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热泵干燥机数据采集系统的设计和试验研究

马琳  
【摘要】:我国果品蔬菜资源丰富,其干制加工正在迅速发展,综合效益日益显著。但是该类物料为含水量高又富含维生素的热敏性体,干燥时间长,干制品的品质难以保证。常规的热风循环干燥因为温度较高、能耗大,已经无法达到生产高品质果蔬干制品的要求。采用冷冻干燥虽然产品质量好,但是设备价格昂贵,生产成本过高。因此,我们采用热泵干燥法来对果蔬进行干制,可以达到品质较高,节省能源的效果。 虽然在国内,使用热泵干燥机来干燥木材、食品、农副产品等的例子不少,但是对于多数使用热泵干燥机进行干燥的厂家来说,他们对干燥现场的温度、湿度等参数的检测还是通过人工的方法来实现的。这样即浪费了大量的人力物力,又不能达到控制所需的精度,还不能完成实时监控的效果。所以,现阶段对热泵干燥工艺参数的自动检测和控制的研究是非常重要的。 本课题根据热泵干燥机的工作原理以及对干燥过程的研究,自行设计并组装了一套热泵干燥装置。该装置主要由以下几个部分组成:蒸发器、冷凝器、压缩机、膨胀阀、辅助加热器和干燥室。电气控制部分采用了西门子可编程控制器;在进风口、出风口以及干燥室内安置了多个温湿度和风速传感器;设计了干燥室内的干燥吊架,其上使用称重传感器来实时测量物料的重量。 由于在食品的干燥过程中,干燥介质(空气)的温度、湿度、风速对干燥物料的影响显著,所以我们要检测这几个因素的变化范围。作者根据试验所需,设计了热泵干燥机计算机数据采集系统。软件系统采用Visual C++6.0编写,主要面向了干燥生产的管理者和技术人员,它可以实时的采集干燥室内的温度、湿度、风速以及物料的重量,采集的数据可以用图像和数据列表两种方式显示。这样就起到了实时监控的作用。其次,在不同温度下对苹果进行多次干燥试验,根据试验测得的数据,对物料的干燥特性进行研究,可以绘制实时干燥曲线和干燥速率曲线等,分析含水率和时间的关系、干燥速率与时间的关系、温度对干燥过程的影响等等。 本课题实现了热泵干燥机工艺参数的实时数据采集,它可以准确、及时的反映水果的干燥过程特性;实时的干燥过程数据记录也可以为自动控制提供基础。


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