太阳能稻谷薄层干燥特性的研究

    金中波 龙小祥 车刚

    摘 要：利用太阳能对稻谷进行薄层干燥，以初始含水率、风温和表现风速为试验因素进行了单因素试验，研究干燥特性。结果表明：干燥初期失水速率较快，干燥后期趋势减缓；不同干燥条件下，水分比曲线基本一致，近似呈指数分布；初始含水率越高，干燥时间越长；风温越高，干燥速率越快；风速越大，稻谷水分比下降越快，干燥时间越短。

    关键词：太阳能干燥；薄层；干燥特性；稻谷

    DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.07.204

    0 引言

    采用常规方式干燥稻谷消耗大量能量，太阳能干燥具有节能、环保、保质等优点[1]，因此，充分利用太阳能干燥技术具有重要意义[2]。本文利用太阳能干燥技术对稻谷进行干燥，研究干燥特性，旨在为太阳能稻谷干燥研究提供理论支撑。

    1 试验材料与方法

    （1）试验材料。试验采用人工加湿法，物料除杂后加水淋湿，然后摊晾，调配成3种不同初始含水率，分别测定3次后取平均值。

    （2）试验装置。太阳能稻谷薄层干燥试验在自行研制试验台上进行。

    （3）试验方法。称取稻谷100g平铺在物料盘中，放入干燥室，每隔10 min秤重一次，计算含水率，当达到安全水分时试验停止。

    1）含水率的测定。干燥过程中稻谷含水率可由下式计算：

    2 结果与分析

    2.1 初始含水率对干燥特性的影响

    风速为0.5m/s，风温为35℃时，不同初始含水率对干燥特性的影响。

    由图1可见：初始含水率为18.2%干燥时间最短，20.3%次之，21.8%时间最长。干燥前期的水分比大于干燥后期，随着干燥进程的进行，稻谷水分比变化较大。同时，干燥初期稻谷水分比变化较快，干燥后期逐渐趋缓[3]。

    2.2 风温对干燥特性的影响

    风速为0.5m/s，含水率为20.3%时，不同风温对干燥特性的影响。

    由图2可见：风速一定时，风温越高，干燥速率越快，干燥时间越短。由于稻谷干燥初期含水率较高，水分比下降趋势较为明显且持续时间较长，而到了干燥后期，稻谷的含水比下降趋缓。

    2.3 风速对干燥特性的影响

    风温为35℃，含水率为20.3%时，不同风速对干燥特性的影响。

    由图3可见：风温保持一定时，稻谷水分比变化随着风速的增加而增加，风速为0.7m/s时稻谷水分比下降最快，0.5m/s时次之，0.3m/s时最慢。干燥时间则随着风速变快而减少，风速为0.7/s时干燥时间最短[4]。

    3 结论

    利用太阳能对稻谷进行薄层干燥试验，研究其干燥特性，试验结果表明：不同干燥条件下，水分比曲线基本一致；初始含水率越高，干燥时间越长；风温越高，干燥速率越快；风速越大，稻谷水分比下降越快，干燥时间越短。

    参考文献：

    [1]明廷玉，李保国.太阳能干燥技术的研究及其应用[J].中外能源，

    2015，20（08）：34-40.

    [2]丁潤锁.太阳能干燥农产品现状及问题探讨[J].农业开发与装备，

    2016（10）：133.

    [3]高雪，车刚，万霖等.受冻水稻低温干燥特性研究[J].农机化研究，2018，40（06）：162-167.

    [4]梁礼燕，丁超，杨国峰.稻谷薄层干燥特性及工艺研究[J].粮食储藏，2011，40（06）：39-44.

    基金项目：

    1.大庆市指导性科技计划项目（ZD-2017-68）

    2.大庆市哲学社会科学规划研究项目（DSGB2018112）

    3.黑龙江省大学生创新创业训练计划项目（201810223042）

    4.黑龙江省高等教育教学改革项目（SJGY20180365）

    5.黑龙江省自然科学基金面上项目（C2015037）

    作者简介：金中波（1981-），男，黑龙江方正人，博士在读，讲师，研究方向：农业机械化。

    *为通讯作者