量逐渐降低张亚琦(2008)等[2]较然热风干燥鲍鱼产品结构影响认然干燥样品肌纤维收缩均匀结构致密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]较然干燥太阳干燥枸杞品质影响认太阳干燥解决然摊晒中出现脱水效果差容易返潮易结块霉变等良影响国外然干燥研究较元Karabuluta(2007)等[4]较然干燥70℃热风干燥杏子产品影响认70℃热风干燥β胡萝卜素破坏反较认营养成分损失差异需做进步较Toğrul(2004)等[5]12种干燥模型模拟2743℃范围葡萄桃子李子花果然干燥特性Akpinar（2005）[6]研究香芹薄荷罗勒等芬芳类植物干燥特性认然干燥程发生降速阶段模型模拟3种植物干燥特性Purohit（2006）等[7]通建立财务分析框架较然干燥太阳干燥成差异认然干燥发展中国家中等收入家庭更切实行般认然干燥接受太阳辐射具特殊日风味目前尚未见该方面文献报导
112热风干燥
热风干燥称常压流干燥果品工业化干燥研究重点热空气干燥介质热量传递湿物料热量表面中心传递温度逐渐升高物料部水分气态液态形式扩散物料表面汽化蒸气表面扩散流方式传递干燥介质体热空气带走
目前国脱水果蔬加工业中90采种方法：操作简便成低廉设备环境操作技术求高热风干燥果蔬方面应较：李加兴(2006)等[8]热风干燥猕猴桃果脯分析前处理影响赵玉生(2002)等[9]研究热风干燥山楂果脯工艺屠康(2005)等分前两段温度热风干燥蘑菇片工艺优化较理想干品国外许关热风干燥苹果片辣椒甘蓝等果蔬报道目前国较常热风干燥设备隧道式干燥机筛式干燥机流化床干燥机等技术方面较成熟
113真空冷冻干燥
真空冷冻干燥年流行干燥技术原理先含水物质冻结冰点水分变固态冰然处较高真空度水沸点冰点重合压力降水三相点压力升温冰直接转化蒸汽冷冻干燥干品果蔬营养成分形状颇色味道鲜品基相复水性目前尚没果品真空冷冻干燥技术报道部分果蔬真空干燥报导：李光辉(2005)等运冷冻干燥方法制作出姜蒜复合新型调味料徐艳阳(2005)等毛竹笋真空冷冻干燥方法避免毛竹笋常规干制时出现褐变收缩等缺陷Shishehgarha(2002)等等研究出真空冷冻干燥草莓工艺参数设备投资成生产程中耗高真空冷冻干燥认昂贵种干燥方法Lorentzen(1979)等高值食品原料低值食品原料冻干成分析出冻干技术适合食品生产仅适高价值高附加值食品
114微波干燥技术
微波干燥技术利原料部水分微波吸收特性吸收微波转化热原料部水分蒸发达原料干燥目微波加热快速均匀避免热风干燥程外加热均引起品质降现象充分保持原料原营养成分目前果品微波干燥技术报道较少部分果蔬微波干燥报导：张洁(2005)等研究果蔬片微波干燥特性找出佳工艺条件Fathima(2001)等微波干燥方法干燥绿叶菜较感官评定Shivhare(1993)等微波干燥豆玉米应进行较全面研究
115太阳干燥技术
利太阳干燥技术研究推广应工作已世界许国家展开研究工作发达国家美国英国法国德国加澳利亚新西兰日等国目前世界国太阳干燥技术应规模较太阳干燥推广应部分热带亚热带国家泰国早20世纪80年代推广简易廉价太阳干燥装置印度研制太阳烟气联合谷物干燥机干燥胡椒太阳干燥房目前世界约300余太阳源木材干燥室中中国20太阳干燥技术设备应食品植物深加工中效防止菌虫物料侵害变质变色现象发生效保持物料原优良品质避免干燥加工造成二次污染（灰尘等污染物污染）
预计国太阳干燥技术应方面会定发展特型简易太阳干燥室太阳日条件济欠发达偏远区较应前景般农产品求干燥温度较低约40~55℃间正太阳热利领域中低温热利相匹配缩短干燥周期提高产量质量等优势国应太阳干燥农副产品具广阔发展前景
116干燥技术应
着现代科学技术迅猛发展果蔬干燥技术呈现出日新月异变化量新型干燥技术断涌现着高效节营养方发展：流化床干燥远红外干燥渗透干燥真空干燥热泵干燥热蒸汽干燥超声波干燥脉动燃烧干燥击流干燥种方式组合干燥等新型干燥技术处研发阶段尚产业化应需机理果蔬干燥参数加工工艺做进步研究
12太阳干燥设备研究现状
121然流型干燥设备
国关太阳然流干燥进步研究较少国外较创新性进展Madhlopa(2007)等直接利太阳直接干燥物料射太阳基础底煤者燃料加热空气通然流热空气送进干燥室提高热空气温度取较效果相单独煤干燥直接太阳光干燥明显优势优点白天晚进行干燥设备简单成低缺点耗相集热器太阳
Prasad(2006)等研究Madhlopa等相似利太阳光直接射底生物燃料煤燃烧加热空气利气流温差然流进入干燥室干燥产品相说该设备设计较巧妙充分利空气中热气候条件稳定区
MadhlopaPrasad等干燥设备属然流形式时固定式太阳充分利定局限性相言Singh(2004)等涉干燥设备然属然流形式便携式根季节气候调整设备角度方时拆方便该设备系列金属直接接合集热器方直接放置物料盘两侧底部采保温材料空气底部进出加热膨胀升顶部出带走汽化水分达干燥目气候佳时拆设备收藏改设备优点成低制作简单方便耗缺点太阳利率低干燥时间较长干燥温度高适合低温食品干燥
122强迫流型干燥设备
(1)国研究进展
沈阳农业学信息电气工程学院朴林（2005）等[26]做太阳热智互补型农副产品干燥装置原型农户柴炉干燥装置基础研制开发该装置利太阳干燥产品干燥温度达求情况通外置辅助干燥设备（热风炉）产品进行辅助加热该设备优点结构简单济实试验结果表明阳光板作盖板太阳干燥器具较高热转换效率适合前条件农户农副产品干燥加工需求
国较型强迫流干燥设备较建广东省腊肠腊肉干燥太阳温室集热型干燥器采光面积达620m2世界数型太阳干燥器该干燥器采热风作辅助加热源满足连续运行需成品日产量达4000kg节效果：节电21节煤2040广州皇皇肉食制品厂型太阳干燥器属类型
太阳热泵干燥设备系统太阳热泵系统连接方式太阳热泵系统分串连系统联系统混合连接系统中串连系统分传统串连式系统直接膨胀式系统
太阳热泵系统性弥补传统太阳系统热泵系统缺点整系统cop较提高系统性提高运行费减少降低系统总投资着研究进展技术成熟太阳热泵系统应领域食品干燥领域发展空间创造更效益
工干燥耗工业耗具举足轻重位然干燥难克服产品卫生品质等问题阻碍干燥行业（特农产品干燥行业）发展单太阳干燥器需消耗常规源特适合干燥温度较低（70℃）水分挥发较慢加工时间长物料凉果红枣等实际应中已初步显示优越性采太阳辅助加热智型太阳干燥器
[29]具耗低（相工干燥）集热器制造方式简单价格低廉产品质量优稳定优点克服单太阳干燥温度周期稳定足具良发展前景甚成农产品干燥加工设备
(2)国外研究进展
强迫流方式太阳干燥设备设计国外研究方较详细做工作较做设备般针具体农产品辣椒[30]木薯[31]谷类[32]葡萄[33]等进行研究找出适干燥条件果够综合起考虑优点结合起设计出针部分者说种类型农产品适设备重意义
Bennamoun(2003)等研究温室型太阳干燥设备采强迫流方式进行干燥利风机集热器中加热热空气引入干燥室干燥产品集热器表面积加热热空气温度直接影响干燥效果着两素影响增干燥需时间减少干燥产品整体质量分布面积相重果设备中加入电加热器增加设备理想气候条件运行该设备属间歇操作3m2加热器50℃温度均天处理250kg产品
Supranto(1999)等研究属强迫流干燥做改进处集热器孔介质隔开分两通道空气充分加热
通该设备证明太阳植物油干燥行非常利非常应前景通相关试验计算证明双道集热器温度较提高提高2530℃集热器热效率提高
Karim(2004)等前面板集热器基础集热器表面积进行研究分V型板加散热片板型三种集热器单双空气通道情况分进行较试验结果表明单空气通道板集热器热效率低V型作结构稳定集热器热效率高时更薄金属利节省材料降低成应程中佳选择
Sarsavadia(2007)等针废热空气利设计太阳干燥设备该设备通采强迫流方式板集热器加规吸热片然通辅助设备（空气加热器电加热器风机）部分热空气重新底部进入干燥器效利热量效率明显提高时晚间者气候情况辅助加热设备干燥间断进行实现连续操作现实意义该设备充分体现热量合理利缺点
空气达饱湿度时应该时热空气排出操作相复杂设备费相较高
该设备然涉废热空气回收储问题没涉果通白天部分余太阳储存起晚间话减少辅助加热设备消耗量提高效率更高利益Shanmugam(2007)等储方面做相关研究做种干燥储材料（60膨润土10CaCl220蛭石10粘合剂）该材料利CaCl2吸湿性彭润土孔蓬松性蛭石吸热储性白天干燥材料干燥室隔开利太阳光直接射该材料量储存中晚间通密闭该干燥室干燥材料干燥室相连利风扇空气断回流利储材料中热干燥产品利CaCl2吸湿性空气中水分吸收第二天白天干燥材料干燥室隔开利太阳干燥储材料时存储量反复进行循环热量程度利
时Shanmugam等通试验表明果干燥室立面镜子通反射光等作干燥设备热效率更提高该设备体现热合理利缺点干燥储材料存储限果碰长时间阴雨天气体现出优点建议设备添加辅助加热设备解决问题
外关热量充分利太阳热泵综合Hawlader(2006)等通热泵太阳联合目前热泵应部分木材干燥食品时设备费相较高然量利率高面普难度
13课题研究目意义
干燥农产品生产工艺重环决定产品品质素
传统然干燥赋予果品特殊日晒风味然日晒干燥面着干燥时间较长卫生状况较差干燥程易受天气变化影响阴雨天时产品容易返潮结块霉变法实现规模工业化生产等问题
热风干燥实现果品工业化生产方法干燥时间较短干燥受天气变化影响程容易控制干燥环境清洁卫生然日晒干燥相热风干燥干燥速率较快干燥产品缺乏太阳光特殊日风味外观口感传统太阳光晾晒产品根产品干燥特性采合适干燥技术工艺实现果品规模化工业化生产关键性技术问题
太阳作种持续利绿色污染源具良应前景果品产位日充足区太阳资源丰富具应太阳干燥基础凉果干燥属中低温干燥太阳干燥提供温度范围接时干燥程物料接受太阳光晾晒产品具备然日晒干燥相似日风味利太阳干燥技术缩短干燥时间节约常规源改善食品卫生条件提高产品产量质量时保护环境具深远意义
第二章 太阳干燥装置设计
21太阳干燥原理
太阳干燥指太阳源进行干燥程程中干燥湿物料者温室直接吸收太阳转换热者通太阳集热器加热空气进行流换热获热物料表面获热量热量传入部物料中含水分物料部液态气态逐渐达物料表面然通物料表面气态界面层（边界层）扩散空气中干燥程中湿物料中含水分逐步减少终达斗终态含水率变成干物料干燥程实际传热传质程包括方面
(1)太阳直接间接加热物料表面热量物料表面传部
(2)物料表面水分首先蒸发流表面空气带走程速率取决空气温度相湿度空气流速物料空气接触表面积等外部条件程称外部条件控制程
(3)物料部水分获足够量含水率梯度（浓度梯度）蒸汽压力梯度作部迁移物料表面程速率取决物料性质温度含水率等部条件程称部条件控制程
物料干燥速率取决述两种控制程中矛盾方面两程中较慢速率控制般说非吸湿性疏松性物料两种速率致相等吸湿性孔物料黏土谷物木材棉织物等物料干燥前期取决表面汽化速率期物料部水分扩散传递速率
滞表面水分汽化导致干燥速率降太阳干燥热空气湿物料间流换热热量物料表面传部物料温度外高低物料水分外迁移含水率高外低温差湿度差水分推动方正相反结果温差削弱部水分扩散推动力物料部温差相差时温差影响忽略计外干燥工艺采取措施减少种影响
物料干燥程中水分断物料转移空气中空气相湿度逐渐增需时排部分湿空气时外界吸入部分新鲜空气减少干燥室空气湿度干燥程连续进行
22太阳干燥设备设计思路
221传统干燥方式优势足
传统然日晒干燥优点赋予晾晒产品特殊日晒风味然日晒干燥面着更足干燥时间较长夜间法连续干燥会出现回潮现象卫生安全状况较差整干燥程易受天气变化影响阴雨天时晾晒产品容易返潮结块霉变法实现规模工业化生产
传统热风干燥般采隧道式烘道干燥实现农产品工业化生产方法优点干燥时间较短干燥程受天气变化影响干燥程容易控制干燥环境清洁卫生足处烘道热风干燥产品没太阳光直接射某产品缺乏特殊日风味外观口感传统太阳光晾晒产品
传统温室棚干燥农产品干燥实现农产品工业化生产方法优点干燥程容易控制干燥环境清洁卫生干燥程受天气影响较直接接受太阳光射产品特殊日风味缺点干燥时间相较长实现夜间连续干燥阴雨天气干燥效率低棚排湿较难占空间次性投入成较高适合规模批物料干燥
现太阳干燥设备优点环保节足部分实现夜间连续干燥阴雨天气干燥问题没解决废热空气直接排空没考虑回收问题根产品干燥特性采合适干燥技术工艺实现农产品规模化工业化生产关键性技术问题
222太阳干燥设备设计思路
结合种现传统干燥方法优势时综合考虑种干燥方法足研制款太阳干燥设备
（1）该太阳全天候干燥设备连续供热全天候工作成低结构简单热利效率高
（2）程度利太阳：干燥室采四面透光设计采斜式放置物料摆放呈梯形干燥产品直接接受太阳光射产品实现然日晒温室棚干燥致特殊日晒风味
（3）热风干燥系统太阳储系统结合：传统板集热板进行改造成板蛇形空气通道集热板空气集热板进行蛇形流通该程空气进行加热效传热面积增实现热风干燥系统太阳储系统结合成低结构简单
（4）废热空气充分利：干燥室出口空气直接鼓风机相连重新集热器加热重新进入干燥室干燥物料干燥室中空气湿度达设定湿度时动排气阀门动开外排湿空气时补充新鲜空气实现干燥室废热空气充分利
（5）程度利干燥室空间：干燥室设物料框物料框层叠设置节省空间提高热利率
（6）种干燥方式结合根实际情况选干燥方式：集热器空气接口拆卸条件允许接电情况接口卸实现然流方式强制流方式切换开排气烟囱实现太阳干燥然流干燥
（7）干燥设备道结构架设均量减少耗：干燥室安装较高空气通道全部采通风弯曲线连接热风底部进入顶部装烟囱增加气流进出口高度差提高气流流动压差
（8）电利：改干燥箱部安装电热丝具智控制特点阴雨天气时通电加热丝加热干燥箱中空气终实现连续干燥满足南方特长时间阴雨天气食品原料干燥求
（9）该干燥设备干燥环境卫生清洁：改变太阳日晒农产品干燥环境卫生条件差卫生安全保证问题
23太阳干燥装置物料衡算
231干燥介质性质
干燥介质指干燥程中热量传物料时物料中蒸发水分带走媒介物质太阳干燥装置中干燥介质般湿空气湿空气包含水蒸气时物料干燥程中部水分逐渐转换水蒸气
1湿空气特性
（1）湿空气指干空气少量水蒸气混合气体干空气指完全含水蒸气空气
（2）湿空气水蒸气分压气体常数
根道尔顿定律湿空气总压力p等干空气分压pa水蒸气分压pv
（21）
式中B气压常压干燥湿空气总压等气压力pB
定容积中水蒸气含量变时蒸汽分压变般情况湿空气中水蒸气分压约30004000Pa蒸汽处热状态接理想气体湿空气作理想气体理想气体状态方程计算相应状态参数
pVRTpVnRT (22)
式(22)中左右式分适1kgnkg理想气体状态方程式中p理想气体总压力vV分理想气体容(m3kg)总体积(m3)VmvT气体热力学温度(K)Tt+273t气体摄氏度(℃)R气体常数[J(kg﹒K)]气体种类关式(23)计算
(23)
式中µ气体相分子质量干空气相分子质量2897气体常数Ra287KJ((kg﹒K)水蒸气相分子质量µv18Rv46190J(kg﹒K)
（3）未饱湿空气
湿空气中水蒸气分压pv低湿空气温度t应饱蒸汽压力ps(t)时称未饱湿空气种状态湿空气尚吸收水分力作干燥物料介质
（4）饱湿空气
湿空气中水蒸气分压等空气温度t应饱压力（pvps）时称饱湿空气种状态湿空气已具备吸湿力饱湿空气中蒸汽含量相应空气温度值超极限继续空气中加水分水滴析出
（5）绝湿度湿容量
单位体积湿空气含水蒸气质量称湿空气绝湿度（kgm3）数值等湿空气中水蒸气质量浓度：
(24)
式中ρv水蒸气质量浓度kgm3mv湿空气中水蒸气质量kgV 湿空气容积Rv水蒸气气体常数J(kg·K)T 湿空气绝温度
饱湿空气绝湿度称湿容量ρs 表示
（6）相湿度
湿空气中水蒸气实际含量 pv温含量（湿容量）pa值称湿空气相湿度表示：
(25)
相湿度值 01 间变化常百分率表示() 0 干空气 100 饱湿空气值反映湿空气接饱程度吸湿力值越吸湿力越强反吸湿力越差
（7）含湿量
水蒸气干空气质量率称含湿量 d 表示单位常 gkg DA (DA 指干空气)
(26)
式中 mamv分湿空气中干空气水蒸气质量
（8）湿空气焓
湿空气焓代表携带量温度压力容等参数样状态参数焓绝值般取 0℃时焓值零湿空气焓等干空气焓水蒸气焓湿空气焓单位质量干空气计算单位实际计算（1+0001d）kg湿空气焓值 H等 1kg 干空气焓 0001d kg 水蒸气焓：
(27)
2 湿物料特性
（1）湿物料中水分
根水分出难易程度物料中含水分分非结合水结合水两类
非结合水称水物料机械方式结合结合强度较弱物料中非结合水产生蒸汽等温度纯水饱蒸汽压类水分较容易
结合水包括物理化学结合水化学结合水种水分物料结合力强产生蒸汽压低温度纯水饱蒸汽压水蒸气扩散推动力降低较难
（2）物料含水率表示方法
湿基含水率ω湿物料重量基准表示
(湿基) (28)
式中ω湿基含水率(湿基)W 湿物料中含水分量kgGc 湿物料中绝干物料重kg干基含水率χ绝干物料量基准表示：
(干基) (29)
般工业生产中常湿基湿含量表示湿物料含水率较直观设计计算中干基湿含量较方便
232 湿量计算
假设干燥前物料绝干物料量变干燥系统整体干燥时段湿量计算值：
(210)
式中——物料干物质重量kg——物料初始湿基湿含量——物料目标湿基湿含量L——干燥程绝干空气消耗量kg——预热空气含湿量g湿分蒸汽kg 绝干空气——出口空气含湿量g 湿分蒸汽kg 绝干空气
233 空气消耗量计算
干燥程重量方面热量物料中水分汽化方面汽化水分带走根公式(211)干燥程绝干空气消耗量：
(211)
式中L——干燥程绝干空气消耗量kg
24太阳干燥装置量分析
241 总量衡
图21 干燥系统量守恒
图 21 干燥系统量衡关系图根热力学第定律量衡关系式：
(212)
式中L——干燥程绝干空气消耗量kgI1——预热湿空气焓KJkgI0——入口湿空气焓KJ kgI2——出口湿空气焓KJ kg——干燥室效太阳辐射KJ——空气集热器效太阳辐射KJ——水存储热量KJ——干燥系统总耗电——物料变化KJ——干燥系统热损失KJ
242 物料变化排湿消耗量
物料变化排湿耗计算公式：
(213)
中
(214)
废气回收量公式：
(215)
式中——入口湿空气热kJ（kg·K)——废气回收量kJ ——出口物料热kJ（kg·K)——物料进口温度℃——物料进口温度℃
243 系统热损失
式(212)变换：
(217)
244 干燥效率系统总效率
干燥程中汽化湿分热量真正效汽化湿分需热量干燥室中热空气总热量值称干燥效率
(218)
干燥系统总效率定义汽化湿分热量占干燥器总耗热量百分数
(219)
25太阳干燥装置设计目标原理
251设计目标
食品干燥特果品干燥中行业中国采然日晒干燥温室干燥两种方式然日晒干燥需时间太长温室干燥缩短干燥时间样实现连续操作国外相关太阳食品干燥设备然流强制流型干燥设备普遍存实现连续干燥废气没回收利造成热浪费等问题
国关食品干燥设备现技术中中国发明专利公开号CN101086423A种太阳干燥设备附加源干燥装置公开种利太阳进行干燥设备技术方案：板式集热器风端安装弯曲风电加热器组成电加热段集热器热风干燥系统储热水罐方增设数分煤燃油燃气农作物秸秆燃烧加热器该装置实现阴天干燥作业太阳干燥设备实现全天候连续干燥作业技术方案需设置两种集热器板式集热器集热器成较高结构复杂外没考虑废热回收功结构干燥室体积受集热器高度限制利干燥室空间增加
252太阳干燥设备工作原理
设计装置种太阳连续供热式干燥设备连续供热成低结构简单热利效率高
干燥设备控制单元原理
白天干燥程中风集热器底部加热进入干燥室干燥排出热风鼓风机重新进风干燥室温度高时动控制阀开夜间温度感应器感应干燥室部温度低控制阀中断集热器进风口空气干燥箱底部电热丝加热进入干燥室类似白天干燥程白天重新开始时控制单元驱动控制阀关闭风进风口开集热器进风口开始集热板热风干燥程周复始实现连续干燥操作
气候条件佳时利干燥箱底部电热丝加热空气实现热风干燥程
26整体式干燥箱设计
261整体式干燥箱结构
图22示该装置太阳空气集热器干燥箱温度控制器风机底盘组成太阳空气集热器顶置侧置两种类型分合页固定干燥箱顶部侧面进行干燥作业时分放干燥箱项垂直挂干燥箱侧面进行干燥作业时支撑杆撑起集热器仰角太阳高度变化变化装置底盘安装万轮集热器太阳转动集热器方位角太阳方位角变化变化限度接收太阳辐射顶置集热器循环加热干燥箱空气干燥箱吸入空气加热空气送回干燥箱实现干燥余热重复利提高太阳利率侧面集热器环境中吸入新鲜空气加热送入干燥箱顶置集热器送入热空气混合进行干燥作业部分空气干燥箱出风口排入气中时排出水蒸气干燥箱进风口出风口做成喇叭形热空气干燥箱均匀分布保证物料干燥速度均匀致干燥箱进风口处安装电热棒补充太阳辐射量足时需热量保证干燥连续进行
干燥箱侧彩钢板制作成扇门合页固定干燥箱开时掀起干燥箱门框粘贴密封胶条减少热空气泄漏门开干燥箱容积充分利相邻两排干燥盘竖支架减少支架占箱效容积总3排干燥架排5干燥盘
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1底座2风机3干燥箱4侧面集热器5顶部集热器6排气烟窗7箱门8干燥盘架9干燥盘10电热丝11喇叭形进风口
图22整体式干燥箱
262集热器高度角转动示意图
太阳干燥6月11月进行进行干燥作业时箱项集热器侧面集热器面太阳高度改变两集热器时调整角度保证面积接受太阳辐射集热器高度角调整图23示
3
干燥箱
1
2
1冬日集热器高度角2夏日集热器高度角3撑杆
图23集热器高度角转动示意图
集热器高度角调整方式：文干燥机介绍知干燥机工作时侧集热器顶集热器锁扣锁住连成体太阳角度发生变化时集热器绕干燥箱相连铰链转动直合适角度然撑杆集热器固定干燥箱完成高角度调整程
263集热器方位角转动示意图
1干燥箱太阳侧2干燥箱
图24 集热器方位角转动示意图（夏日转角）
(a)日落时集热器方位角(b)正午时集热器方位角(c)日出时集热器方位角
集热器干燥箱集成起转动整干燥箱调整集热器方位角夏日出时间概6时22分（北京时间）方位角123°27'日落时间19时38分方位角123°27'试验测试夏前段时间午8时太阳辐射量达试验求午19时太阳辐射满足试验求干燥箱午方位角110°午方位角110°图24示
264转结构
转结构骨架50mm×50mm角钢焊接成面两定轮前转动前面两万轮拖动干燥设备前进退转动骨架前端固定风机图25示
定轮
万轮
角钢
图25 干燥箱转结构
265太阳集热器设计
1材料结构特点
太阳集热器太阳干燥装置部件集热板PC阳光板保温层外壳构成太阳辐射转换成热集热板进行干燥设备集热板属板型集热板
6
5
4
1
3
2
1保温层2板形集热单元3PC阳光板4外壳5蛇形热风通道导风板
图26 板集热器部结构图
导风板3
图27 导风板结构示意图
空气着集热器进风口蛇形热风通道集热器出风口干燥室进风接口流动蛇形热风通道中加热
图28 集热器整体三维图
2集热器工作效率计算
集热器工作效率计算公式：
(220)
令CD
(221)
式中F'——集热器效率子09≤F'≤10(τα)——集热器透吸收积UL——热损系数Wm2·KIθ——太阳辐射强度Wm2Tf——集热器空气均温度℃Ta——环境均温度℃
3集热器中效太阳辐射计算
空气集热器中效太阳辐射计算公式：
（222）
式中L——干燥程绝干空气消耗量kgI1——预热湿空气焓KJkgI0——入口湿空气焓KJkg
水储存热量公式：
（223）
式中QW——水存储热量KJ
266干燥室设计
1材料结构特点
干燥室采保温材料制作四面(顶面正面两侧面)透光设计拥四层物料层限度利太阳辐射升温快外顶层物料直接吸收太阳辐射改变般干燥程中顶层物料处低温高湿干燥状况
干燥程中热风干燥室底部鼓入物料受热更均匀考虑物料部分时间处降速干燥阶段温湿度变化干燥室中物料薄铺层摆放干燥室采斜式放置物料摆放呈梯形层物料够限度利太阳
根整体干燥系统设计空气通道全部采通风弯曲线连接系统阻力损失降低
图29 干燥室三维图
中间物料盘设置温湿度空气仪干燥室空气温度超求温度时通增风量者停止通集热器
出风口进风口设置温湿度探头数采集
2干燥室中效太阳辐射计算
进行温室干燥时物料汽化排湿升高温度太阳辐射干燥室效太阳辐射空气系统说计算公式：
(224)
式中——干燥室提供量KJ——温室干燥排湿量kg——温室物料进口温度℃——温室物料出口温度℃——物料干物质重量kg——温室物料出口热kJ(kg·K)
3干燥室工作效率计算
干燥室工作效率表示形式：
(225)
式中——干燥室工作效率——干燥室面积m2t——温室干燥时间
267型太阳干燥设备参数材料选定
1系统干燥效率
干燥空气干燥室干燥程中效热量汽化物料湿分热量干燥系统总效率定义汽化物料湿分热量占干燥器总热量百分数
（226）
2系统部件材料规格
表21 干燥设备部件材料规格
部件
材料
规格说明
太阳集热器
板集热板
铜铝
集热器盖板
PC阳光板
保温层
保温棉
外壳
锈钢
干燥箱
底板
双层 PC 板
侧板
双层 PC 板
前板
双层 PC 板
入料门
双层 PC 板
顶盖
双层 PC 板
物料盘
锈钢
干燥室支架
锈钢方
箱体
锈钢
鼓风机
8m3min2800 转电机
连接道
直径 80mm软
27控制系统
种果蔬组织结构含水量营养成分等条件导致身物性进行烘干程中表现出干燥性质果蔬烘干程中受风温空气湿度风速等素影响产品品质会例葡萄干烘干程中超限温度阳光直射否会发生褐变现象豆角烘干程中受阳光射会引起退色含水量较果蔬产品烘干初期温度高会造成物料表面迅速脱水部水分未排出现象种现象容易引起物料干裂影响产品品质降低干燥速度
生产出质量成低产品必须合理适性广控制系统调节设备温度湿度流量部件运行时间
271温度控制
太阳烘干设备热源太阳太阳转化空气热物料进行烘干太阳稳定季节月份甚天时间太阳辐射量太阳烘干设备够获热天时刻太阳辐射例早晨太阳刚刚升起辐射强度辐射角度原太阳集热系统够采集热量较环境空气起始温度较低果时集热系统空气流量较难幅度提高冷空气温度满足物料烘干温度求时采取措施降低空气流速提升温度正午时分太阳辐射量太阳集热系统够采集热量增加流太阳集热系统空气会提高偏高温度烘干物料烘干温度特殊求超某温度时应采取相应措施降低烘干气体温度
简言太阳烘干机进行烘干时应该定范围控制温度
272流量控制
空气流速干燥程重影响吸收太阳辐射量相条件流速越高流量越温度越高流速越低流量越温度越低针物料干燥干燥流量温度吸收太阳辐射情况应相应控制保证物料加工适宜条件保证干燥效果产品品质
流量控制通控制风机实现
273时间控制
控制系统满足手动控制动控制切换功动控制值守情况设备够正常运转满足物料需温度流量等求
太阳果蔬干燥设备太阳局限性夜晚停止量供应物料干燥箱果物料水分断蒸发蒸发空气中水分温度低时聚结成水增加第二天需热量夜晚定时干燥箱进行通风排湿
28章结
设计开发套型全天候太阳干燥设备该设备进行物料衡算量衡算研究太阳干燥设备中传统然日晒干燥烘箱热风干燥现干燥设备相优势
（1）该太阳全天候干燥设备连续供热全天候工作成低结构简单热利效率高
（2）程度利太阳：干燥室采四面透光设计采斜式放置物料摆放呈梯形干燥产品直接接受太阳光射产品实现然日晒温室棚干燥致特殊日晒风味
（3）废热空气充分利：干燥室出口空气直接鼓风机相连重新集热器加热重新进入干燥室干燥物料干燥室中空气湿度达设定湿度时动排气阀门动开外排湿空气时补充新鲜空气实现干燥室废热空气充分利
（4）程度利干燥室空间：干燥室设物料框物料框层叠设置节省空间提高热利率
（5）种干燥方式结合根实际情况选干燥方式：集热器空气接口拆卸条件允许接电情况接口卸实现然流方式强制流方式切换开排气烟囱实现太阳干燥然流干燥
（6）干燥设备道结构架设均量减少耗：干燥室安装较高空气通道全部采通风弯曲线连接热风底部进入顶部装烟囱增加气流进出口高度差提高气流流动压差
（7）电利：改干燥设备中设温湿度感应器电热丝具智控制特点阴雨天气时通电加热丝加热空气终实现连续干燥满足南方特长时间阴雨天气食品原料干燥求
（8）该干燥设备干燥环境卫生清洁：改变太阳日晒农产品干燥环境卫生条件差卫生安全保证问题
第三章 结展
设计开发结合种现传统干燥方法优势时综合考虑种干燥方法足研制款太阳干燥设备
（1）该太阳全天候干燥设备连续供热全天候工作成低结构简单热利效率高
程度利太阳：干燥室采四面透光设计采斜式放置物料摆放呈梯形干燥产品直接接受太阳光射产品实现然日晒温室棚干燥致特殊日晒风味
废热空气充分利：干燥室出口空气直接鼓风机相连重新集热器加热重新进入干燥室干燥物料干燥室中空气湿度达设定湿度时动排气阀门动开外排湿空气时补充新鲜空气实现干燥室废热空气充分利
程度利干燥室空间：干燥室设物料框物料框层叠设置节省空间提高热利率
种干燥方式结合根实际情况选干燥方式：集热器空气接口拆卸条件允许接电情况接口卸实现然流方式强制流方式切换开排气烟囱实现太阳干燥然流干燥
干燥设备道结构架设均量减少耗：干燥室安装较高空气通道全部采通风弯曲线连接热风底部进入顶部装烟囱增加气流进出口高度差提高气流流动压差
电利：改干燥设备保温水箱中设温湿度感应器电热丝具智控制特点阴雨天气时通电加热丝加热保温水箱中水终实现连续干燥满足南方特长时间阴雨天气食品原料干燥求
该干燥设备干燥环境卫生清洁：改变太阳日晒农产品干燥环境卫生条件差卫生安全保证问题
（2）试验中采研制太阳干燥设备空气流方式然流强制流方式研究样品干燥特性达干燥求情况然流干燥时间需14h强制流干燥需时间12h远远低传统日晒干燥（50h）然流干燥整干燥程样品均Deff值139×106m2s强制流干燥程中样品均Deff值126×106m2s两种干燥方式干燥水分扩散力较均匀
（3）干燥设备然流干燥强制流干燥两种干燥方式干湿梅作试验样品研究样品理化品质感官特性试验结果表明着湿基湿含量降低处层梅子成品时总糖总酸盐含量均程度增加样品色泽方面非酶褐变层样品L*值a值升b值言果皮果肉干燥程中趋势相反（果皮b值降果肉b值升）达出厂产品品质求通干燥设备干燥方式物料层样品理化感官特性研究试验结果表明然流方式通适调整物料层位置样品品质会定程度提高强制流方式干燥相较稳定需通调整物料层位置提高样品品质
（4）太阳干燥设备干燥方式应研究表明相然日晒干燥温室烘箱干燥等传统干燥方式太阳干燥设备存明显优势干燥时间明显缩短缩短76设备干燥总效率634干燥程环保节干燥环境高温低湿产品品质干燥效率生产成均程度提高满足包括梅子等热敏性物料种农产品干燥求
（5）样品干燥目标水分含量时然日晒约需50h温室干燥约30h烘箱热风干燥需12h制太阳干燥设备然流方式强制流干燥方式耗时分14h12h强制流烘箱干燥然流温室干燥然日晒干燥12h湿含量分降58085708602164326922干燥相湿基湿含量（终产品）时候五种干燥方式干燥产品水分活度均达储藏求产品品质均达产品出厂求
综合言太阳干燥设备干燥效果佳
创新点：
（1）该设备实现全天候干燥
（2）该设备实现干燥室空气循环利干燥室热空气充分利
（3）该设备实现干燥方式切换：强制流然流温室
（4）装置架构减少耗：干燥室安装较高空气通道全部采通风弯曲线连接热风底部进入顶部装段烟囱增加气流进出口高度差提高气流流动压差
（5）程度利太阳：干燥室采四面透光设计采斜式放置物料摆放呈梯形集热器真空适时候走水储夜间干燥
（6）该设备设温湿度感应器电热丝具智控制特点满足南方特长时间阴雨天气果品等食品干燥求
展：
太阳干燥属种节干燥技术身受气候条件制约果够形式源相结合会更佳效果储存太阳备佳选择建议太阳资源较丰富区国太阳研究相国外说较少国外研究趋势样节方发展形式辅助设备起延长干燥设备时间智化方面研究
总体言国太阳干燥食品领域应处起步阶段许需完善方实性动化工业化发展方目前需研制适太阳干燥装置重点难点干燥程中热充分利现部分干燥装置没废热空气进行回收利造成热量量浪费应该方研究外干燥程中温度湿度风速等条件监控电动风门电动阀风机等直接计算机连接直接控制适应现代化干燥作业需太阳干燥器济效益明显应该说中国市场潜力巨
文设计型太阳全天侯干燥设备废热空气回收储连续干燥定优势通拆卸式分研究温室然流强制流等干燥方式传统热风干燥然日晒干燥差异试验型太阳全天侯干燥设备工厂加工生产中实际应提供理实际应利更种类热敏性物料做相关试验增加设备实际应范围
致 谢
次毕业设计中收获首先年学知识做次系统复更深步解学知识培养综合运学知识独立分析问题解决问题力学会样更利图书馆网络查找资料运资料学会学讨问题工作帮助会工作中断学努力提高水次设计切实体会作优秀设计员艰难性设计程中常遇种样问题知识方面足导致设计验方面足导致问题时束手措指导老师帮助努力终利完成设计
然设计存足方两月时间里学知识积累定设计验走社会工作岗位起关键作
参考文献
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摘
国农产品加工方法传统农产品干燥方式热风干燥者然晾晒热风干燥耗基耗换取济效益然晾晒面着产品卫生考验力天气等素赖性强难扩规模连续性生产国太阳资源非常丰富时农产品资源丰富品质优良前加工需求断扩农产品烘干便储存利提高济价值代源危机环境压力困扰断加剧局势探讨研究太阳利农产品干燥中作极重太阳通光热转化运农产品脱水干燥中开发研制太阳果蔬干燥设备通利新源缓解传统源紧缺时创造农产品附加值
太阳果蔬干燥设备包括集热系统干燥系统控制系统三部分集热系统行研发太阳集热器混联成集热系统太阳转化成空气中热收集热风输入干燥系统干燥系统物料进行烘干场热风物料进行换热控制系统通风机电动风口等执行部件控制调节干燥箱风速风量温度等素达物料需干燥环境
太阳集热器集热系统核心部件文中通试验热性测试取集热器部件佳结构参数热性属性出太阳集热器出口温度太阳辐度关系式吸热板非渗透型板式结构加强吸热板空气换热力空气通道设计成蛇形流量006kgs均入口温度2216℃均辐度87060Wm2时集热器均效率达8453日均坏境温度17OC通道空间2：1时闷晒温度高达876O℃相时环境温度212℃提升664O℃太阳空气集热器具低成高效率特点结构简单易安装
关键词太阳果蔬干燥设备设计
Abstract
The methods of agricultural product processing in China is traditional the mainly methods of drying agricultural product are heatedair drying and natural drying drying energy consumption is huge and the economic benefit basically exchange from energy consumption and natural drying is facing the test of food safe due to the factors such as human and weather enlarge the scale or continuously production still has difficult to complete Solar energy resources are very rich in China and agricultural resources are rich and with good quality 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 environmental pressure troubled growing solar energy research will play a key role in the produce drying Therefore in order to use solar energy through the solarthermal transformation into the process of drying a scale of solar drying equipment is developed to produce dehydration with solar energy it can add value to agricultural produce by using new energy
Solar fruit and vegetable drying equipment mainly include solar heating system drying system and control system three parts Heating system is composed of several solar collector on purpose of transformation solar energy into hot thermal energy in air then in put the hot air to the drying system Drying system is the place of putting materials hot air transform heat with materials in this system Control system based on perform components such as fan and electric lever to adjust the wind speed air volume temperature and other factors in drying room to achieve the need of different material in different dry environment
In order to utilize solar energy in agriculture products dehydrating drying via solarthermal transformation a kind of flatplate solar air collector was designed The optimum structures of 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 The efficiency of this collector was as high as 8453while the absorber was lateral corrugated the rate of flow was 006kgs the average inlet temperature was 2216oCand the average irradiance was 87060wm2when the average daily environment temperature was 17oCand the top
and bottom passageway spacing ratio was 21the highest temperature in the collector was 876oCrisen by 664oC compared with the ambient temperature The collector has the advantages of low cost high efficiency and simple structure which can be used in fields of agricultural products drying dehumidifying
Keywords Solar energy Fruits and vegetable Dryer Design
目 录
摘 1
Abstract 2
目 录 4
第章 绪 6
11农产品干燥技术进展 6
111然日晒干燥 6
112热风干燥 7
113真空冷冻干燥 7
114微波干燥技术 7
115太阳干燥技术 8
116干燥技术应 8
12太阳干燥设备研究现状 9
121然流型干燥设备 9
122强迫流型干燥设备 9
13课题研究目意义 12
第二章 太阳干燥装置设计 13
21太阳干燥原理 13
22太阳干燥设备设计思路 13
221传统干燥方式优势足 14
222太阳干燥设备设计思路 14
23太阳干燥装置物料衡算 15
231干燥介质性质 15
232 湿量计算 18
233 空气消耗量计算 18
24太阳干燥装置量分析 19
241 总量衡 19
242 物料变化排湿消耗量 19
243 系统热损失 20
244 干燥效率系统总效率 20
25太阳干燥装置设计目标原理 20
251设计目标 20
252太阳干燥设备工作原理 21
26整体式干燥箱设计 21
261整体式干燥箱结构 21
262集热器高度角转动示意图 22
263集热器方位角转动示意图 23
264转结构 24
265太阳集热器设计 24
266干燥室设计 27
267型太阳干燥设备参数材料选定 29
27控制系统 30
271温度控制 30
272流量控制 31
273时间控制 31
28章结 31
第三章 结展 33
致 谢 36
参考文献 37
第章 绪
11农产品干燥技术进展
干燥许工业生产中重工艺程直接影响产品性形态质量程耗等广泛应农业食品化工医药矿产造纸木材加工等众领域年着科学技术发展干燥已仅仅产品实施单元操作项技术已作种探索新产品提高产品质量新方法20年时间里干燥技术相关基础理研究较发展尤改善效率提高济方面取较进展农产品食品具生物活性功生物制品等领域干燥然具挑战性单元操作
111然日晒干燥
然日晒干燥（Open Sun Drying）通阳光直接晒物料利太阳辐射进行干制物料物料获太阳中辐射温度升物料水分受热表面周围介质蒸发空气然流中原料水分断空气中蒸发直原料含水率降低空气温湿度相应衡含水率止
目前数农产品采种方法干燥物料炎热干燥通风适宜然日晒干燥条件然干燥时间食品种类气候条件般果品般需干燥23天长需68天长达15天甚更长
目前关凉果蜜饯类然日晒干燥进步研究较少食品原料然干燥研究国李忠虎（2007）等[1]研究然干燥参原料影响认着干燥温度升高糖含量逐渐降低张亚琦(2008)等[2]较然热风干燥鲍鱼产品结构影响认然干燥样品肌纤维收缩均匀结构致密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]较然干燥太阳干燥枸杞品质影响认太阳干燥解决然摊晒中出现脱水效果差容易返潮易结块霉变等良影响国外然干燥研究较元Karabuluta(2007)等[4]较然干燥70℃热风干燥杏子产品影响认70℃热风干燥β胡萝卜素破坏反较认营养成分损失差异需做进步较Toğrul(2004)等[5]12种干燥模型模拟2743℃范围葡萄桃子李子花果然干燥特性Akpinar（2005）[6]研究香芹薄荷罗勒等芬芳类植物干燥特性认然干燥程发生降速阶段模型模拟3种植物干燥特性Purohit（2006）等[7]通建立财务分析框架较然干燥太阳干燥成差异认然干燥发展中国家中等收入家庭更切实行般认然干燥接受太阳辐射具特殊日风味目前尚未见该方面文献报导
112热风干燥
热风干燥称常压流干燥果品工业化干燥研究重点热空气干燥介质热量传递湿物料热量表面中心传递温度逐渐升高物料部水分气态液态形式扩散物料表面汽化蒸气表面扩散流方式传递干燥介质体热空气带走
目前国脱水果蔬加工业中90采种方法：操作简便成低廉设备环境操作技术求高热风干燥果蔬方面应较：李加兴(2006)等[8]热风干燥猕猴桃果脯分析前处理影响赵玉生(2002)等[9]研究热风干燥山楂果脯工艺屠康(2005)等分前两段温度热风干燥蘑菇片工艺优化较理想干品国外许关热风干燥苹果片辣椒甘蓝等果蔬报道目前国较常热风干燥设备隧道式干燥机筛式干燥机流化床干燥机等技术方面较成熟
113真空冷冻干燥
真空冷冻干燥年流行干燥技术原理先含水物质冻结冰点水分变固态冰然处较高真空度水沸点冰点重合压力降水三相点压力升温冰直接转化蒸汽冷冻干燥干品果蔬营养成分形状颇色味道鲜品基相复水性目前尚没果品真空冷冻干燥技术报道部分果蔬真空干燥报导：李光辉(2005)等运冷冻干燥方法制作出姜蒜复合新型调味料徐艳阳(2005)等毛竹笋真空冷冻干燥方法避免毛竹笋常规干制时出现褐变收缩等缺陷Shishehgarha(2002)等等研究出真空冷冻干燥草莓工艺参数设备投资成生产程中耗高真空冷冻干燥认昂贵种干燥方法Lorentzen(1979)等高值食品原料低值食品原料冻干成分析出冻干技术适合食品生产仅适高价值高附加值食品
114微波干燥技术
微波干燥技术利原料部水分微波吸收特性吸收微波转化热原料部水分蒸发达原料干燥目微波加热快速均匀避免热风干燥程外加热均引起品质降现象充分保持原料原营养成分目前果品微波干燥技术报道较少部分果蔬微波干燥报导：张洁(2005)等研究果蔬片微波干燥特性找出佳工艺条件Fathima(2001)等微波干燥方法干燥绿叶菜较感官评定Shivhare(1993)等微波干燥豆玉米应进行较全面研究
115太阳干燥技术
利太阳干燥技术研究推广应工作已世界许国家展开研究工作发达国家美国英国法国德国加澳利亚新西兰日等国目前世界国太阳干燥技术应规模较太阳干燥推广应部分热带亚热带国家泰国早20世纪80年代推广简易廉价太阳干燥装置印度研制太阳烟气联合谷物干燥机干燥胡椒太阳干燥房目前世界约300余太阳源木材干燥室中中国20太阳干燥技术设备应食品植物深加工中效防止菌虫物料侵害变质变色现象发生效保持物料原优良品质避免干燥加工造成二次污染（灰尘等污染物污染）
预计国太阳干燥技术应方面会定发展特型简易太阳干燥室太阳日条件济欠发达偏远区较应前景般农产品求干燥温度较低约40~55℃间正太阳热利领域中低温热利相匹配缩短干燥周期提高产量质量等优势国应太阳干燥农副产品具广阔发展前景
116干燥技术应
着现代科学技术迅猛发展果蔬干燥技术呈现出日新月异变化量新型干燥技术断涌现着高效节营养方发展：流化床干燥远红外干燥渗透干燥真空干燥热泵干燥热蒸汽干燥超声波干燥脉动燃烧干燥击流干燥种方式组合干燥等新型干燥技术处研发阶段尚产业化应需机理果蔬干燥参数加工工艺做进步研究
12太阳干燥设备研究现状
121然流型干燥设备
国关太阳然流干燥进步研究较少国外较创新性进展Madhlopa(2007)等直接利太阳直接干燥物料射太阳基础底煤者燃料加热空气通然流热空气送进干燥室提高热空气温度取较效果相单独煤干燥直接太阳光干燥明显优势优点白天晚进行干燥设备简单成低缺点耗相集热器太阳
Prasad(2006)等研究Madhlopa等相似利太阳光直接射底生物燃料煤燃烧加热空气利气流温差然流进入干燥室干燥产品相说该设备设计较巧妙充分利空气中热气候条件稳定区
MadhlopaPrasad等干燥设备属然流形式时固定式太阳充分利定局限性相言Singh(2004)等涉干燥设备然属然流形式便携式根季节气候调整设备角度方时拆方便该设备系列金属直接接合集热器方直接放置物料盘两侧底部采保温材料空气底部进出加热膨胀升顶部出带走汽化水分达干燥目气候佳时拆设备收藏改设备优点成低制作简单方便耗缺点太阳利率低干燥时间较长干燥温度高适合低温食品干燥
122强迫流型干燥设备
(1)国研究进展
沈阳农业学信息电气工程学院朴林（2005）等[26]做太阳热智互补型农副产品干燥装置原型农户柴炉干燥装置基础研制开发该装置利太阳干燥产品干燥温度达求情况通外置辅助干燥设备（热风炉）产品进行辅助加热该设备优点结构简单济实试验结果表明阳光板作盖板太阳干燥器具较高热转换效率适合前条件农户农副产品干燥加工需求
国较型强迫流干燥设备较建广东省腊肠腊肉干燥太阳温室集热型干燥器采光面积达620m2世界数型太阳干燥器该干燥器采热风作辅助加热源满足连续运行需成品日产量达4000kg节效果：节电21节煤2040广州皇皇肉食制品厂型太阳干燥器属类型
太阳热泵干燥设备系统太阳热泵系统连接方式太阳热泵系统分串连系统联系统混合连接系统中串连系统分传统串连式系统直接膨胀式系统
太阳热泵系统性弥补传统太阳系统热泵系统缺点整系统cop较提高系统性提高运行费减少降低系统总投资着研究进展技术成熟太阳热泵系统应领域食品干燥领域发展空间创造更效益
工干燥耗工业耗具举足轻重位然干燥难克服产品卫生品质等问题阻碍干燥行业（特农产品干燥行业）发展单太阳干燥器需消耗常规源特适合干燥温度较低（70℃）水分挥发较慢加工时间长物料凉果红枣等实际应中已初步显示优越性采太阳辅助加热智型太阳干燥器
[29]具耗低（相工干燥）集热器制造方式简单价格低廉产品质量优稳定优点克服单太阳干燥温度周期稳定足具良发展前景甚成农产品干燥加工设备
(2)国外研究进展
强迫流方式太阳干燥设备设计国外研究方较详细做工作较做设备般针具体农产品辣椒[30]木薯[31]谷类[32]葡萄[33]等进行研究找出适干燥条件果够综合起考虑优点结合起设计出针部分者说种类型农产品适设备重意义
Bennamoun(2003)等研究温室型太阳干燥设备采强迫流方式进行干燥利风机集热器中加热热空气引入干燥室干燥产品集热器表面积加热热空气温度直接影响干燥效果着两素影响增干燥需时间减少干燥产品整体质量分布面积相重果设备中加入电加热器增加设备理想气候条件运行该设备属间歇操作3m2加热器50℃温度均天处理250kg产品
Supranto(1999)等研究属强迫流干燥做改进处集热器孔介质隔开分两通道空气充分加热
通该设备证明太阳植物油干燥行非常利非常应前景通相关试验计算证明双道集热器温度较提高提高2530℃集热器热效率提高
Karim(2004)等前面板集热器基础集热器表面积进行研究分V型板加散热片板型三种集热器单双空气通道情况分进行较试验结果表明单空气通道板集热器热效率低V型作结构稳定集热器热效率高时更薄金属利节省材料降低成应程中佳选择
Sarsavadia(2007)等针废热空气利设计太阳干燥设备该设备通采强迫流方式板集热器加规吸热片然通辅助设备（空气加热器电加热器风机）部分热空气重新底部进入干燥器效利热量效率明显提高时晚间者气候情况辅助加热设备干燥间断进行实现连续操作现实意义该设备充分体现热量合理利缺点
空气达饱湿度时应该时热空气排出操作相复杂设备费相较高
该设备然涉废热空气回收储问题没涉果通白天部分余太阳储存起晚间话减少辅助加热设备消耗量提高效率更高利益Shanmugam(2007)等储方面做相关研究做种干燥储材料（60膨润土10CaCl220蛭石10粘合剂）该材料利CaCl2吸湿性彭润土孔蓬松性蛭石吸热储性白天干燥材料干燥室隔开利太阳光直接射该材料量储存中晚间通密闭该干燥室干燥材料干燥室相连利风扇空气断回流利储材料中热干燥产品利CaCl2吸湿性空气中水分吸收第二天白天干燥材料干燥室隔开利太阳干燥储材料时存储量反复进行循环热量程度利
时Shanmugam等通试验表明果干燥室立面镜子通反射光等作干燥设备热效率更提高该设备体现热合理利缺点干燥储材料存储限果碰长时间阴雨天气体现出优点建议设备添加辅助加热设备解决问题
外关热量充分利太阳热泵综合Hawlader(2006)等通热泵太阳联合目前热泵应部分木材干燥食品时设备费相较高然量利率高面普难度
13课题研究目意义
干燥农产品生产工艺重环决定产品品质素
传统然干燥赋予果品特殊日晒风味然日晒干燥面着干燥时间较长卫生状况较差干燥程易受天气变化影响阴雨天时产品容易返潮结块霉变法实现规模工业化生产等问题
热风干燥实现果品工业化生产方法干燥时间较短干燥受天气变化影响程容易控制干燥环境清洁卫生然日晒干燥相热风干燥干燥速率较快干燥产品缺乏太阳光特殊日风味外观口感传统太阳光晾晒产品根产品干燥特性采合适干燥技术工艺实现果品规模化工业化生产关键性技术问题
太阳作种持续利绿色污染源具良应前景果品产位日充足区太阳资源丰富具应太阳干燥基础凉果干燥属中低温干燥太阳干燥提供温度范围接时干燥程物料接受太阳光晾晒产品具备然日晒干燥相似日风味利太阳干燥技术缩短干燥时间节约常规源改善食品卫生条件提高产品产量质量时保护环境具深远意义
第二章 太阳干燥装置设计
21太阳干燥原理
太阳干燥指太阳源进行干燥程程中干燥湿物料者温室直接吸收太阳转换热者通太阳集热器加热空气进行流换热获热物料表面获热量热量传入部物料中含水分物料部液态气态逐渐达物料表面然通物料表面气态界面层（边界层）扩散空气中干燥程中湿物料中含水分逐步减少终达斗终态含水率变成干物料干燥程实际传热传质程包括方面
(1)太阳直接间接加热物料表面热量物料表面传部
(2)物料表面水分首先蒸发流表面空气带走程速率取决空气温度相湿度空气流速物料空气接触表面积等外部条件程称外部条件控制程
(3)物料部水分获足够量含水率梯度（浓度梯度）蒸汽压力梯度作部迁移物料表面程速率取决物料性质温度含水率等部条件程称部条件控制程
物料干燥速率取决述两种控制程中矛盾方面两程中较慢速率控制般说非吸湿性疏松性物料两种速率致相等吸湿性孔物料黏土谷物木材棉织物等物料干燥前期取决表面汽化速率期物料部水分扩散传递速率
滞表面水分汽化导致干燥速率降太阳干燥热空气湿物料间流换热热量物料表面传部物料温度外高低物料水分外迁移含水率高外低温差湿度差水分推动方正相反结果温差削弱部水分扩散推动力物料部温差相差时温差影响忽略计外干燥工艺采取措施减少种影响
物料干燥程中水分断物料转移空气中空气相湿度逐渐增需时排部分湿空气时外界吸入部分新鲜空气减少干燥室空气湿度干燥程连续进行
22太阳干燥设备设计思路
221传统干燥方式优势足
传统然日晒干燥优点赋予晾晒产品特殊日晒风味然日晒干燥面着更足干燥时间较长夜间法连续干燥会出现回潮现象卫生安全状况较差整干燥程易受天气变化影响阴雨天时晾晒产品容易返潮结块霉变法实现规模工业化生产
传统热风干燥般采隧道式烘道干燥实现农产品工业化生产方法优点干燥时间较短干燥程受天气变化影响干燥程容易控制干燥环境清洁卫生足处烘道热风干燥产品没太阳光直接射某产品缺乏特殊日风味外观口感传统太阳光晾晒产品
传统温室棚干燥农产品干燥实现农产品工业化生产方法优点干燥程容易控制干燥环境清洁卫生干燥程受天气影响较直接接受太阳光射产品特殊日风味缺点干燥时间相较长实现夜间连续干燥阴雨天气干燥效率低棚排湿较难占空间次性投入成较高适合规模批物料干燥
现太阳干燥设备优点环保节足部分实现夜间连续干燥阴雨天气干燥问题没解决废热空气直接排空没考虑回收问题根产品干燥特性采合适干燥技术工艺实现农产品规模化工业化生产关键性技术问题
222太阳干燥设备设计思路
结合种现传统干燥方法优势时综合考虑种干燥方法足研制款太阳干燥设备
（1）该太阳全天候干燥设备连续供热全天候工作成低结构简单热利效率高
（2）程度利太阳：干燥室采四面透光设计采斜式放置物料摆放呈梯形干燥产品直接接受太阳光射产品实现然日晒温室棚干燥致特殊日晒风味
（3）热风干燥系统太阳储系统结合：传统板集热板进行改造成板蛇形空气通道集热板空气集热板进行蛇形流通该程空气进行加热效传热面积增实现热风干燥系统太阳储系统结合成低结构简单
（4）废热空气充分利：干燥室出口空气直接鼓风机相连重新集热器加热重新进入干燥室干燥物料干燥室中空气湿度达设定湿度时动排气阀门动开外排湿空气时补充新鲜空气实现干燥室废热空气充分利
（5）程度利干燥室空间：干燥室设物料框物料框层叠设置节省空间提高热利率
（6）种干燥方式结合根实际情况选干燥方式：集热器空气接口拆卸条件允许接电情况接口卸实现然流方式强制流方式切换开排气烟囱实现太阳干燥然流干燥
（7）干燥设备道结构架设均量减少耗：干燥室安装较高空气通道全部采通风弯曲线连接热风底部进入顶部装烟囱增加气流进出口高度差提高气流流动压差
（8）电利：改干燥箱部安装电热丝具智控制特点阴雨天气时通电加热丝加热干燥箱中空气终实现连续干燥满足南方特长时间阴雨天气食品原料干燥求
（9）该干燥设备干燥环境卫生清洁：改变太阳日晒农产品干燥环境卫生条件差卫生安全保证问题
23太阳干燥装置物料衡算
231干燥介质性质
干燥介质指干燥程中热量传物料时物料中蒸发水分带走媒介物质太阳干燥装置中干燥介质般湿空气湿空气包含水蒸气时物料干燥程中部水分逐渐转换水蒸气
1湿空气特性
（1）湿空气指干空气少量水蒸气混合气体干空气指完全含水蒸气空气
（2）湿空气水蒸气分压气体常数
根道尔顿定律湿空气总压力p等干空气分压pa水蒸气分压pv
（21）
式中B气压常压干燥湿空气总压等气压力pB
定容积中水蒸气含量变时蒸汽分压变般情况湿空气中水蒸气分压约30004000Pa蒸汽处热状态接理想气体湿空气作理想气体理想气体状态方程计算相应状态参数
pVRTpVnRT (22)
式(22)中左右式分适1kgnkg理想气体状态方程式中p理想气体总压力vV分理想气体容(m3kg)总体积(m3)VmvT气体热力学温度(K)Tt+273t气体摄氏度(℃)R气体常数[J(kg﹒K)]气体种类关式(23)计算
(23)
式中µ气体相分子质量干空气相分子质量2897气体常数Ra287KJ((kg﹒K)水蒸气相分子质量µv18Rv46190J(kg﹒K)
（3）未饱湿空气
湿空气中水蒸气分压pv低湿空气温度t应饱蒸汽压力ps(t)时称未饱湿空气种状态湿空气尚吸收水分力作干燥物料介质
（4）饱湿空气
湿空气中水蒸气分压等空气温度t应饱压力（pvps）时称饱湿空气种状态湿空气已具备吸湿力饱湿空气中蒸汽含量相应空气温度值超极限继续空气中加水分水滴析出
（5）绝湿度湿容量
单位体积湿空气含水蒸气质量称湿空气绝湿度（kgm3）数值等湿空气中水蒸气质量浓度：
(24)
式中ρv水蒸气质量浓度kgm3mv湿空气中水蒸气质量kgV 湿空气容积Rv水蒸气气体常数J(kg·K)T 湿空气绝温度
饱湿空气绝湿度称湿容量ρs 表示
（6）相湿度
湿空气中水蒸气实际含量 pv温含量（湿容量）pa值称湿空气相湿度表示：
(25)
相湿度值 01 间变化常百分率表示() 0 干空气 100 饱湿空气值反映湿空气接饱程度吸湿力值越吸湿力越强反吸湿力越差
（7）含湿量
水蒸气干空气质量率称含湿量 d 表示单位常 gkg DA (DA 指干空气)
(26)
式中 mamv分湿空气中干空气水蒸气质量
（8）湿空气焓
湿空气焓代表携带量温度压力容等参数样状态参数焓绝值般取 0℃时焓值零湿空气焓等干空气焓水蒸气焓湿空气焓单位质量干空气计算单位实际计算（1+0001d）kg湿空气焓值 H等 1kg 干空气焓 0001d kg 水蒸气焓：
(27)
2 湿物料特性
（1）湿物料中水分
根水分出难易程度物料中含水分分非结合水结合水两类
非结合水称水物料机械方式结合结合强度较弱物料中非结合水产生蒸汽等温度纯水饱蒸汽压类水分较容易
结合水包括物理化学结合水化学结合水种水分物料结合力强产生蒸汽压低温度纯水饱蒸汽压水蒸气扩散推动力降低较难
（2）物料含水率表示方法
湿基含水率ω湿物料重量基准表示
(湿基) (28)
式中ω湿基含水率(湿基)W 湿物料中含水分量kgGc 湿物料中绝干物料重kg干基含水率χ绝干物料量基准表示：
(干基) (29)
般工业生产中常湿基湿含量表示湿物料含水率较直观设计计算中干基湿含量较方便
232 湿量计算
假设干燥前物料绝干物料量变干燥系统整体干燥时段湿量计算值：
(210)
式中——物料干物质重量kg——物料初始湿基湿含量——物料目标湿基湿含量L——干燥程绝干空气消耗量kg——预热空气含湿量g湿分蒸汽kg 绝干空气——出口空气含湿量g 湿分蒸汽kg 绝干空气
233 空气消耗量计算
干燥程重量方面热量物料中水分汽化方面汽化水分带走根公式(211)干燥程绝干空气消耗量：
(211)
式中L——干燥程绝干空气消耗量kg
24太阳干燥装置量分析
241 总量衡
图21 干燥系统量守恒
图 21 干燥系统量衡关系图根热力学第定律量衡关系式：
(212)
式中L——干燥程绝干空气消耗量kgI1——预热湿空气焓KJkgI0——入口湿空气焓KJ kgI2——出口湿空气焓KJ kg——干燥室效太阳辐射KJ——空气集热器效太阳辐射KJ——水存储热量KJ——干燥系统总耗电——物料变化KJ——干燥系统热损失KJ
242 物料变化排湿消耗量
物料变化排湿耗计算公式：
(213)
中
(214)
废气回收量公式：
(215)
式中——入口湿空气热kJ（kg·K)——废气回收量kJ ——出口物料热kJ（kg·K)——物料进口温度℃——物料进口温度℃
243 系统热损失
式(212)变换：
(217)
244 干燥效率系统总效率
干燥程中汽化湿分热量真正效汽化湿分需热量干燥室中热空气总热量值称干燥效率
(218)
干燥系统总效率定义汽化湿分热量占干燥器总耗热量百分数
(219)
25太阳干燥装置设计目标原理
251设计目标
食品干燥特果品干燥中行业中国采然日晒干燥温室干燥两种方式然日晒干燥需时间太长温室干燥缩短干燥时间样实现连续操作国外相关太阳食品干燥设备然流强制流型干燥设备普遍存实现连续干燥废气没回收利造成热浪费等问题
国关食品干燥设备现技术中中国发明专利公开号CN101086423A种太阳干燥设备附加源干燥装置公开种利太阳进行干燥设备技术方案：板式集热器风端安装弯曲风电加热器组成电加热段集热器热风干燥系统储热水罐方增设数分煤燃油燃气农作物秸秆燃烧加热器该装置实现阴天干燥作业太阳干燥设备实现全天候连续干燥作业技术方案需设置两种集热器板式集热器集热器成较高结构复杂外没考虑废热回收功结构干燥室体积受集热器高度限制利干燥室空间增加
252太阳干燥设备工作原理
设计装置种太阳连续供热式干燥设备连续供热成低结构简单热利效率高
干燥设备控制单元原理
白天干燥程中风集热器底部加热进入干燥室干燥排出热风鼓风机重新进风干燥室温度高时动控制阀开夜间温度感应器感应干燥室部温度低控制阀中断集热器进风口空气干燥箱底部电热丝加热进入干燥室类似白天干燥程白天重新开始时控制单元驱动控制阀关闭风进风口开集热器进风口开始集热板热风干燥程周复始实现连续干燥操作
气候条件佳时利干燥箱底部电热丝加热空气实现热风干燥程
26整体式干燥箱设计
261整体式干燥箱结构
图22示该装置太阳空气集热器干燥箱温度控制器风机底盘组成太阳空气集热器顶置侧置两种类型分合页固定干燥箱顶部侧面进行干燥作业时分放干燥箱项垂直挂干燥箱侧面进行干燥作业时支撑杆撑起集热器仰角太阳高度变化变化装置底盘安装万轮集热器太阳转动集热器方位角太阳方位角变化变化限度接收太阳辐射顶置集热器循环加热干燥箱空气干燥箱吸入空气加热空气送回干燥箱实现干燥余热重复利提高太阳利率侧面集热器环境中吸入新鲜空气加热送入干燥箱顶置集热器送入热空气混合进行干燥作业部分空气干燥箱出风口排入气中时排出水蒸气干燥箱进风口出风口做成喇叭形热空气干燥箱均匀分布保证物料干燥速度均匀致干燥箱进风口处安装电热棒补充太阳辐射量足时需热量保证干燥连续进行
干燥箱侧彩钢板制作成扇门合页固定干燥箱开时掀起干燥箱门框粘贴密封胶条减少热空气泄漏门开干燥箱容积充分利相邻两排干燥盘竖支架减少支架占箱效容积总3排干燥架排5干燥盘
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
1底座2风机3干燥箱4侧面集热器5顶部集热器6排气烟窗7箱门8干燥盘架9干燥盘10电热丝11喇叭形进风口
图22整体式干燥箱
262集热器高度角转动示意图
太阳干燥6月11月进行进行干燥作业时箱项集热器侧面集热器面太阳高度改变两集热器时调整角度保证面积接受太阳辐射集热器高度角调整图23示
3
干燥箱
1
2
1冬日集热器高度角2夏日集热器高度角3撑杆
图23集热器高度角转动示意图
集热器高度角调整方式：文干燥机介绍知干燥机工作时侧集热器顶集热器锁扣锁住连成体太阳角度发生变化时集热器绕干燥箱相连铰链转动直合适角度然撑杆集热器固定干燥箱完成高角度调整程
263集热器方位角转动示意图
1干燥箱太阳侧2干燥箱
图24 集热器方位角转动示意图（夏日转角）
(a)日落时集热器方位角(b)正午时集热器方位角(c)日出时集热器方位角
集热器干燥箱集成起转动整干燥箱调整集热器方位角夏日出时间概6时22分（北京时间）方位角123°27'日落时间19时38分方位角123°27'试验测试夏前段时间午8时太阳辐射量达试验求午19时太阳辐射满足试验求干燥箱午方位角110°午方位角110°图24示
264转结构
转结构骨架50mm×50mm角钢焊接成面两定轮前转动前面两万轮拖动干燥设备前进退转动骨架前端固定风机图25示
定轮
万轮
角钢
图25 干燥箱转结构
265太阳集热器设计
1材料结构特点
太阳集热器太阳干燥装置部件集热板PC阳光板保温层外壳构成太阳辐射转换成热集热板进行干燥设备集热板属板型集热板
6
5
4
1
3
2
1保温层2板形集热单元3PC阳光板4外壳5蛇形热风通道导风板
图26 板集热器部结构图
导风板3
图27 导风板结构示意图
空气着集热器进风口蛇形热风通道集热器出风口干燥室进风接口流动蛇形热风通道中加热
图28 集热器整体三维图
2集热器工作效率计算
集热器工作效率计算公式：
(220)
令CD
(221)
式中F'——集热器效率子09≤F'≤10(τα)——集热器透吸收积UL——热损系数Wm2·KIθ——太阳辐射强度Wm2Tf——集热器空气均温度℃Ta——环境均温度℃
3集热器中效太阳辐射计算
空气集热器中效太阳辐射计算公式：
（222）
式中L——干燥程绝干空气消耗量kgI1——预热湿空气焓KJkgI0——入口湿空气焓KJkg
水储存热量公式：
（223）
式中QW——水存储热量KJ
266干燥室设计
1材料结构特点
干燥室采保温材料制作四面(顶面正面两侧面)透光设计拥四层物料层限度利太阳辐射升温快外顶层物料直接吸收太阳辐射改变般干燥程中顶层物料处低温高湿干燥状况
干燥程中热风干燥室底部鼓入物料受热更均匀考虑物料部分时间处降速干燥阶段温湿度变化干燥室中物料薄铺层摆放干燥室采斜式放置物料摆放呈梯形层物料够限度利太阳
根整体干燥系统设计空气通道全部采通风弯曲线连接系统阻力损失降低
图29 干燥室三维图
中间物料盘设置温湿度空气仪干燥室空气温度超求温度时通增风量者停止通集热器
出风口进风口设置温湿度探头数采集
2干燥室中效太阳辐射计算
进行温室干燥时物料汽化排湿升高温度太阳辐射干燥室效太阳辐射空气系统说计算公式：
(224)
式中——干燥室提供量KJ——温室干燥排湿量kg——温室物料进口温度℃——温室物料出口温度℃——物料干物质重量kg——温室物料出口热kJ(kg·K)
3干燥室工作效率计算
干燥室工作效率表示形式：
(225)
式中——干燥室工作效率——干燥室面积m2t——温室干燥时间
267型太阳干燥设备参数材料选定
1系统干燥效率
干燥空气干燥室干燥程中效热量汽化物料湿分热量干燥系统总效率定义汽化物料湿分热量占干燥器总热量百分数
（226）
2系统部件材料规格
表21 干燥设备部件材料规格
部件
材料
规格说明
太阳集热器
板集热板
铜铝
集热器盖板
PC阳光板
保温层
保温棉
外壳
锈钢
干燥箱
底板
双层 PC 板
侧板
双层 PC 板
前板
双层 PC 板
入料门
双层 PC 板
顶盖
双层 PC 板
物料盘
锈钢
干燥室支架
锈钢方
箱体
锈钢
鼓风机
8m3min2800 转电机
连接道
直径 80mm软
27控制系统
种果蔬组织结构含水量营养成分等条件导致身物性进行烘干程中表现出干燥性质果蔬烘干程中受风温空气湿度风速等素影响产品品质会例葡萄干烘干程中超限温度阳光直射否会发生褐变现象豆角烘干程中受阳光射会引起退色含水量较果蔬产品烘干初期温度高会造成物料表面迅速脱水部水分未排出现象种现象容易引起物料干裂影响产品品质降低干燥速度
生产出质量成低产品必须合理适性广控制系统调节设备温度湿度流量部件运行时间
271温度控制
太阳烘干设备热源太阳太阳转化空气热物料进行烘干太阳稳定季节月份甚天时间太阳辐射量太阳烘干设备够获热天时刻太阳辐射例早晨太阳刚刚升起辐射强度辐射角度原太阳集热系统够采集热量较环境空气起始温度较低果时集热系统空气流量较难幅度提高冷空气温度满足物料烘干温度求时采取措施降低空气流速提升温度正午时分太阳辐射量太阳集热系统够采集热量增加流太阳集热系统空气会提高偏高温度烘干物料烘干温度特殊求超某温度时应采取相应措施降低烘干气体温度
简言太阳烘干机进行烘干时应该定范围控制温度
272流量控制
空气流速干燥程重影响吸收太阳辐射量相条件流速越高流量越温度越高流速越低流量越温度越低针物料干燥干燥流量温度吸收太阳辐射情况应相应控制保证物料加工适宜条件保证干燥效果产品品质
流量控制通控制风机实现
273时间控制
控制系统满足手动控制动控制切换功动控制值守情况设备够正常运转满足物料需温度流量等求
太阳果蔬干燥设备太阳局限性夜晚停止量供应物料干燥箱果物料水分断蒸发蒸发空气中水分温度低时聚结成水增加第二天需热量夜晚定时干燥箱进行通风排湿
28章结
设计开发套型全天候太阳干燥设备该设备进行物料衡算量衡算研究太阳干燥设备中传统然日晒干燥烘箱热风干燥现干燥设备相优势
（1）该太阳全天候干燥设备连续供热全天候工作成低结构简单热利效率高
（2）程度利太阳：干燥室采四面透光设计采斜式放置物料摆放呈梯形干燥产品直接接受太阳光射产品实现然日晒温室棚干燥致特殊日晒风味
（3）废热空气充分利：干燥室出口空气直接鼓风机相连重新集热器加热重新进入干燥室干燥物料干燥室中空气湿度达设定湿度时动排气阀门动开外排湿空气时补充新鲜空气实现干燥室废热空气充分利
（4）程度利干燥室空间：干燥室设物料框物料框层叠设置节省空间提高热利率
（5）种干燥方式结合根实际情况选干燥方式：集热器空气接口拆卸条件允许接电情况接口卸实现然流方式强制流方式切换开排气烟囱实现太阳干燥然流干燥
（6）干燥设备道结构架设均量减少耗：干燥室安装较高空气通道全部采通风弯曲线连接热风底部进入顶部装烟囱增加气流进出口高度差提高气流流动压差
（7）电利：改干燥设备中设温湿度感应器电热丝具智控制特点阴雨天气时通电加热丝加热空气终实现连续干燥满足南方特长时间阴雨天气食品原料干燥求
（8）该干燥设备干燥环境卫生清洁：改变太阳日晒农产品干燥环境卫生条件差卫生安全保证问题
第三章 结展
设计开发结合种现传统干燥方法优势时综合考虑种干燥方法足研制款太阳干燥设备
（1）该太阳全天候干燥设备连续供热全天候工作成低结构简单热利效率高
程度利太阳：干燥室采四面透光设计采斜式放置物料摆放呈梯形干燥产品直接接受太阳光射产品实现然日晒温室棚干燥致特殊日晒风味
废热空气充分利：干燥室出口空气直接鼓风机相连重新集热器加热重新进入干燥室干燥物料干燥室中空气湿度达设定湿度时动排气阀门动开外排湿空气时补充新鲜空气实现干燥室废热空气充分利
程度利干燥室空间：干燥室设物料框物料框层叠设置节省空间提高热利率
种干燥方式结合根实际情况选干燥方式：集热器空气接口拆卸条件允许接电情况接口卸实现然流方式强制流方式切换开排气烟囱实现太阳干燥然流干燥
干燥设备道结构架设均量减少耗：干燥室安装较高空气通道全部采通风弯曲线连接热风底部进入顶部装烟囱增加气流进出口高度差提高气流流动压差
电利：改干燥设备保温水箱中设温湿度感应器电热丝具智控制特点阴雨天气时通电加热丝加热保温水箱中水终实现连续干燥满足南方特长时间阴雨天气食品原料干燥求
该干燥设备干燥环境卫生清洁：改变太阳日晒农产品干燥环境卫生条件差卫生安全保证问题
（2）试验中采研制太阳干燥设备空气流方式然流强制流方式研究样品干燥特性达干燥求情况然流干燥时间需14h强制流干燥需时间12h远远低传统日晒干燥（50h）然流干燥整干燥程样品均Deff值139×106m2s强制流干燥程中样品均Deff值126×106m2s两种干燥方式干燥水分扩散力较均匀
（3）干燥设备然流干燥强制流干燥两种干燥方式干湿梅作试验样品研究样品理化品质感官特性试验结果表明着湿基湿含量降低处层梅子成品时总糖总酸盐含量均程度增加样品色泽方面非酶褐变层样品L*值a值升b值言果皮果肉干燥程中趋势相反（果皮b值降果肉b值升）达出厂产品品质求通干燥设备干燥方式物料层样品理化感官特性研究试验结果表明然流方式通适调整物料层位置样品品质会定程度提高强制流方式干燥相较稳定需通调整物料层位置提高样品品质
（4）太阳干燥设备干燥方式应研究表明相然日晒干燥温室烘箱干燥等传统干燥方式太阳干燥设备存明显优势干燥时间明显缩短缩短76设备干燥总效率634干燥程环保节干燥环境高温低湿产品品质干燥效率生产成均程度提高满足包括梅子等热敏性物料种农产品干燥求
（5）样品干燥目标水分含量时然日晒约需50h温室干燥约30h烘箱热风干燥需12h制太阳干燥设备然流方式强制流干燥方式耗时分14h12h强制流烘箱干燥然流温室干燥然日晒干燥12h湿含量分降58085708602164326922干燥相湿基湿含量（终产品）时候五种干燥方式干燥产品水分活度均达储藏求产品品质均达产品出厂求
综合言太阳干燥设备干燥效果佳
创新点：
（1）该设备实现全天候干燥
（2）该设备实现干燥室空气循环利干燥室热空气充分利
（3）该设备实现干燥方式切换：强制流然流温室
（4）装置架构减少耗：干燥室安装较高空气通道全部采通风弯曲线连接热风底部进入顶部装段烟囱增加气流进出口高度差提高气流流动压差
（5）程度利太阳：干燥室采四面透光设计采斜式放置物料摆放呈梯形集热器真空适时候走水储夜间干燥
（6）该设备设温湿度感应器电热丝具智控制特点满足南方特长时间阴雨天气果品等食品干燥求
展：
太阳干燥属种节干燥技术身受气候条件制约果够形式源相结合会更佳效果储存太阳备佳选择建议太阳资源较丰富区国太阳研究相国外说较少国外研究趋势样节方发展形式辅助设备起延长干燥设备时间智化方面研究
总体言国太阳干燥食品领域应处起步阶段许需完善方实性动化工业化发展方目前需研制适太阳干燥装置重点难点干燥程中热充分利现部分干燥装置没废热空气进行回收利造成热量量浪费应该方研究外干燥程中温度湿度风速等条件监控电动风门电动阀风机等直接计算机连接直接控制适应现代化干燥作业需太阳干燥器济效益明显应该说中国市场潜力巨
文设计型太阳全天侯干燥设备废热空气回收储连续干燥定优势通拆卸式分研究温室然流强制流等干燥方式传统热风干燥然日晒干燥差异试验型太阳全天侯干燥设备工厂加工生产中实际应提供理实际应利更种类热敏性物料做相关试验增加设备实际应范围
致 谢
次毕业设计中收获首先年学知识做次系统复更深步解学知识培养综合运学知识独立分析问题解决问题力学会样更利图书馆网络查找资料运资料学会学讨问题工作帮助会工作中断学努力提高水次设计切实体会作优秀设计员艰难性设计程中常遇种样问题知识方面足导致设计验方面足导致问题时束手措指导老师帮助努力终利完成设计
然设计存足方两月时间里学知识积累定设计验走社会工作岗位起关键作
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