烘干機(jī)干燥系統(tǒng)模型設(shè)計 在傳統(tǒng)方法中，利用相似理論建立等比例或者縮尺比例模型來研究空間流場特性是比較準(zhǔn)確可靠的方法，但此方法耗資較多，且周期較長。建立相似模型的目的就是為了解決在理論上還不能解決的應(yīng)用問題，相似模型被應(yīng)用在很多學(xué)科中[39]。本文搭建了熱泵型烘干房縮尺比例的試驗臺模型，該試驗臺能夠?qū)崿F(xiàn)對不同物料的干燥實(shí)驗，從而出總結(jié)出不同物料干燥動力學(xué)曲線變化規(guī)律以及不同物料的干燥工藝。

烘干機(jī)模型條件的分析 完全遵守是比較困難的。在實(shí)踐中，通常采用近似模化的方法。

（1）為了滿足幾何相似的要求，縮尺模型的尺寸是按比例縮小的。

（2）如果是穩(wěn)定過程，時間條件就無任何意義，所以不需要考慮。 

（3）溫度場相似和溫度相近這兩個條件，是保持物理參數(shù)近似相似的關(guān)鍵。 

（4）模型與原型中發(fā)生的過程和現(xiàn)象基本上是相同的，所以基本微分方程組是相同的。

（5）邊界上重要的是保證熱流量的相似，而溫度場的相似可以忽略。烘干機(jī)內(nèi)送風(fēng)氣流雷諾數(shù)由設(shè)計參數(shù)算出。在烘干過程中，當(dāng)烘房內(nèi)溫度為較大值時，v值較大，此時 Re 達(dá)到較小值。若較小值在自模區(qū)，則其他溫度范圍內(nèi)必定也在自模區(qū)范圍內(nèi)，由實(shí)際烘房參數(shù)可求得 Re 。

計算得出烘干機(jī)干燥紅棗 24 小時需要總加熱量 8574.84k J ，則整個干燥過程中單位時間內(nèi)需要為干燥室提供的有效熱量為 99.25J，設(shè)電加熱的效率η=%90 ，加熱器功率 Pe =99.25 ÷0.9 =110.28W 。 選用 W 型 220V，1.0 k W 的電加熱，烘干機(jī)的可調(diào)溫度范圍是 0～150℃。根據(jù)電加熱器的大小，將加熱室尺寸設(shè)置為：300×200×330mm。電加熱室用 2mm 的鍍鋅板白鐵皮制成，采用 2cm 厚的聚氨酯板保溫，電加熱的啟停由溫度控制箱控制。為了實(shí)現(xiàn)干燥過程中對風(fēng)速的要求，我們采用風(fēng)機(jī)使管道中的空氣流動，風(fēng)機(jī)出風(fēng)口處用風(fēng)速儀測風(fēng)速，風(fēng)機(jī)與變速器相連，實(shí)現(xiàn)對風(fēng)速的調(diào)節(jié)。 由風(fēng)量 Q=39.55 m3/h，選擇軸流交流風(fēng)機(jī)的型號為：SF-15051。

烘干機(jī)濕度控制與加濕方式 將原有的硅膠除濕室改為加濕室，在加濕室內(nèi)采用超聲波霧化進(jìn)行加濕，將盛霧化的容器放入加濕室內(nèi)，超聲波霧化設(shè)備的原理就是通過高頻諧振把液態(tài)水分子打散，從而產(chǎn)生水霧。用振蕩頻率為 1.7MHz  或 2.4MHz 的電子高頻震蕩使陶瓷霧化片產(chǎn)生高頻諧振即可，不再需要其他的輔助工序。將預(yù)熱升溫階段烘干機(jī)的濕度分別控制在 40%、50%和 60%，當(dāng)濕度要求為 60%時使用兩個霧化設(shè)備，因為在預(yù)熱階段后期一個霧化設(shè)備不能達(dá)到濕度要求，通過控制霧化設(shè)備的啟?？刂聘稍锸覂?nèi)的濕度。

根據(jù)烘干機(jī)的構(gòu)造，采用同側(cè)下送上回的送風(fēng)方式，并制定了紅棗干燥工藝。預(yù)熱階段：初始溫度從 30℃開始，以每小時 5℃的梯度升溫，直至第 7 個小時升溫至 65℃；蒸發(fā)階段：維持 65℃的溫度 12 個小時；干燥階段：降溫至 55℃繼續(xù)干燥，直至紅棗的含水率達(dá)到要求。

通過對比試驗確定了烘干機(jī)的風(fēng)速，以及整棗與切片棗的對比，在試驗過程中發(fā)現(xiàn)了預(yù)熱階段的相對濕度對干燥過程的影響。并通過三組相對濕度對比試驗來研究了相對濕度對冬棗干燥過程的影響。 

（1）在風(fēng)速對比試驗（0.8m/s、1.0m/s、1.2m/s）中發(fā)現(xiàn)風(fēng)速越大干燥時間越短，干燥效果越好，提高風(fēng)速有利于提高干燥過程的干燥速率，從而縮短干燥時間。

 （2）在濕度對比試驗（40%、50%、60%）中發(fā)現(xiàn)提高預(yù)熱階段的相對濕度，有利于棗皮變軟和提高蒸發(fā)階段的干燥速率，總的干燥時間也縮短，干燥效果也更好。 

（3）風(fēng)速為 1.2m/s、預(yù)熱階段的相對濕度為 60%時，冬棗的整體干燥效果較好，干燥時間短。提高預(yù)熱階段的相對濕度有利于提高冬棗口感的厚實(shí)度，表皮光澤也更好；還可減輕表皮的硬化結(jié)殼現(xiàn)象，水分在蒸發(fā)階段更容易排出，棗的皺縮程度比較均勻；減小坐囤棗的概率，提高了得棗率，也節(jié)省了干燥時間。 因為紅棗的干燥過程較復(fù)雜，分為了三個階段，對于溫度、濕度和風(fēng)速的相互作用的界限不好確定，且關(guān)于冬棗干燥工藝的試驗研究相對較少，所以并沒有對三個因素的相互作用進(jìn)行正交試驗。烘干機(jī)采用正交試驗的目的是為了找到較優(yōu)的工藝條件，正交試驗的優(yōu)勢是可以減少試驗的次數(shù)，為了系統(tǒng)的掌握試驗結(jié)果，還需對試驗結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計分析。

若想讓變量之間建立起經(jīng)驗公式，還可把正交試驗與回歸分析方法結(jié)合起來，利用了其中的原理，即回歸正交試驗法。在接下來對于紅棗干燥工藝的試驗研究可根據(jù)每個階段的特點(diǎn)采取不同的試驗方案，從而使干燥工藝得到優(yōu)化。中國是世界上的第二大經(jīng)濟(jì)體，二氧化碳的排放量也都居世界首位，節(jié)能減排一直都是人們最為關(guān)注的問題。干燥是我國大量工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必不可少的基礎(chǔ)性生產(chǎn)環(huán)節(jié)，且涉及范圍廣，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。其耗能量約占國民經(jīng)濟(jì)總能耗的 12%，又是能耗大戶。干燥環(huán)節(jié)不僅耗能多，排出的有害污染物也是我國環(huán)境污染的重要來源。所以，干燥行業(yè)應(yīng)重視節(jié)能減排，可通過改變熱源、優(yōu)化干燥工藝和提高監(jiān)測控制精度實(shí)現(xiàn)。