基于多参数监控的真空脉动干燥过程研究

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1、分类号：单位代码：密级学号：学位论文基于多参数监控的真空脉动干燥过程研究研宄生：王栋指导教师：高振江教授合作指导教师：申请学位门类级别：工学博士专业名称：农业机械化工程研究方向：现代农业装备与计算机测控所在学院：工学院年月分类号：单位代码：密级学号：学位论文基于多参数监控的真空脉动干燥过程研究研究生：王栋指导教师：高振江教授合作指导教师：申请学位门类级别：工学博士专业名称：农业机械化工程研究方向：现代农业装备与计算机测控所在学院：工学院年月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研宄成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论

2、文中不包含其他人已经发表或撰写过的研宄成果，也不包含为获得中国农业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何作用均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。研宄生签名：时间：年▽月”日关于论文使用授权的说明本人完全了解中国农业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同意中国农业大学可以用不同方式在不同媒体上发表、传播学位论文的全部或部分内容。保密的学位论文在解密后应遵守此协议）研究生签名：时间年月导师签名时间年月摘要真空脉动

3、干燥技术具有干燥效率高、产品品质好等优点，具有良好的推广应用前景。针对真空脉动干燥过程具有时变性、阶段性等问题，设计了具有多参数监控功能的真空脉动干燥系统。运用该实验平台对胡萝卜片和枸杞两种物料的真空脉动干燥过程，进行了传热传质分析；基于干燥过程的物料瞬时含水率和温度变化情况，对胡萝卜片和枸杞真空脉动干燥过程分别进行了分段变温变压干燥工艺优化。改进了真空脉动干燥实验台加热系统，在此基础上，设计了基于通讯协议，以触摸屏为主机、多块单片机及智能称量仪表为从机的监控系统，使系统在进行设备控制的同时，具备物料状态（质量、含水率及物料内部温度、机器工况（真空度与各加热板温度）、

4、环境状态（温度与湿度）及干燥能耗信息（真空泵运行时间）的实时监测、数据显示与存储功能。系统自动称量分度值性能试验显示：自动称量相对误差分，湿基含水率分析绝对误差穿。在物料含水率大于湿基）时，真空脉动干燥的常压保持阶段瞬时降水幅度（振荡变化范围为，物料脱水质量较少，物料温度明显上升；真空保持阶段是干燥过程旳主要脱水阶段，在此阶段前期，出现物料和降温幅度的极值，持续时间较短；真空保持阶段中后期，稳定振荡、物料温度近似不变、持续时间较长，可通过监测获得的瞬时物料温度和分析干燥所处的阶段和物料的脱水情况；相同加热温度，相同的稳定振荡段变化范围内，物料温度变化情况相似；物料瞬时

5、含水率对于物料的瞬时温度及物料瞬时脱水速率有显著的影响。基于物料瞬时降水幅度及温度的变化情况，将真空脉动干燥过程分为：预热段、恒速干燥段、中期降速干燥段、后期缓慢脱水段；胡萝卜和枸杞的分段工艺优化结果表明：分段变温变压真空脉动工艺，相比单一固定工艺的试验，能够在保证物料温度无明显升高的情况下，取得高效、节能的优化效果。胡萝卜切片在干燥后期缓慢脱水段适合釆用减压干燥工艺。较优干燥工艺为：加热温度°，前两个脉动周期减压预热，当湿基含水率（为时降低加热温度至°在时，采用真空度低值为减压干燥其相比于常规真空脉动干燥工艺’干燥总时间缩短能耗降低真空泵运行时间降低。减压千燥对枸杞

6、干燥后期缓慢脱水段时间有明显影响。优化后的工艺为：加热温度°前两个脉动周期减压预热，时降低加热温度至°，时，釆用真空度低值为的减压干燥，当￡时变减压真空度低值为其相比于常规真空脉动干燥工艺，缩短干燥能耗约，缩短真空泵运行时间约，但干燥时间略有延长。通过多参数控制实验台试验表明，该实验台不仅对监控物料干燥过程的传热传质及干燥过程工艺优化提供了一个的研宄平台，也为真空脉动干燥技术发展及装备研发提供了技术支撑。关键词：真空脉动，干燥，监控系统，多参数监测，分段优化AbstractTherearemanyadvantagesofPulsedvacuumdrying(PVD)t

7、echnologylikehighdryingeficiencyandgoodproductquality,whichhasthegoodprospectofapplication.PVDsystemwithmultiparametermonitoringfunctionwasdesignedinthisworktotheproblemssuchastime-varyingwithphaseduringdryingprocess.ThissystemhasbeenappliedtothematerialsofcarrotslicesandLycium