基于多參數(shù)監(jiān)控的真空脈動干燥過程研究

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1、分類號：單位代碼：密級學(xué)號：學(xué)位論文基于多參數(shù)監(jiān)控的真空脈動干燥過程研究研宄生：王棟指導(dǎo)教師：高振江教授合作指導(dǎo)教師：申請學(xué)位門類級別：工學(xué)博士專業(yè)名稱：農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程研究方向：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與計(jì)算機(jī)測控所在學(xué)院：工學(xué)院年月分類號：單位代碼：密級學(xué)號：學(xué)位論文基于多參數(shù)監(jiān)控的真空脈動干燥過程研究研究生：王棟指導(dǎo)教師：高振江教授合作指導(dǎo)教師：申請學(xué)位門類級別：工學(xué)博士專業(yè)名稱：農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程研究方向：現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備與計(jì)算機(jī)測控所在學(xué)院：工學(xué)院年月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研宄成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論

2、文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研宄成果，也不包含為獲得中國農(nóng)業(yè)大學(xué)或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何作用均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。研宄生簽名：時(shí)間：年▽月”日關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解中國農(nóng)業(yè)大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。同意中國農(nóng)業(yè)大學(xué)可以用不同方式在不同媒體上發(fā)表、傳播學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容。保密的學(xué)位論文在解密后應(yīng)遵守此協(xié)議）研究生簽名：時(shí)間年月導(dǎo)師簽名時(shí)間年月摘要真空脈動

3、干燥技術(shù)具有干燥效率高、產(chǎn)品品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)，具有良好的推廣應(yīng)用前景。針對真空脈動干燥過程具有時(shí)變性、階段性等問題，設(shè)計(jì)了具有多參數(shù)監(jiān)控功能的真空脈動干燥系統(tǒng)。運(yùn)用該實(shí)驗(yàn)平臺對胡蘿卜片和枸杞兩種物料的真空脈動干燥過程，進(jìn)行了傳熱傳質(zhì)分析；基于干燥過程的物料瞬時(shí)含水率和溫度變化情況，對胡蘿卜片和枸杞真空脈動干燥過程分別進(jìn)行了分段變溫變壓干燥工藝優(yōu)化。改進(jìn)了真空脈動干燥實(shí)驗(yàn)臺加熱系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)了基于通訊協(xié)議，以觸摸屏為主機(jī)、多塊單片機(jī)及智能稱量儀表為從機(jī)的監(jiān)控系統(tǒng)，使系統(tǒng)在進(jìn)行設(shè)備控制的同時(shí)，具備物料狀態(tài)（質(zhì)量、含水率及物料內(nèi)部溫度、機(jī)器工況（真空度與各加熱板溫度）、

4、環(huán)境狀態(tài)（溫度與濕度）及干燥能耗信息（真空泵運(yùn)行時(shí)間）的實(shí)時(shí)監(jiān)測、數(shù)據(jù)顯示與存儲功能。系統(tǒng)自動稱量分度值性能試驗(yàn)顯示：自動稱量相對誤差分，濕基含水率分析絕對誤差穿。在物料含水率大于濕基）時(shí)，真空脈動干燥的常壓保持階段瞬時(shí)降水幅度（振蕩變化范圍為，物料脫水質(zhì)量較少，物料溫度明顯上升；真空保持階段是干燥過程旳主要脫水階段，在此階段前期，出現(xiàn)物料和降溫幅度的極值，持續(xù)時(shí)間較短；真空保持階段中后期，穩(wěn)定振蕩、物料溫度近似不變、持續(xù)時(shí)間較長，可通過監(jiān)測獲得的瞬時(shí)物料溫度和分析干燥所處的階段和物料的脫水情況；相同加熱溫度，相同的穩(wěn)定振蕩段變化范圍內(nèi)，物料溫度變化情況相似；物料瞬時(shí)

5、含水率對于物料的瞬時(shí)溫度及物料瞬時(shí)脫水速率有顯著的影響?；谖锪纤矔r(shí)降水幅度及溫度的變化情況，將真空脈動干燥過程分為：預(yù)熱段、恒速干燥段、中期降速干燥段、后期緩慢脫水段；胡蘿卜和枸杞的分段工藝優(yōu)化結(jié)果表明：分段變溫變壓真空脈動工藝，相比單一固定工藝的試驗(yàn)，能夠在保證物料溫度無明顯升高的情況下，取得高效、節(jié)能的優(yōu)化效果。胡蘿卜切片在干燥后期緩慢脫水段適合釆用減壓干燥工藝。較優(yōu)干燥工藝為：加熱溫度°，前兩個(gè)脈動周期減壓預(yù)熱，當(dāng)濕基含水率（為時(shí)降低加熱溫度至°在時(shí)，采用真空度低值為減壓干燥其相比于常規(guī)真空脈動干燥工藝’干燥總時(shí)間縮短能耗降低真空泵運(yùn)行時(shí)間降低。減壓千燥對枸杞

6、干燥后期緩慢脫水段時(shí)間有明顯影響。優(yōu)化后的工藝為：加熱溫度°前兩個(gè)脈動周期減壓預(yù)熱，時(shí)降低加熱溫度至°，時(shí)，釆用真空度低值為的減壓干燥，當(dāng)￡時(shí)變減壓真空度低值為其相比于常規(guī)真空脈動干燥工藝，縮短干燥能耗約，縮短真空泵運(yùn)行時(shí)間約，但干燥時(shí)間略有延長。通過多參數(shù)控制實(shí)驗(yàn)臺試驗(yàn)表明，該實(shí)驗(yàn)臺不僅對監(jiān)控物料干燥過程的傳熱傳質(zhì)及干燥過程工藝優(yōu)化提供了一個(gè)的研宄平臺，也為真空脈動干燥技術(shù)發(fā)展及裝備研發(fā)提供了技術(shù)支撐。關(guān)鍵詞：真空脈動，干燥，監(jiān)控系統(tǒng)，多參數(shù)監(jiān)測，分段優(yōu)化AbstractTherearemanyadvantagesofPulsedvacuumdrying(PVD)t

7、echnologylikehighdryingeficiencyandgoodproductquality,whichhasthegoodprospectofapplication.PVDsystemwithmultiparametermonitoringfunctionwasdesignedinthisworktotheproblemssuchastime-varyingwithphaseduringdryingprocess.ThissystemhasbeenappliedtothematerialsofcarrotslicesandLycium