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利用单一干燥设备难以解决新鲜苹果渣这样高粘高湿的渣滓类物料的干燥,通常采用组合干燥装置来解决高粘高湿物料的干燥问题。本研究是通过采用过热蒸汽作为工作热源,同时回收利用干燥果渣所产生的二次蒸汽,再热作为工作蒸汽使用,从而达到降低能耗、提高经济效益的要求。
在进行苹果的深加工时会产生大量的苹果渣,其主要由果皮、果核和残余果肉组成,含有可溶性糖、维生素、矿物质及纤维素等丰富的营养物质,是良好的动物饲料资源。利用苹果渣加工成饲料食品,其过程中的干燥阶段是主要的能耗阶段,本设备是由通过蒸汽列管式间接加热干燥的回转圆筒干燥器、返料装置和二次蒸汽的回收利用装置共同组成的果渣干燥设备。比之传统的果渣干燥设备,本设备能够避免果渣物料粘连干燥器内壁以及用能效率低等缺点。
本研究通过实验对间接加热干燥果渣可行性进行研究,得到苹果渣物料的一些基本物理参数以及合适的干燥时间、温度等工艺参数。在实验的过程中研究了苹果渣干燥机理及特性:第一,苹果渣在干燥过程中的物理、化学变化;第二,苹果渣在干燥过程中的传热、传质情况。第三,干燥过程中影响苹果渣产品质量的因素等;第四,针对果渣高粘高湿的苹果渣干燥过程中物料粘壁情况进行研究与分析,得出了通过返料来解决的方案。
本研究根据实验数据以及恒兴果汁饮料有限公司陕西眉县分公司果渣干燥生产中的产量要求为参照,通过物料衡算与能量衡算,对果渣干燥器、返料设备以及二次蒸汽的回收设备设计,研制出一套节能型果渣干燥设备。
最后,通过对列管式回转圆筒干燥器详细了解的基础上,采用CAE(计算机辅助工程)建立一种适用此苹果渣干燥器内部传热过程的ANASYS模型,并进一步通过ANASYS分析软件对其内部传热传质过程进行分析模拟,揭示干燥器内部热场的具体分布情况,利用模拟所得到的结果对列管式蒸汽干燥器的结构和操作参数的优化提供指导。同时利用热力学分析对过程用能耗情况进行经济性评价,为以后的优化设计提供了依据。