太陽能稻谷薄層干燥特性的研究

金中波 龍小祥 車剛

摘 要：利用太陽能對稻谷進行薄層干燥，以初始含水率、風溫和表現風速為試驗因素進行了單因素試驗，研究干燥特性。結果表明：干燥初期失水速率較快，干燥后期趨勢減緩；不同干燥條件下，水分比曲線基本一致，近似呈指數分布；初始含水率越高，干燥時間越長；風溫越高，干燥速率越快；風速越大，稻谷水分比下降越快，干燥時間越短。

關鍵詞：太陽能干燥；薄層；干燥特性；稻谷

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

0 引言

采用常規方式干燥稻谷消耗大量能量，太陽能干燥具有節能、環保、保質等優點[1]，因此，充分利用太陽能干燥技術具有重要意義[2]。本文利用太陽能干燥技術對稻谷進行干燥，研究干燥特性，旨在為太陽能稻谷干燥研究提供理論支撐。

1 試驗材料與方法

（1）試驗材料。試驗采用人工加濕法，物料除雜后加水淋濕，然后攤晾，調配成3種不同初始含水率，分別測定3次后取平均值。

（2）試驗裝置。太陽能稻谷薄層干燥試驗在自行研制試驗臺上進行。

（3）試驗方法。稱取稻谷100g平鋪在物料盤中，放入干燥室，每隔10 min秤重一次，計算含水率，當達到安全水分時試驗停止。

1）含水率的測定。干燥過程中稻谷含水率可由下式計算：

2 結果與分析

2.1 初始含水率對干燥特性的影響

風速為0.5m/s，風溫為35℃時，不同初始含水率對干燥特性的影響。

由圖1可見：初始含水率為18.2%干燥時間最短，20.3%次之，21.8%時間最長。干燥前期的水分比大于干燥后期，隨著干燥進程的進行，稻谷水分比變化較大。同時，干燥初期稻谷水分比變化較快，干燥后期逐漸趨緩[3]。

2.2 風溫對干燥特性的影響

風速為0.5m/s，含水率為20.3%時，不同風溫對干燥特性的影響。

由圖2可見：風速一定時，風溫越高，干燥速率越快，干燥時間越短。由于稻谷干燥初期含水率較高，水分比下降趨勢較為明顯且持續時間較長，而到了干燥后期，稻谷的含水比下降趨緩。

2.3 風速對干燥特性的影響

風溫為35℃，含水率為20.3%時，不同風速對干燥特性的影響。

由圖3可見：風溫保持一定時，稻谷水分比變化隨著風速的增加而增加，風速為0.7m/s時稻谷水分比下降最快，0.5m/s時次之，0.3m/s時最慢。干燥時間則隨著風速變快而減少，風速為0.7/s時干燥時間最短[4]。

3 結論

利用太陽能對稻谷進行薄層干燥試驗，研究其干燥特性，試驗結果表明：不同干燥條件下，水分比曲線基本一致；初始含水率越高，干燥時間越長；風溫越高，干燥速率越快；風速越大，稻谷水分比下降越快，干燥時間越短。

參考文獻：

[1]明廷玉，李保國.太陽能干燥技術的研究及其應用[J].中外能源，

2015，20（08）：34-40.

[2]丁潤鎖.太陽能干燥農產品現狀及問題探討[J].農業開發與裝備，

2016（10）：133.

[3]高雪，車剛，萬霖等.受凍水稻低溫干燥特性研究[J].農機化研究，2018，40（06）：162-167.

[4]梁禮燕，丁超，楊國峰.稻谷薄層干燥特性及工藝研究[J].糧食儲藏，2011，40（06）：39-44.

基金項目：

1.大慶市指導性科技計劃項目（ZD-2017-68）

2.大慶市哲學社會科學規劃研究項目（DSGB2018112）

3.黑龍江省大學生創新創業訓練計劃項目（201810223042）

4.黑龍江省高等教育教學改革項目（SJGY20180365）

5.黑龍江省自然科學基金面上項目（C2015037）

作者簡介：金中波（1981-），男，黑龍江方正人，博士在讀，講師，研究方向：農業機械化。

*為通訊作者