试析苜蓿薄层干燥特性的试验研究

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1、黑龙江八一农垦大学硕士学位论文苜蓿薄层干燥特性的试验研究姓名：李爱平申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：汪春20050401摘要苜蓿是高产优质的豆科牧草，苜蓿营养丰富。其干物质中粗蛋白的含量是豆饼的二分之一．比玉米高1～1．5倍．同时莒蓿含有丰富的碳水化合物、矿物质和维生素等重要营养成分，素有“牧草之王”的美称：且苜蓿产量高(每公顷可产干草7．5吨)；同时苜蓿草还有着广阔的国际市场。因此大力发展菖蓿草业是解决我国蛋白质饲料短缺及出口创汇的重要手段。贮藏问题是苜蓿革业发展中亟待解决的问题之一，新鲜苜糟含水量在70～85％之间且

2、其储藏性能很差，而其安全贮藏水分为14％左右，苜蓿收获加工时间紧．季节性强，生产量大，因此必须在短时间内将其降至安全水分。人工干燥方法是快速降低苜蓿水分的有效手段。在干燥过程中各干燥参数对苜蓿蛋白质、叶绿素的含量亦产生影响，因此必须根据去水率、热量吸收率、品质等多方面指标来确定理想的干燥参数。本研究以紫花苜蓿为研究对象，在热风温度在8¨120℃、热风速度O．1~0．36m／s、干燥时间6~30min范围内研究了各干燥工艺参数对苜蓿干燥、品质、热量吸收率等特性的影响。为苜蓿干燥参数的选择及干燥机械的设计提供了理论基础。研究了苜蓿状态对其干

3、燥特性的影响，结果表明：苜蓿干燥时茎、叶的干燥存在不同步现象，叶的干燥时间是茎杆的l，3～I，2：压裂可明显提高茎杆干燥速度，使干燥时间缩短l件。l，3，较低温度下压裂苜蓿段干燥速度有可能大于较高温度下未压裂苜蓿段干燥速度；无论对于压裂茎杆及未压裂茎杆，短苜蓿段的干燥速度大于长苜蓿段的干燥速度。压裂茎杆的长度对干燥速度的影响更大一些：苜蓿悬浮速度在2~5．5m，s之间，由于苜蓿空气动力学特性较复杂，很难精确确定其悬浮速度，只能提供一个大致范围以供参考。研究了苜蓿的薄层干爆特性，结果表明：苜蓿干燥时含水率随时间呈指数关系变化；叶、茎降至安

4、全水分所需时间随风温及风速的升高而下降；Page方程与试验结果吻合较好，干燥常数k是风温的函数，N是风速的函数。研究了干燥参数对去水率的影响，结果表明：得出的苜蓿干燥数学模型与试验数据拟台较好：随风温、风速及干燥时间的增加。苜蓿去水率增加；风温对苜蓿干燥影响最大、干燥时间次之、风速影响最小：采用频数分析法确定了达到安全水分适合的参数范围．即温度为115。118℃、风速O．19~0．27m，s、干燥时间24~27min。研究了干燥参数对蛋白质及计绿索含量的影响，结果表明：得出的苜蓿干燥时蛋白质及叶绿素含量的数学模型与试验数据拟合较好：随风

5、温、风速及干燥时间的增加，苜蓿蛋白质及叶绿素减少：风温对苜蓿蛋白质及叶绿素影响最大、于燥时间次之、风速影响最小；采用频数分析法对结果进行优化，确定了取得较高叶绿素、蛋白质含量的较适合的参数范围，对蛋白质的较优T艺措施为：温度：86．7~92．5℃，风速：O．203~0．257，干燥时间：10、13．5min：对叶绿素的较优I，艺措施为：温度；90．1埘6℃，风速：O．2l～o．25m／s干燥时间为12～15．6min。研究了干燥参数对热量吸收率的影响，结果表明：得出的苜蓿干燥时热量吸收率的数学模型与试验数据拟和较好；热量吸收率随着风温、

6、风速增加而增加：对热量吸收率影响由强到弱的排序为：干燥日t间、风温、风速；采用频数分析法对结果进行优化，确定了取得较高热量吸收率的较适合的r艺措施为：温度：106．3～112℃，风速：O．2~o．26m，s，干燥时间；9～¨．6min。III采用加权综合评分与频数分析法对多目标进行优化求解，以去水率为主要指标(五=O．7、五=五=L=O．1)时最优的干燥工艺参数为：热风温度为120℃、风速为o，Lm／s，干燥时间为30min；以蛋白质含量为主要指标(厶=O．7、丑=厶=九=0．1)时最优的干燥工艺参数为：热风温度为120℃、风速为O．1

7、州s．干燥时间为6min；以叶绿素含量为主要指标(无=O．7、^=厶=厶=0．1)时最优的干燥工艺参数为：热风温度为80℃、风速为0．1州s，干燥时间为6min；以热量吸收率为主要指标(^。=O．7、^=厶=五=O．1)时最优的干燥工艺参数为：热风温度为120℃、风速为O．36州s．干燥时间为6min。关键词：苜蓿薄屡干燥千燥特性干燥数学模型AbstractThealfalfais出elegume加niIyherbw油h时yieldandhi曲qual吼itisnu们tio惦，粕dthecontentofmeproteinislf20f

8、幽esoy-bearIcakels，whichisl一’．5mnesh{gherth矗nthem矗i∞’s，缸也esaITIetimethealfalfacon扭inssuchimponaIltnutrit