果蔬膨化设备的节能研究

【摘要】：以低温高压膨化设备为对象，对食品工业生产中的果蔬膨化设备进行节能研究。分析评判了目前市场上存在的低温高压膨化设备，并指出了其优缺点。设计出典型的低温高压膨化设备所需要的膨化罐和真空罐。并在热力学第一、第二定律内，结合生产工艺对整个膨化设备进行能量分析和火用分析，得出能量的损失主要存在于对设备和物料的加热和冷却过程中；火用损失主要存在于传热过程中，由于加热过程是从常温加热至工艺高温，而冷却过程也是从高温度冷却至常温，存在较大温差，且传热温差越大，火用损失越大。水分的除去是食品干燥工业中最重要的工艺指标之一，分析并计算出整个膨化操作过程中水分的迁移情况，结合示意图，给出了膨化过程中物料各阶段含水量，通过分析，给出影响产品质量的冷凝水的处理方法，为果蔬压差膨化的工艺完善提供了理论基础。 结合能量损失和火用损失的主要特点和存在位置，研究了能量梯级利用方式，通过接有两个能量储存装置来实现膨化罐体夹套加热和冷却过程的能量再利用，其工作原理为，利用两个温差储罐，在夹套的加热过程中进行预热，然后再用热源直接加热；在夹套冷却的过程中，温差储罐能够预先冷却夹套从而吸收热量以备下次加热时使用；通过计算获得能量梯级利用的温度参数和流量参数，给出了PLC控制流程程序，通过验证，发现引入能量梯级利用系统后，理论上可以将能量的利用率提高约7.6%，加热过程中理论节能51.63%，整个加工工艺理论节能29.94%，整体火用损失减少高达80%。 为了解决真空抽干阶段、气体稀薄、气体的导热效果差，对流换热基本上可以忽略的情况下，研究了真空抽干阶段各种有效的加热干燥方式比如过热蒸汽干燥，微波干燥，远红外干燥；考虑到远红外加热的自身特点以及工艺条件的要求，最终选定远红外加热干燥；通过利用史蒂芬-波尔兹曼定律，兰贝特定律等相关定律，计算出了热源的排布间距，在保证效率和效果的前提下，给出了红外热源对物料的合理布局，达到温度场均匀的最大优化，计算了远红外热源的热流密度，为实际生产提供了操作参考。 研究了液氮快速冷却方法，计算出了一次工艺所需要的液氮量，并通过实验得出了膨化后苹果干的透气度，结合透气度得到了最佳的抽真空速率；结合膨化罐腔内构造和远红外石英管排列以及抽真空气流方向，给出了液氮喷嘴的大致分布布局。 【关键词】：低温高压膨化 能量分析 火用分析 远红外 液氮
【学位授予单位】：陕西科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2012
【分类号】：TS255.35
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 绪论11-15
• 1.1 选题的目的和意义11
• 1.2 低温高压膨化干燥11-13
• 1.2.1 低温高压膨化干燥的原理12-13
• 1.2.2 低温高压膨化干燥的优点13
• 1.2.3 低温高压膨化干燥设备的存在的缺点13
• 1.3 国内外研究的现状13-14
• 1.4 本课题的主要研究内容14-15
• 2 低温高压膨化设备工艺过程中耗能、传热、水分的迁移机理研究15-26
• 2.1 加热升温过程分析15-18
• 2.2 膨化过程的分析18-20
• 2.3 保温真空抽干过程的分析20-22
• 2.4 降温冷却至常温的过程分析22-23
• 2.5 本章小结23-26
• 3 低温高压膨化设备的设计26-33
• 3.1 膨化罐的设计26-31
• 3.1.1 筒节的计算26-27
• 3.1.2 封头的选取27-28
• 3.1.3 法兰的选取28-29
• 3.1.4 人孔及视镜29-31
• 3.2 真空罐的设计31-32
• 3.2.1 筒节的计算31-32
• 3.2.2 封头的选取32
• 3.3 本章小结32-33
• 4 能量梯级利用系统的研究33-41
• 4.1 能量梯级利用系统的操作及 PLC 工作流程34-38
• 4.1.1 能量梯级利用系统的操作过程34
• 4.1.2 能量梯级利用系统的 PLC 工作流程34-38
• 4.2 能量梯级利用系统的参数计算：38-39
• 4.3 能量梯级利用系统的节能效果分析39-40
• 4.4 本章小结40-41
• 5 高效加热干燥方式的研究41-53
• 5.1 过热蒸汽干燥41-42
• 5.1.1 过热蒸汽干燥的优点41-42
• 5.1.2 过热蒸汽干燥不能用于低温高压膨化设备上的原因42
• 5.2 微波（介电）干燥42-44
• 5.2.1 微波干燥的优点43
• 5.2.2 国内研究结果43
• 5.2.3 微波干燥不能用在低温高压膨化设备上的原因43-44
• 5.3 远红外干燥44-52
• 5.3.1 远红外加热的特点44-45
• 5.3.2 远红外加热适用于低温高压膨化设备45
• 5.3.3 远红外加热器的选用以及注意问题45-47
• 5.3.4 远红外辐射管的横向分布优化47-51
• 5.3.5 热流密度的计算51-52
• 5.4 本章小结52-53
• 6 液氮高速冷却方式的研究53-59
• 6.1 液氮需求量的确定53
• 6.2 液氮喷放过程中抽真空速率的确定53-56
• 6.3 液氮喷嘴的排布56-57
• 6.4 本章小结57-59
• 7 总结59-63
• 7.1 全文总结59-60
• 7.2 本论文的创新处60
• 7.3 未来工作建议60-63
• 致谢63-65
• 参考文献65-67
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及获得的发明专利67-68

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

南瓜脆片微波干燥工艺研究    熊涛;龙娇;

气流膨化苹果脆片加工工艺初探    石启龙,张培正,李坤

微波真空干燥技术在食品工业中的应用与展望    张国琛,徐振方,潘澜澜

微波真空干燥技术的进展    崔正伟,许时婴,孙大文

微波-压差膨化苹果脆片工艺技术研究    张永茂;康三江;张芳;黄铮;

农产品和食品干燥技术及设备的现状和发展    徐小东;崔政伟;

食品膨化机理的理论探析    刘自强

气流膨化菠萝脆片的工艺研究    陈传福;李坤;张培正;

热风和微波真空联合干燥甘蓝试验    徐艳阳,张慜,陈亦辉,钟齐丰

真空低温膨化技术简介    赵亚,石启龙

果蔬低温高压膨化干燥关键技术研究    毕金峰

微波真空干燥膨化苹果片的机理及品质研究和设备设计    韩清华

氯化聚乙烯干燥工艺技术的研究    王积国;

烟叶烘烤能耗与节能途径分析    宋朝鹏;艾绥龙;王胜雷;李先锋;宫长荣;

饲用蛋白酶发酵液气流式喷雾干燥参数研究    胡云红;马齐;张强;张红艳;岳淑宁;阮祥稳;

酶解蛋白液喷雾干燥工艺研究    胡云红;马齐;张强;

黄菊真空薄层干燥特性研究    李晓冬;刘鸿雁;胡柏松;赵景利;

可溶性大米蛋白水解液的干燥工艺    聂卉;李晓静;王岚;王章存;

食品膨化技术及其养生意义研究概况    王明;巩江;高昂;巩丹青;侯恩太;路锋;倪士峰;崔延堂;

微波膨化板栗米饼的工艺研究    曾赟;赵春梅;王清章;严守雷;李洁;

热泵在稻谷干燥中的应用    李刚;叶进;刘玲;柳剑;牛敏杰;

嵌合巧克力的杨梅冻干休闲食品的开发研究    叶素丹;顾娇蛟;

微波干燥对小麦品质的影响    朱德泉;蒋德云;王继先;周杰敏;

热泵、微波及太阳能干燥技术在食品加工中的应用    尤小梅;李远志;莫国彪;洪雁;曾丹;

隧道式蔬菜热风脱水干燥机的研究    刘晓娟;赵长滨;林君堂;张凤菊;于晓波;李存斌;赵丽平;冯源;

高压脉冲电场对苹果某些营养素的影响    王冉;郭玉明;

农产品干燥技术进展研究    陈红意;赵满全;李萍;

基于SIMUlink的猪粪好氧堆肥热量平衡仿真研究    王永江;黄光群;韩鲁佳;

对虾带辐射的真空冷冻联合干燥系统的试验研究    李鑫;马国远;许树学;

浅谈中国干混砂浆企业的规划    张华桥;葛绍伟;

直投式酸奶发酵剂的研究进展    刘冬梅;李理;梁世中;杨晓泉;

高红外快速固化技术在涂装工程中的应用    贾伟;谢奇峰;钟金环;费海峰;吕帅帅;骆剑;王一建;

甘肃河西大麦麦芽干燥控制系统研究    高晓阳

生物多孔材料非稳态收缩及其对传热传质影响研究    刘显茜

颗粒状切割块茎类蔬菜微波喷动均匀干燥特性及模型研究    颜伟强

基于水势的玉米真空干燥传热传质模型及介电特性的研究    尹丽妍

典型冶金物料的微波及组合干燥应用研究    李雨

玉米真空干燥特性的研究    张志军

气体射流冲击颗粒物料干燥机理与参数试验研究    高振江

水稻干燥品质的模拟和控制机理研究    刘木华

间接式干燥装备建模及面向对象软件开发    贺华波

食品物料通电加热及高压电场节能干燥的应用研究    李法德

细长铜管的碳氢清洗技术研究    杨晨野

甘薯粉丝干燥机理和干燥技术的研究    周洁

煤粉干燥管内气固两相流动的数值模拟与实验研究    于连丽

太阳能果蔬脱水车间性能试验及苹果脱水工艺优化研究    高兴海

甘南牧区优良乳酸菌的分离筛选及开发应用    李晓鹏

蓝孔雀蛋涂膜保鲜及蛋粉加工技术研究    陈安明

香蕉片微波真空干燥特性及干燥工艺的研究    雷小琴

回转干燥窑的建模与智能控制    张文锋

中温对流条件下收缩性城市生活垃圾基元传热传质特性的研究    罗华俊

全湿法传统风味粉干生产线关键技术研究    孟汉坤

微波真空干燥过程中木材内的水分迁移机理    李贤军;吴庆利;姜伟;张璧光;

我国柑橘分布情况简介    田勇

食品微波膨化技术研究进展    李清明,谭兴和,申双贵,郭时印

气流膨化苹果脆片加工工艺初探    石启龙,张培正,李坤

微波真空干燥技术在食品工业中的应用与展望    张国琛,徐振方,潘澜澜

从鲜柑桔皮中提取橙皮甙的一种方法    谭世语,马蓓蓓,张贤飞

用柑桔皮制备果胶新工艺研究    刘钟栋，元春梅，邓恩海

巴西柑桔生产近况    周群

加入WTO对我国柑桔业的影响    沈兆敏

中美苹果产业的比较分析及政策建议    刘汉成;夏亚华;

扇贝柱微波真空干燥机理及品质研究    张国琛

低温气流膨化枸杞子的研制及其品质测定    王荣梅

Rectisol净化系统低温高压汽液平衡计算的研究    朱毅祖 ,俞裕国 ,袁一

新型低温高压液氢(液氧)容器的制造    骆晓玲

低温高压及高温高压对La_(80)Al_(20)非晶态结构及超导性的影响    刘志毅,赵有祥,刘振兴,陈桂玉,王朝果,王守证

苹果低温高压膨化技术研究进展    马立霞;毕金峰;魏益民;

PR方程用于低温高压含氢体系汽液平衡计算和结果分析    肖九高,卢焕章

缠绕管式换热器的修复    刘倍倍;

深水条件下气制油合成基钻井液流变性和流变模式研究    李怀科;王楠;田荣剑;李自立;严海源;

用于评价深水条件下钻井液流变特性的FannIX77全自动流变仪    王楠;李怀科;田荣剑;魏红梅;李松;

低温高压U形管式换热器的制造    梁健文

新型的低温液氢(液氧)容器结构    骆晓玲,黄载生

氦气回收纯化保障设备的研制    施锦;师铜墙;丁怀况;赵林华;陈登科;

桐柏山地区低温高压变质杂岩的岩石学和年代学初步结果    刘晓春;江博明;董树文;娄玉行;

青藏亚东-格尔木剖面地震波速度场的数值模拟    魏东平;周蕙兰;石耀霖;

湖北随州五童庙碱性杂岩体低温高压变质机理研究    赵文俞;王勤燕;叶先贤;

大别山古缝合线的研究    谢窦克;郭坤一;

天然气水合物勘探研究进展    欧阳凯;张训华;

用氢安全与防护初探    张素英;李大红;

大型医疗设备制冷系统的维护    赵栋凯;

大型浮空器氦气纯化模式和保障设备配置    施锦;赵林华;傅剑;姜春;滕健;丁怀况;

藉修青藏铁路之机勘探开发沿线永冻层中蕴藏的天然气水合物资源    刘广志;

警惕春风中的“暗箭”    主任医师 孙清廉

希望的田野    新华 朝磊 雪晴

用药新法迭出    孟怀东 印高乐

以水作燃料 缓解石油荒    罗清岳

“寨香”铺就富裕路    

兰州石化破解烯烃装置技术难题    钱双庆

“可燃冰”：未来能源宝库，也是气候变暖隐患    

未来的几种新能源    梅源

“可燃冰”模拟实验成果不菲    田雪莲

未来的几种新能源    梅源

果蔬低温高压膨化干燥关键技术研究    毕金峰

海洋天然气水合物若干问题的模拟实验研究    刘昌岭

南海北部陆坡天然气水合物分解引起的海底滑坡与环境风险评价    刘锋

冻土带天然气水合物科学钻探参数检测系统研究    刘大军

苹果片低温高压膨化干燥技术研究    马立霞

新型果蔬膨化干燥设备的设计及研究    胡玉莹

果蔬膨化设备的节能研究    朱开鼎

深海细菌Shewanella piezotolerans WP3极端环境适应性机理的研究——脂肪酸系统与深海噬菌体SW1在环境适应中的作用和调控    王峰

低温甲醇洗吸收流程的仿真研究    顾卫忠

Pricat镍催化剂氢化大豆油的研究    张斌

低温脂肪酶产生菌的筛选、鉴定及产酶条件优化    林容霞

TBAB体系水合物法提纯低浓度含氧煤层气的实验研究及过程模拟    叶洋

晶体电注入装置研制和电注入着色晶体色心光谱特性    吴艳茹

天然气水合物地层物理力学性质实验研究    孙晓杰