1014 溶液除湿干燥山药实验装置研制

实验装置

实验装置结构与原理请参见冷热平台第989篇，其中的疏水微孔膜管层如下图。

图中疏水微孔膜管材料为聚丙烯，管外直径1.8mm，内直径1.0 mm，膜管共88根，每根长度1.2 m；膜孔直径0.12um，膜孔隙率0.68。

实验装置内的物料层如下图。

山药块布置在聚丙烯多孔网上，由鲜山药去皮后用电子天平称重、用置换法测体积。沥除水分后直接切块，如下图。

去皮鲜山药总重量250.5g，总体积225cm³，密度约1.113g/cm³；共切出218块，单块体积约1 cm³。

实验装置外观如下图。

干燥箱为长方形，顶部长50cm、宽36cm，高30cm；箱外保温层为橡塑棉，厚度2.5cm；箱内充入除湿溶液（质量浓度50%的LiBr溶液）4.85kg；箱内风机功率27.6W，空气流过膜管及物料表面的流速约0.45m/s；溶液泵功率18W，流过膜管内溶液流速约0.1m/s。

运行数据

实验装置运行的典型数据如下。

实验进行中，9:10环境温度28.8℃，相对湿度62.8%；12：00环境温度31.5℃，相对湿度58.0%；16:00环境温度32.2℃，相对湿度55.1%。

实验小结

山药色泽

由于干燥过程中空气温度较低且只在箱内循环，干燥过程中山药色泽保持很好（原料初始有斑点处除外），如下各图所示。

干燥时间

物料干燥从9.10开始，到18.00结束，用了近9个小时，干燥时间有些偏长，进一步可考虑从物料尺寸、干燥工艺参数、疏水微孔膜布置等方面优化，缩短山药干燥时间。

能量平衡

除湿溶液干燥物料是一个近似能量自平衡过程，实验过程中有风机和泵能耗加入，尽管实验装置对环境散热抵消一部分，但对装置的自身能量平衡点还是有影响，进一步可考虑不用泵和风机、且保温较好的实验装置，更有利于研究物料干燥过程中的能量平衡规律，但需要较精确的物料在线称重设计。