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中国作为世界上最大的大蒜生产及出口国家,在国际大蒜市场已经处于重要地位,其中脱水蒜片占出口份额较大。热风干燥生产工艺简单、产能大,但对于热风干燥过程控制缺乏系统研究,导致能源消耗居高不下,生产成本高。因此研究大蒜热风干燥节能工艺及品质控制,有助于设计、优化、控制生产过程,提高脱水蒜片的工业生产力、行业竞争力及节约能源,具有十分重要的现实意义。本研究以金乡大蒜为原料,对大蒜恒温干燥最优工艺参数及多级变温节能工艺参数进行研究。本论文主要试验结果如下:(1)试验研究了干燥温度、回风时间、装载量对蒜片干燥过程中干燥时间、色差值、能耗的影响。随着干燥温度升高,干燥时间逐渐缩短,色差值呈现逐渐增大的趋势,干燥至终点所需单位能耗先减小后增大,其中,在55~65℃范围内回风处理节能效果较明显,在55~60℃、65~70℃范围内能耗变化较为显著;随着回风时间的增加,干燥至终点的干燥时间呈现出先减小后增大的趋势,色差值呈现先减小后增大的趋势,单位能耗呈现出先降低后升高的趋势,在干基含水量35~55%条件下回风处理节能效果较明显,在较高及较低干基含水量条件下影响较小;随着装载量的增大,干燥时间逐渐增加,色差值呈现逐渐增大的趋势,干燥至终点单位能耗呈现先降低后升高的趋势,在0.8~4.0kg/m~2条件下回风处理的节能效果较明显。(2)选取干燥温度、回风时间和装载量三个因素,通过单因素确定的干燥温度(55~70℃)、回风时间(干基含水量35~55%)、装载量(0.8~4.0 kg/m~2)优化范围采用响应面法设计,对热风干燥生产脱水蒜片的工艺条件进行优化,得到了工艺条件与能耗的数学关系,其最优生产工艺条件为干燥温度61.10℃,回风时间为干基含水量45.4715%时回风,装载量2.44 kg/m~2,此条件下干燥的蒜片大蒜素含量为2.6545 mg/g,色差值为13.1426,单位能耗为0.353488 kw·h/kg。验证试验表明,实际能耗、色泽及大蒜素含量与预测值基本吻合,说明模型模拟较好。(3)遵循前期高温,后期低温的原则,后期选用恒温干燥得到的最优干燥条件进行多级变温干燥研究。通过对四种常用的薄层干燥模型进行拟合分析,得到了四种模型在不同温度下的拟合方程。对四个方程的R~2、χ~2、RMSE进行比较,得到在不同温度下Page模型相对于Wang and Singh模型、Lewis模型与Henderson and Pabis模型能更好的预测蒜片热风干燥前中期的脱水过程。同时通过回归分析,得到了Page模型参数与干燥温度的数学关系,干燥温度与参数的拟合度都大于0.99,因此可用干燥温度表示干燥模型系数。通过验证试验表明,Page模型可以较好的预测脱水蒜片干燥过程。同时对各个阶段的能耗进行研究,得到最优节能的变温干燥工艺条件为第一阶段80℃(79.5 min),第二阶段70℃(36 min),第三阶段61℃加回风处理(干基含水量45%回风)干燥至终点,总能耗为0.33 kw·h/kg。对比恒温干燥最优工艺的0.36 kw·h/kg可节约能耗8%。