本文關鍵詞：基于LabVIEW的變溫控制系統(tǒng)研制及蓮子熱風變溫干燥試驗研究　出處：《南昌航空大學》2016年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：隨著農產品市場需求的不斷提高,每年有大量的新鮮農產品及其附帶產品流入市場。對于新鮮的農產品來說,其貯存和保鮮是目前面臨的最主要的兩大問題。由于缺少合適和及時的干燥工藝,全球每年將近有1/3的農產品損失。而干燥被視為農產品保存和加工的重要工藝,是保存農產品最古老,簡單和廣泛使用的方法。變溫干燥以減少干燥時間、降低能耗、提高質量、便于操作為基本原則。根據物料處于不同干燥階段,采取不同溫度來實現物料干燥的方法,是對傳統(tǒng)方法的改進。在眾多的干燥技術中,變溫干燥不僅簡單、成本低,而且對農產品的品質有巨大改善。變溫干燥是根據干燥過程中物料內部水分遷移阻力的變化及熱敏成分對溫度的要求,在不同的干燥階段采用不同的干燥介質溫度。它不僅能夠大量的節(jié)省干燥過程中損耗的能量,而且還能夠保證干燥產品的品質。在干燥過程中,為了解決溫度的滯后性,時變性強,線性度差的問題,設計了一套精確的溫度控制和采集系統(tǒng)。采用LabVIEW中的PID控制,模糊控制和模糊PID控制分別對溫度進行相應的控制編程,得到Fuzzy-PID在系統(tǒng)溫度調節(jié)控制中,能將輸出溫度控制在一個很小的誤差范圍內,僅有?0.01℃的誤差。具有很強的調節(jié)和適應能力,并且得到的溫度曲線具有很高的魯棒性。Fuzzy-PID對溫度的調節(jié)控制最為出色。蓮子干燥過程中,具有復雜的傳熱傳質特性。為了更加客觀的研究干燥過程蓮子的特性變化和干燥效果,得出比較優(yōu)化的分段變溫干燥工藝參數,本試驗設計了一套蓮子變溫干燥的試驗控制系統(tǒng)裝置。該裝置主要由熱風發(fā)生、加熱、溫度和流量測控、采集等系統(tǒng)組成。依據分段變溫干燥試驗要求,成功的完成了該系統(tǒng)的整體設計、安裝及調試。該試驗臺能對熱風溫度和流量進行調節(jié)控制,并且具有在線傳輸試驗數據等特點。為了提高蓮子干燥品質、縮短干燥時間并降低能耗,采用恒溫和分段變溫兩種干燥方式對單粒蓮子進行了50~90℃恒溫和60(2~4h) 80℃變溫熱風干燥試驗,研究蓮子表觀變化、復水性、干燥能耗及干燥曲線特性,計算不同干燥條件下的有效擴散系數和活化能。試驗表明:在恒溫干燥中,熱風溫度越高,干燥時間越短,而蓮子的色澤、復水性等品質越差;在分段變溫干燥中,干燥時間比60℃恒溫條件下短、品質高,60(3h) 80℃變溫干燥蓮子的復水性優(yōu)于60(2h) 80℃和60(4h) 80℃變溫干燥,為169.41%,單位能耗比60℃恒溫干燥減少了2033 kJ/g。根據菲克第二定律,得到蓮子50~90℃恒溫干燥有效擴散系數變化范圍為1.79×10-9~5.83×10-9 m2/s,60(2~4h) 80℃變溫干燥平均有效擴散系數變化范圍為2.97×10-9~2.44×10-9 m2/s。由Arrhenius方程建立有效擴散系數與溫度的關系,得到蓮子水分活化能為28.33 kJ/mol。試驗結果為蓮子干燥工藝參數優(yōu)化及干燥設備設計提供參考。
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【學位授予單位】：南昌航空大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273

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本文編號：1352069