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过热蒸汽流化床稻谷干燥CHAIYONGTAECHAPAIROJA,,ISARESDHUCHAKALLAYAA,,SOMCHARTSOPONRONNARITA,SOMBOONWETCHACAMAA,SOMKIATPRACHAYAWARAKORNBATHERMALTECHNOLOGYDIVISION,SCHOOLOFENERGYANDMATERIALS,KINGMONGKUT’SUNIVERSITYOFTECHNOLOGYTHONBURI,SUKSAWAT48ROAD,THUNGKARU,BANGKOK10140,THAILANDBFACULTYOFENGINEERING,KINGMONGKUT’SUNIVERSITYOFTECHNOLOGYTHONBURI,SUKSAWAT48ROAD,THUNGKARU,BANGKOK10140,THAILANDRECEIVED18FEBRUARY2002;ACCEPTED24JULY2002摘要使用过热蒸汽流化床干燥稻谷是一种新的替代使用传统的热空气的方法。大规模转移机制稻谷干燥干燥的初始水分含量在25%和445%DB之间。通过内核内部水分运动控制DB,并且用一个二系列的指数方程用来解释其运动。方程式中的干燥参数是功能的温度和床的深度。对于水稻的质量,整精米产量从过热蒸汽干燥更具可持续性,并且比热风干燥获得的价值更高,而它使白大米的色彩变得更暗一些,品质更差。白肚的比例显著影响了最初的水分含量。2002年ELSEVIER科学有限公司版权所有。关键词脱水,粮食,整精米,质量,过热蒸汽,白肚1、介绍水稻在世界上是重要的粮食作物。除了作为主食,谷物还被加工成多种产品。在被加工之前,新鲜收获的水稻需要进行干燥处理,以避免质量由微生物和呼吸恶化。干燥的方法是一种流化床技术,本质上是有效使用高含水量谷物,例如,稻谷、蒸谷米、大豆、玉米、其中的空气和固体颗粒是严格混合。有人曾建议,高水分稻谷应迅速干燥至水分含量逼近23%DB防止米粒变黄,这是很容易出现在高湿度水平下,然后放到储存仓中使其在周围空气中干燥,直到其水分含量下降到16%DBSOPONRONNARITPRACHAYAWARAKORN,1994。SUTHERLANDANDGHALY1990对利用热空气流化床干燥稻谷技术的可行性进行了深入的调查研究。他们的实验表明,整精米产生最终与水分含量有关整精米产量为5861%时,水稻含水量从282%到205%DB,但最后含水量为1524%,低于20%DB。干燥介质是用来搬运蒸发的水分,可以用热空气或过热蒸汽使固体颗粒液化。过热蒸汽干燥窑干燥比热空气干燥有更重要的优势(1)提供烘干机的能量可以在一个封闭的循环回收排放的废汽,以降低经济成本,(2)从排汽产生的能量看固体内蒸发的水分可以回收,并在其他区域中使用,(3)当在一个封闭的真空干燥室内进行干燥时,环境污染和排放到大气中的臭气都是可以消除的。使用过热蒸汽干燥,不同于热风干燥,干燥过程中的一般特点有显著改变。主要差异包括(1)在初始干燥期材料表面的蒸汽冷凝,(2)在上述逆温中过热蒸汽比热空气有更高的干燥速率,在这温度下水变成蒸汽蒸发率和热风成为平等YOSHIDAHYODO,1963,(3)固体表面周围没有气膜阻力,从而提高了传质速率。使用蒸汽温度高,对热敏感的食品原料,可能导致严重的问题,例如褐变,变色和蛋白质变性等。然而,在某些情况下,它对改变的组织结构有益,例如,用过热蒸汽对虾干进行燥比使用热风收缩程度低PRACHAYAWARAKORN,SOPONRONNARIT,JAISUT,2002。目前的工作的目的是用过热蒸汽流化床烘干机制造半熟大米。稻谷干燥特性研究,随着整精米的质量、产量、白度、白肚决定的。2、材料和方法一个批次的过热蒸汽流化床干燥机示意图如图所示。1。它由五个主要部分构成具有直径15厘米和100厘米的高度一种内在的圆柱形腔,一个135KW饱和蒸汽温度电加热器转换到过热蒸汽流化床,一个由22千瓦的电动机驱动的向后弯叶片离心风机,一个反向流动旋流器和一个产生蒸汽容量31公斤/小时的小锅炉。一个穿孔板,每平方厘米10孔,用于散发干燥介质。烘干机的直径设计粒径的比例要足够大,以减低屏风效应。然而,当比例低于10时屏风效应就变得重要(GEANKOPLIS,1995年)。过热蒸汽温度是由一个具有正负1C精度的PID控制器控制的。在使用蒸汽干燥前,用热空气是用于预热系统各个部分直到温度达到所要求的水平。然后,空气被蒸汽代替。蒸汽发生器生成饱和蒸汽是在106KPA绝对的压力与之相对应的温度为100C。当饱和蒸汽流经电加热器,由电加热器提供额外的热量,以提高蒸汽温度达使其达到预期的水平。其后通过流化床干燥机。在那之后,小尘粒和未成熟谷物悬浮在排出的废汽中,它们在旋风分离器中被收集。最后,清理所有排出的废汽,再循环利用。当稻谷的湿度达到所需的水分含量时,将其存放在温度保持在35C的室内阴凉处57天,以确保整个籽粒含水量的均匀。实验条件设置如下初始水分含量为2545%DB,床深度1015厘米,过热蒸汽温度150170在一个固定的表面为速度31M/S。不同位置的温度由一个铬镍铝热电偶(K型)测定并且与一个精度为正负1C的数据记录器连接。干燥后,稻谷粒慢慢冷却到室温,然后装在聚丙烯袋里。然后,将它们与周围空气轻轻通风,直到其水分含量达到16%DB。最后,300克样品装在一个密封的塑料袋2周,然后测试样品的整精米、白度和白肚。稻谷水分含量测定是在温度103C电空气烘箱中烘72小时,根据1995年AACC的方法。水稻品质是由头水稻产量和白度决定的,和参考样本比较。(环境空气干燥稻谷)。方法遵循泰国教育部农业和合作社的方针。整精米是指白米一个内核的长度至少其原始长度的75%。整精米的产量就是指白米的质量,那些稻谷样品质量在削分完整后仍然认为是整精米。从实验中,新鲜整精米产量稻谷样品获取每次是不同的,因此它,很难比较从不同的干燥条件获得的水稻质量。为了明确的比较,因此整精米的品质,作为一个相对整精米产量的代表。相对整精米产量是指人工用自然风干燥获得整精米的比例。除了整精米产量,另外两个稻谷的品质、半透明度也得到研究,半透明度是直接用白色,白肚测量的。稻谷内核不透明的白斑可大致分为白肚和垩白。白肚来自不完整的或部分糊化水稻,而垩白其自身特点取决于水稻基因型仍然可以存在,甚至完全糊化粮食。白米样品色泽测量是通过使用KETT数字白度仪(型号C300)。测量样品的色泽之前,白度仪必须用白色参考校准,有一个标准值为863。在整个工作中,样品的色泽代表相对白度,它是以为人工干燥样品的白度定义的。图1。过热蒸汽流化床烘干机的一个示意图(1)流化床干燥机,(2)加热器,(3)风扇,(4)旋风分离器,(5)锅炉(6)绕过线。3、结果与讨论31、流化条件起初,在过热蒸汽所需最小流化速度是通过测量压力降测量的。结果如2。10,125和15厘米的床深度,表明表面的最低速度为流化UMF,压力降开始是恒定的点决定的,是独立于床的深度26M/S值与蒸汽温度为150C。这个最小速度高于由SOPONRONNARIT和PRACHAYAWARAKORN(1994)报道的使用热空气165M/S的速度。要求更高的流化速度大概是因为过热蒸汽的密度和粘度较低。由于蒸汽较低的物理特性,结果在同样表面的速度下稻谷上的垂直力的比例越来越低。然而,在稻谷内核相反的方向的力量通过增加表面的的蒸汽流速可以相互抵消,因此要求更高的最低的蒸汽流化速度。图2中可以看出,低于最低流化速度的床是一个静态的床,相对应地区压降表面的速度有一个线性增加。然而,在流化起始,水稻部分流化和为了实现所有粒子的运动速度,它需要的速度至少是最低的表面的流化速度的13倍。当运用ERGUN方程(1952),计算的最小流化速度为230米/秒,温度150℃,略高于实验测定值低。这可能是因为蒸汽冷凝造成的稻谷内核的结块。图3显示了空气和过热蒸汽的最低流化速度,并指出流化速度对温度的轻度依赖,
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