甜叶菊作为一种甜味剂和糖替代品,其甜味活性物质具有纯天然、高甜度、低热量的特点,是一种极具发展潜力的糖源,受到国际食糖市场和消费者的喜爱。针对我国农业成本攀升、糖作物种植面积逐年下降、农村劳动力转移和南方甜叶菊生产机械化水平低等问题,研制了一种甜叶菊干燥-清选装置。通过开展对比不同干燥方式(冷风、热风、红外、红外-热风联合干燥)对甜叶菊干燥效率的影响试验,提出了一种红外-热风联合干燥方式,明确了甜叶菊红外-热风干燥特性,优化了干燥工艺;基于干燥后甜叶菊的茎叶混杂问题,设计了一种差速带刷式清选装置,通过开展运动学分析和FLUENT风选室气流场仿真,明确不同入风口角度和扰流板对风场均匀性的影响,并开展了性能试验研究,获得了较优的工作参数;最后,设计了一种甜叶菊干燥-清选装置,使处理后甜叶菊达到行业标准“双十”指标(即含水率和含杂率均小于10%)。本研究可为南方甜叶菊机械化生产中干燥贮存、清选除杂提供了参考与理论依据。主要研究内容和结论如下:(1)为探究甜叶菊快速高效干燥方式,以干燥时长和能耗作为评价指标,开展了冷风、热风、红外、红外-热风联合干燥技术对甜叶菊干燥特性的研究,发现相同条件下,红外-热风联合干燥相比于热风干燥耗时、耗能分别降低了36.8%和25.2%,比红外干燥耗时降低了90.5%,比冷风干燥耗时降低了94.0%。提出了将红外-热风联合干燥工艺应用于甜叶菊干燥贮藏,基于红外干燥理论分析,研制了一种红外-热风联合干燥甜叶菊的试验装置。(2)通过试验获取了甜叶菊红外-热风干燥特性曲线和干燥速率曲线,研究结果表明:甜叶菊干燥过程包括预热加速干燥阶段和降速干燥阶段,影响干燥的因素顺序为:热风温度>辐射距离>排湿功率;提高热风温度与减小辐射距离,能缩短干燥时长,合理的排湿功率有利于降低干燥功耗;甜叶菊红外-热风组合干燥最佳工艺参数为热风温度120℃、排湿功率240 W、辐射距离140 mm,干燥时长为6.57 min,能耗为1.25 k W·h,此结论为连续式干燥装置的设计提供了参考。(3)以江西赣州甜叶菊守田3号为试验对象,分析了差速带刷对茎叶分离的动力学理论,获得了差速带刷的运动参数;并基于甜叶菊叶片和杂质(砂砾、茎秆等)的悬浮速度差异性较大,利用FLUENT软件,开展了入风口角度在20～40°范围内和扰流板对风选室的气流场仿真,明确得了清选装置的运动参数,并研制了一种差速带刷式清选装置,以损失率和含杂率为综合评价指标,通过正交试验研究,明确了其最优工作参数。研究结果表明:安装扰流板能提高风箱内风速均匀性,差速带刷式清选装置的最佳工作参数为:入风口角度40°,相对带速为50mm/s,风机功率为50HZ,含杂率为5.12%,损失率为2.07%,进给量30kg/h干叶。此工艺下含杂率、损失率相比于人工清选均大幅降低,机器清选比人工清选速度提高了约2倍。(4)设计了甜叶菊的红外-热风加热系统、可调式输送系统、自动排湿循环系统和风选式清选系统,明确了其关键结构参数,研制了一种连续式甜叶菊干燥-清选装置,可快速将含水率70%、含杂率高于30%的茎叶混合甜叶菊,干燥并清选至两者均低于10%。