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本课题设计了与水产品干燥性能相匹配的热泵干燥装置,并以广东省湛江市所产的罗非鱼做为原料,研究了热泵干燥过程的干燥特性,对热泵干燥工艺参数进行优化研究,并对罗非鱼片干燥后的复水率以及感官品质进行了综合评价,并完成了以下工作:
1.完成了热泵干燥装置的设计及性能分析,设计是在定工况条件下对热泵干燥装置负荷进行计算以及进行了相应设备的选型或设计,并对装置的性能进行了理论分析。此装置是多功能变工况的热泵干燥装置,装置能实现开式、半开式和封闭式三种运行模式,干燥过程中能根据干燥物品的特点和要求变换不同的运行模式,装置可以在干燥过程中转换干燥工艺(干冷互换)以及调节工况。
2.搭建了多功能热泵干燥装置,并以罗非鱼为实验原料对水产品在热泵干燥装置中的干燥过程和特性进行了试验研究,并得出了以下结论:
1)通过研究罗非鱼片在变温干燥模式和恒温干燥模式下的干燥变化过程,得出在设定条件下,在相同的时间内变温干燥模式比恒温干燥模式可获得更低的含水率,风速越高,干燥时间越短,其品质越好;同时经过不同时间段的复水试验,表明在复水温度为40℃时,复水50min的效果最佳。
2)通过单因素试验以及二次回归正交试验,建立了罗非鱼热泵干燥时间以及能耗的二次多元回归模型,并得出了热泵干燥工艺优化参数:干燥温度T=36℃,干燥风速v=2.54m/s,鱼片厚度h=0.56cm,优化的干燥时间为10h;同时得出了影响干燥过程的主次因素依次为:厚度>温度>风速。
3.利用多功能热泵干燥装置进行低温干燥工艺的试验研究,通过将低温冷冻与热泵干燥工艺相结合,研究其对罗非鱼片干燥效果的影响。结果表明:在实验参数范围内,冷冻温度为-35℃,冷冻时间为4h时,产品的残余含水量最低,并且产品复水率最高,产品品质最佳。