苜蓿薄層干燥特性的試驗研究.pdf

1、苜蓿是高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的豆科牧草，苜蓿營養(yǎng)豐富，其干物質(zhì)中粗蛋白的含量是豆餅的二分之一，比玉米高1～1.5倍，同時苜蓿含有豐富的碳水化合物、礦物質(zhì)和維生素等重要營養(yǎng)成分，素有“牧草之王”的美稱；且苜蓿產(chǎn)量高(每公頃可產(chǎn)干草7.5噸)；同時苜蓿草還有著廣闊的國際市場。因此大力發(fā)展苜蓿草業(yè)是解決我國蛋白質(zhì)飼料短缺及出口創(chuàng)匯的重要手段。貯藏問題是苜蓿草業(yè)發(fā)展中亟待解決的問題之一，新鮮苜蓿含水量在70～85％之間且其儲藏性能很差，而其安全貯藏水分為14

2、％左右，苜蓿收獲加工時間緊，季節(jié)性強，生產(chǎn)量大，因此必須在短時間內(nèi)將其降至安全水分。人工干燥方法是快速降低苜蓿水分的有效手段。在干燥過程中各干燥參數(shù)對苜蓿蛋白質(zhì)、葉綠素的含量亦產(chǎn)生影響，因此必須根據(jù)去水率、熱量吸收率、品質(zhì)等多方面指標來確定理想的干燥參數(shù)。 本研究以紫花苜蓿為研究對象，在熱風(fēng)溫度在80～120℃、熱風(fēng)速度0.1～0.36m/s、干燥時間6～30min范圍內(nèi)研究了各干燥工藝參數(shù)對苜蓿干燥、品質(zhì)、熱量吸收率等特性的影

3、響。為苜蓿干燥參數(shù)的選擇及干燥機械的設(shè)計提供了理論基礎(chǔ)。 研究了苜蓿狀態(tài)對其干燥特性的影響，結(jié)果表明：苜蓿干燥時莖、葉的干燥存在不同步現(xiàn)象，葉的干燥時間是莖桿的1/3～1/2；壓裂可明顯提高莖桿干燥速度，使干燥時間縮短1/4～1/3，較低溫度下壓裂苜蓿段干燥速度有可能大于較高溫度下未壓裂苜蓿段干燥速度；無論對于壓裂莖桿及未壓裂莖桿，短苜蓿段的干燥速度大于長苜蓿段的干燥速度，壓裂莖桿的長度對干燥速度的影響更大一些；苜蓿懸浮速度在2

4、～5.5m/s之間，由于苜?？諝鈩恿W(xué)特性較復(fù)雜，很難精確確定其懸浮速度，只能提供一個大致范圍以供參考。 研究了苜蓿的薄層干燥特性，結(jié)果表明：苜蓿干燥時含水率隨時間呈指數(shù)關(guān)系變化；葉、莖降至安全水分所需時間隨風(fēng)溫及風(fēng)速的升高而下降；Page方程與試驗結(jié)果吻合較好，干燥常數(shù)k是風(fēng)溫的函數(shù)，N是風(fēng)速的函數(shù)。 研究了干燥參數(shù)對去水率的影響，結(jié)果表明：得出的苜蓿干燥數(shù)學(xué)模型與試驗數(shù)據(jù)擬合較好；隨風(fēng)溫、風(fēng)速及干燥時間的增加，苜蓿去

5、水率增加；風(fēng)溫對苜蓿干燥影響最大、干燥時間次之、風(fēng)速影響最??；采用頻數(shù)分析法確定了達到安全水分適合的參數(shù)范圍，即溫度為115～118℃、風(fēng)速0.19～0.27m/s、干燥時間24～27min。 研究了干燥參數(shù)對蛋白質(zhì)及葉綠素含量的影響，結(jié)果表明：得出的苜蓿干燥時蛋白質(zhì)及葉綠素含量的數(shù)學(xué)模型與試驗數(shù)據(jù)擬合較好；隨風(fēng)溫、風(fēng)速及干燥時間的增加，苜蓿蛋白質(zhì)及葉綠素減少；風(fēng)溫對苜蓿蛋白質(zhì)及葉綠素影響最大、干燥時間次之、風(fēng)速影響最?。徊捎妙l

6、數(shù)分析法對結(jié)果進行優(yōu)化，確定了取得較高葉綠素、蛋白質(zhì)含量的較適合的參數(shù)范圍，對蛋白質(zhì)的較優(yōu)工藝措施為：溫度：86.7～92.5℃，風(fēng)速：0.203～0.257，干燥時間：10～13.5min；對葉綠素的較優(yōu)工藝措施為：溫度：90.1～96℃，風(fēng)速：0.21～0.25m/s干燥時間為12～15.6min。 研究了干燥參數(shù)對熱量吸收率的影響，結(jié)果表明：得出的苜蓿干燥時熱量吸收率的數(shù)學(xué)模型與試驗數(shù)據(jù)擬和較好；熱量吸收率隨著風(fēng)溫、風(fēng)速增

7、加而增加；對熱量吸收率影響由強到弱的排序為：干燥時間、風(fēng)溫、風(fēng)速；采用頻數(shù)分析法對結(jié)果進行優(yōu)化，確定了取得較高熱量吸收率的較適合的工藝措施為：溫度：106.3～112℃，風(fēng)速：0.2～0.26m/s，干燥時間：9～11.6min。 采用加權(quán)綜合評分與頻數(shù)分析法對多目標進行優(yōu)化求解，以去水率為主要指標(λ1=0.7、λ2=λ3=λ4=0.1)時最優(yōu)的干燥工藝參數(shù)為：熱風(fēng)溫度為120℃、風(fēng)速為0.1m/s，干燥時間為30min；以蛋

8、白質(zhì)含量為主要指標(λ2=0.7、λ1=λ3=λ4=0.1)時最優(yōu)的干燥工藝參數(shù)為：熱風(fēng)溫度為120℃、風(fēng)速為0.1m/s，干燥時間為6min；以葉綠素含量為主要指標(λ3=0.7、λ1=λ2=λ4=0.1)時最優(yōu)的干燥工藝參數(shù)為：熱風(fēng)溫度為80℃、風(fēng)速為0.1m/s，干燥時間為6min；以熱量吸收率為主要指標(λ4=0.7、λ1=λ2=λ3=0.1)時最優(yōu)的干燥工藝參數(shù)為：熱風(fēng)溫度為120℃、風(fēng)速為0.36m/s，干燥時間為6min。