两种核桃干燥设备作业性能对比

近年来随着林果产业的快速发展，截至2011年，全国核桃种植面积达到40万hm2.核桃原果价格的持续走高，极大鼓舞了农户种植核桃的热情。
核桃干燥作为核桃产地初加工中重要的一环，之前传统的自然摊晒、温度炕等干燥方法，因为受外界气候因素影响较大，粉尘、蝇鼠的污染，干燥周期长，产品商品外观差等不利因素影响，已经不能满足生产的实际需要，对核桃干燥设备的研究与改进已非常紧迫。本文通过前期广泛调研，对已有的干燥设备干燥性能及其他指标存在的差异进行了分析。
目前国内核桃干燥设备大体分为盘式、固定深床式和带式，其中带式干燥因为功率大，对电网的要求较高，且需要严格的质量控制技术和维护保养能力，不适于农户使用和分散推广；盘式干燥设备在国内应用为广泛，其结构简单，操作容易；固定深床干燥设备在国外应用较多，许多学者对其也展开了相关研究，技术成熟，是一种坚果专用的干燥设备。本文对盘式与固定深床式干燥设备进行了深入研究，各选出1个代表机型，作为性能对比试验的研究对象。
盘式干燥设备以HG-120型果品烘干机为代表，而固定深床式干燥设备以5HH-3000型核桃烘干机为代表。核桃干燥设备在中国起步较晚，相关理论研究较少，因此对核桃干燥设备的工作性能进行综合对比分析研究，对改进适合我国生产实际的机型和后续设备研发提供理论依据，具有重要的现实意义。
1两种核桃干燥设备的特性选用HG-120型果品烘干机与5HH-3000型核桃烘干机两种干燥设备为试验研究对象，两种机型是核桃干燥设备的主要代表，也是较适合我国国情的核桃干燥设备。
1.1HG-120型果品烘干机结构及工作原理HG-120型果品烘干机如所示。利用燃煤炉产生热量，随后使用3台轴流风机，将热风吹入干燥室，整体使用夹心岩棉制作，有单独的排湿系统，通过专用的温湿度采集器进行控制。当干燥室内的温度高于设定值时，热风炉鼓风机停止工作，降低热量；当温度低于设定值时，鼓风机开始工作，增加热量。
当干燥室内湿度高于设定值时，排湿风机开始工作，湿度下降。当湿度低于预设值时，排湿风机停止工作，排湿停止。核桃放在托盘中，将托盘放入架车，随后推入干燥室，进行烘干。该设备总体使用热风大循环方式干燥。
1.25HH-3000型核桃烘干机结构及工作原理5HH-3000型核桃烘干机，如所示，为固定深床干燥设备，主要由骨架、保温箱板、活动门、导料槽、筛网和提升机组成。骨架的四周设置保温箱板，使用螺钉或螺栓固定在骨架外层，在骨架上安装筛网，筛网与水平夹角为30~45°，使筛网斜面与四周保温箱板形成一个上方有开口的密封干燥腔；在干燥腔中安装温湿度感应器，可实时监测物料在干燥腔中的温湿度；在干燥腔正面，设置有活动门与导料槽，活动门通过上下移动进行开合，在装备后方或旁边，配备有提升机。在筛网斜面下方和后方设置风道；在筛网与风道之间也可安装若干轴流风机，达到均匀布风的效果。干燥设备的热源可由燃煤热风炉、天然气热风炉、电加热器和热泵等设备提供，热风温度15~55°C，在风道中安装风机驱动热空气由设备底部向上通过核桃之间空隙高速行进，达到干燥的需求。
其工作原理是核桃去除青皮后，通过提升机，由干燥腔上方开口喂入，核桃因为自身重力，在筛网斜面上自然堆积，喂料完成后，启动热源和驱动风机进行干燥，设备中的温湿度传感器可对干燥腔中物料的温度与湿度进行实时监测，随时调整干燥温度，使温度适宜干燥工艺的需求。当干燥完成后，打开活动门，干燥腔中的核桃因为重力与上方核桃的压力，由导料槽卸出，进行装袋或装箱。
2干燥性能对比试验2.1试验目的两种干燥设备进行对比试验，是对设备综合性能的量化评价，测定两种干燥设备的装载量、批次平均水分蒸发量，单位耗热量和单位耗电量等性能指标。2.2试验设备及材料选择新疆叶城县依力克其乡良种温-185核桃，要求青皮去除干净，品种单一，大小一致，成熟度相同，无外部损伤。外界环境温度24C，相对湿度41.试验设备主要用秒表（0.5s/日差）；天平（0.001g）；磅秤（500kg）；电度表（包括电压表、电流表）；声级计（0.5dB（A））；半导体电温计；风速仪；万用电表；快速水分测定仪；钢卷尺；游标卡尺；样品袋；样品盘；分样器；镊子若干。
2.3试验指标在试验过程中参照设备性能试验的相关国家标准来测定性能指标，并记录好数据69-13.本试验指标包括装载量、批次平均水分蒸发量、单位耗热量和单位耗电量等。
2.3.1批次平均水分蒸发量按式（1）计算批次水分蒸发量，求其平均值。
AW环境温度为15C以上，环境相对湿度30~75，大气压力96kPa以上，烘干温度30~150C，将一批次湿物料干燥至规定水分蒸发水的质量，kg 2.3.2单位耗热量选好试验核桃，称其质量，加入到箱体内，提供热量。采用热量表测量耗热量或通过测量进风口的热源温度、环境温度及进风口的截面计算耗热量，记录烘干时间，按式（2）计算耗热量。
蒸气密度，kg/m进风口的截面积，进风口风速，m/s进风口温度，。C出风口温度，。C烘干时间，s 2.3.3单位耗电量试验开始、结束时记录电表读数，用式（3）计算单位耗电量。
ei开始时电表读数，kW-h2.4试验结果分析干机两种设备进行性能对比试验，进行3次重复试验并取平均值后，结果如表1所示。
试验项目核桃烘干机果品烘干机烘干后核桃含水率/批次处理量/kg小时水分蒸发量/kgh1单位耗热量/kkg1单位耗电量/kWkg1 3结论对两种干燥设备干燥核桃的试验分析，可以看出，干燥后核桃含水率均达到了国家标准的要求，虽然HG-120型果品烘干机干燥室容积明显大于5HH- 3000型核桃烘干机，但批次处理量只有5HH-3000型核桃烘干机的31.25，这是因为HG-120型果品烘干机采用托盘架车的存放原理，而5HH-3000型核桃烘干机是利用深床干燥原理，对于干燥室容积的利用率明显要高。5HH-3000型核桃烘干机的批次水分蒸发量高于HG-120型果品烘干机，而单位耗热量与耗电量又小于HG-120型果品烘干机，这充分说明5HH-3000型核桃烘干机干燥综合性能更加出色。
5HH-3000型核桃烘干机的噪声远远大于对比机型，这是因为选用了高速离心式风机，以后可以考虑使用减振垫或者软连接的形式降低噪声。5HH-3000型核桃烘干机使用的是提升机上料，卸料则利用重力原理，在装卸料环节中节省了大量人力与时间，而HG- 120型果品烘干机利用托盘装载核桃，装卸时要耗费大量人力与时间。
综上所述，HG-120型果品烘干机的通用性较强，可以干燥核桃、红枣、蔬菜等各种果蔬与农副产品，但是对于核桃干燥的性能指标则不如5HH-3000型核桃烘干机。为提高核桃干燥后的品质，要注意干燥工艺的研究与制定，对设备操作人员的技术培训也不容忽视。