飼料烘干機(jī)溫控系統(tǒng)組成（原理）

本文所述的烘干機(jī)是用來(lái)烘干紫菜等產(chǎn)品，完成存儲(chǔ)意圖的裝置。采用箱式結(jié)構(gòu)，以熱輻射加熱為主，采用對(duì)流熱風(fēng)循環(huán)。由于咱們需求的是烘干機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的溫度場(chǎng)散布，故將此問(wèn)題看作定常問(wèn)題，在烘干室內(nèi)氣流穿過(guò)菌草層時(shí)能夠使用FLUENT中的多孔介質(zhì)模型完成計(jì)算。烘干機(jī)采用1 個(gè)烘干箱，6 個(gè)溫區(qū)，每個(gè)溫區(qū)的丈量和控制原理完全相同。烘干過(guò)程中，烘干箱內(nèi)溫度的資料和控制規(guī)模為0-110℃，顯現(xiàn)精度為0.1℃，控制精度小于1℃。根據(jù)上述要求進(jìn)行設(shè)計(jì)溫控系統(tǒng)，以滿(mǎn)意烘干機(jī)所有的溫度、精度。

本文設(shè)計(jì)的溫控系統(tǒng)硬件部分分為：?jiǎn)纹瑱C(jī)主控模塊、輸入輸出通道模塊、報(bào)警模塊等。硬件的整體結(jié)構(gòu)示意圖。上述過(guò)程不斷地重復(fù)，載貨小車(chē)不斷行進(jìn)，使烘干物料醉終到達(dá)符合要求的含水率。飼料烘干機(jī)溫控系統(tǒng)由單片機(jī)為中心，與外部芯片擴(kuò)展構(gòu)成主控模塊。烘干箱的溫度由溫度傳感器檢測(cè)后，通過(guò)單片機(jī)內(nèi)置的12 位A/D 轉(zhuǎn)化器轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。數(shù)字信號(hào)經(jīng)采樣、濾波、標(biāo)度轉(zhuǎn)化后，一方面將烘干箱內(nèi)溫度由顯現(xiàn)器顯現(xiàn)，另一方面將該溫度值與設(shè)定值進(jìn)行比較，取偏差值依照積分別離的PID 控制算法計(jì)算得輸出控制量?？刂戚敵隽客ㄟ^(guò)固態(tài)繼電器控制加熱管的加熱時(shí)間，從而調(diào)節(jié)溫度改變，使其趨向設(shè)定值，完成烘干機(jī)的溫度控制。

溫控系統(tǒng)設(shè)計(jì)（硬件）

飼料烘干機(jī)電源電路

電源模塊是溫控系統(tǒng)重要的組成部分，為系統(tǒng)中各模塊供給穩(wěn)定牢靠的作業(yè)電壓，保證系統(tǒng)正常作業(yè)。距離10min丈量重量，通過(guò)含水率的計(jì)算，當(dāng)菌草含水率達(dá)到14%時(shí)，結(jié)束干燥，取樣保存。本系統(tǒng)采用外部12V 直流電源供電，經(jīng)處理轉(zhuǎn)化成3.3V 為單片機(jī)供電。飼料烘干機(jī)設(shè)計(jì)分兩步，一：選用輸出電壓精度高，輸出電流大的模塊電源，將電壓從12V 轉(zhuǎn)化成5V；二：選用三端集成穩(wěn)壓器將電壓從5V 轉(zhuǎn)化成3.3V。

飼料烘干機(jī)烘干實(shí)驗(yàn)

鮮棗烘制的工藝經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行，把鮮棗烘干的過(guò)程大致分為4 個(gè)階段: 預(yù)熱升溫階段、蒸騰階段、干燥完成階段和降溫排濕階段。預(yù)熱升溫階段。外表水份蒸發(fā)是因?yàn)闊崃繌耐鈬h(huán)境搬運(yùn)至物料外表，物料外表的水份經(jīng)過(guò)蒸汽的途徑由物料外表氣膜向外界分散，此進(jìn)程包含兩個(gè)進(jìn)程:熱量的傳送和水分向外搬遷，故加速干燥的途徑便是加強(qiáng)傳熱。鮮棗充沛吸熱表里盡量到達(dá)共同，又不至于外表干燥而封閉排濕孔。這個(gè)階段溫度要緩慢上升。當(dāng)鮮棗裝入烘干房后，要把門(mén)、通氣口關(guān)嚴(yán)，以減少能量損失，進(jìn)步能量利用率。然后開(kāi)機(jī)，此階段升溫要在4 ～ 6 h 內(nèi)溫度升高到45 ～ 48℃，當(dāng)表皮變軟，溫度升高到50 ～ 55 ℃，不要在短時(shí)間內(nèi)把溫度升得太快，不然小棗會(huì)呈現(xiàn)糖化或炭化現(xiàn)象，嚴(yán)峻的會(huì)呈現(xiàn)棗果開(kāi)裂，影響棗果質(zhì)量。

飼料烘干機(jī)蒸騰階段。溫度變化不大，這個(gè)階段的目的是使棗表里溫度到達(dá)共同，排濕較少，幾乎不排濕。飼料烘干機(jī)烘干室內(nèi)流場(chǎng)散布的數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)化本文所研究的對(duì)象是鏈板式菌草烘干機(jī)烘干室內(nèi)的溫度場(chǎng)散布問(wèn)題，因而數(shù)值模仿區(qū)域定義為烘干室。這個(gè)階段結(jié)束時(shí)，紅棗外表濕潤(rùn)，手感表里綿軟，無(wú)內(nèi)部硬結(jié)塊，體積縮小不明顯。溫度升高到60 ～ 65℃，濕度不超越55%。此階段大約用6 h。干燥完成階段。室內(nèi)的空氣有些濕潤(rùn)，增加了排濕量，但不是太大，其目的是排除一部分水分，經(jīng)過(guò)蒸騰階段后，棗果內(nèi)部可被蒸騰的水分逐步減少，蒸騰速度逐步緩慢，此時(shí)溫度不宜太高，飼料烘干機(jī)內(nèi)溫度不低于50 ℃即可。相對(duì)濕度若高于60% 時(shí)，仍應(yīng)進(jìn)行通風(fēng)排濕，當(dāng)棗的含水量到達(dá)25% 左右時(shí)即可取出棗果。此階段大約用4 h。

飼料烘干機(jī)逆流式谷物干燥技能， 該技能使熱風(fēng)與谷物的活動(dòng)方向相反， 故醉熱的空氣總是先與醉干的谷物觸摸， 谷物溫度接近熱風(fēng)溫度， 熱風(fēng)溫度不能過(guò)高，谷物和熱風(fēng)運(yùn)動(dòng)軌道平行， 所有谷物在活動(dòng)過(guò)程中受到相同的干燥處理。飼料烘干機(jī)選用十層葉片S型循環(huán)傳動(dòng)的方法烘干物料，自動(dòng)化操控模塊主要由PLC設(shè)備構(gòu)成。這種技能目前發(fā)展到干燥機(jī)由一個(gè)圓倉(cāng)和多孔底板組成， 濕谷由倉(cāng)頂喂入．底板上的掃倉(cāng)螺旋裝置除自轉(zhuǎn)外還繞谷倉(cāng)中心公轉(zhuǎn)， 將物料自倉(cāng)底輸送到中心卸出的水平。

飼料烘干機(jī)混流式谷物干燥技能， 該技能使干燥設(shè)備通用性好， 選用積木式結(jié)構(gòu)， 都設(shè)計(jì)成標(biāo)準(zhǔn)化塔段； 谷層厚度小， 塔內(nèi)交織安置排氣和進(jìn)氣角狀盒， 谷粒按“S” 形曲線活動(dòng)， 替換收到高溫和低溫氣流的作用，飼料烘干機(jī)能夠使用較高的熱風(fēng)溫度， 這種技能已發(fā)展到脈動(dòng)式排糧機(jī)構(gòu)， 變溫干燥工藝， 余熱收回， 冷卻段可變的水平。這種技能目前發(fā)展到干燥機(jī)由一個(gè)圓倉(cāng)和多孔底板組成，濕谷由倉(cāng)頂喂入．底板上的掃倉(cāng)螺旋裝置除自轉(zhuǎn)外還繞谷倉(cāng)中心公轉(zhuǎn)，將物料自倉(cāng)底輸送到中心卸出的水平。這 四種干燥技能簡(jiǎn)單可行， 適合小批量作業(yè)， 我國(guó)基本上都是運(yùn)用這些干燥技能干燥的。

飼料烘干機(jī)圓筒內(nèi)循環(huán)式谷物干燥技能， 這種技能將干燥機(jī)設(shè)計(jì)為表里圓筒型， 熱空氣分布均勻， 種子受熱共同， 干燥與緩蘇同時(shí)進(jìn)行， 干燥段較短，谷物高速循環(huán)活動(dòng)， 干燥均勻， 水分蒸發(fā)快， 成本低。與吸附等溫線(在一定溫度條件下，對(duì)照于不同空氣相對(duì)濕度量取得的物料平均濕含量的諸點(diǎn)形成的曲線)相對(duì)應(yīng)的恣意某點(diǎn)的濕含量稱(chēng)為平衡水分，超出此含量的水份被稱(chēng)為自由水份。該技能現(xiàn)已發(fā)展到機(jī)內(nèi)立式螺旋上方設(shè)置清糧部件， 縮式外篩筒和絞盤(pán)式傳動(dòng)裝置， 改動(dòng)烘干糧食時(shí)的緩蘇比， 飼料烘干機(jī)選用高風(fēng)量、低噪聲雙軸流式風(fēng)機(jī)， 折疊式卸糧螺旋， 熱風(fēng)室內(nèi)設(shè)置導(dǎo)流板的水平。

飼料烘干機(jī)干燥過(guò)程中枸杞濕基含水率改變曲線，選用太陽(yáng)能設(shè)備干燥，在干燥24h 今后，枸杞的濕基含水率由78% 下降至15% ，干制品契合出廠要求; 同樣時(shí)刻內(nèi)選用天然暴曬的枸杞濕基含水率只降到70% 左右，這種干燥方法枸杞的濕基含水率下降至15% ，需求120h。此條件下所得玫瑰花籽單位時(shí)間失水率的實(shí)際值與模型預(yù)測(cè)值相比，誤差僅為０．０１％／ｍｉｎ。對(duì)于枸杞的干制，選用太陽(yáng)能設(shè)備干燥所需的時(shí)刻( 24h) 較天然暴曬干燥的時(shí)刻( 120h) 縮短了80% ，干燥周期顯著縮短。而且由于太陽(yáng)能干燥設(shè)備各干燥階段溫濕度穩(wěn)定在枸杞烘干的醉適溫濕度范圍內(nèi)，干燥過(guò)程根本未呈現(xiàn)枸杞表皮硬化開(kāi)裂現(xiàn)象。

太陽(yáng)能干燥設(shè)備與天然暴曬兩種干燥方法干制的枸杞產(chǎn)品的質(zhì)量目標(biāo)測(cè)定成果如表3 所示，飼料烘干機(jī)干燥的產(chǎn)品黃酮、多糖、氨基酸等養(yǎng)分物質(zhì)較天然暴曬產(chǎn)品略高，表明飼料烘干機(jī)在干燥過(guò)程中對(duì)產(chǎn)品的養(yǎng)分損失較天然暴曬小，而其壞果率也顯著低于天然暴曬，使用太陽(yáng)能設(shè)備烘干，較高的烘干溫度和較短干燥周期，且相對(duì)封閉的干燥環(huán)境隔絕了枸杞與外界環(huán)境的直接觸摸，其菌落總數(shù)及大腸菌數(shù)量也低于天然暴曬。影響與飼料烘干機(jī)控制穩(wěn)定的干燥進(jìn)程的外部因素有:溫濕度、空氣活動(dòng)速度、方向以及物料的外部形態(tài)。使用太陽(yáng)能干燥設(shè)備干制的枸杞，其質(zhì)量較天然暴曬獲得枸杞有很大地提升。

飼料烘干機(jī)