摘要
油茶是中国特有的一种木本油料，具有极高的利用价值。在油茶籽加工利用的过程中，干燥工序至关重要。然而传统干燥存在烘干效率低、油料活性成分损失严重等不足。随着中国油茶产业的快速发展，需要高效、低碳节能的干燥技术。 本文以油茶籽为原料，首先探究了油茶籽的热泵干燥特性;其次研究了油茶籽热泵干燥传热和传质的传递规律，并建立了油茶籽热泵干燥动力学模型;然后优化了油茶籽的热泵干燥工艺参数;最后对比了热泵干燥和其他干燥方式。主要研究内容与结果如下: (1)在油茶籽热泵干燥过程中，油茶籽干燥速率均为先快速增加后缓慢减少趋势，无恒速干燥阶段。热泵送风温度越高、相对湿度越小、加料密度越小，油茶籽干燥到目标干基含水率的时间越短且干燥速率能达到的最高值越高;茶油的理化指标测定发现，随着送风温度的上升，酸价下降，过氧化值呈先减后增的趋势，碘值减少;相对湿度的增加使酸价和过氧化值增加，碘值减少;加料密度的变化对酸价、过氧化值及碘值无明显变化规律。 (2)油茶籽干燥动力学结果表明，40℃-80℃范围内，油茶籽热泵干燥的有效水分扩散系数为2.4143×10-9m2/s-6.1103×10-9m2/s之间。当油茶籽热泵干燥温度提高时，其有效水分扩散系数也会相应增加。油茶籽热泵干燥的平均干燥活化能为22.470kJ/mol。拟合分析表明，ModifiedHendersonandPabis模型是最优的拟合模型，验证结果与预测值较为一致，表明该模型能够较好地描述油茶籽的热泵干燥过程。 (3)油茶籽热泵干燥工艺研究结果表明，油茶籽干燥至目标干基含水率，评价指标为干燥时间时，最佳工艺为热泵温度为80℃,相对湿度为10％,加料密度为1kg/m2;评价指标为干燥能耗时，最佳工艺为热泵温度为40℃,相对湿度为10％，加料密度为1kg/m2。通过正交试验得到的工艺参数与实验结果一致。 (4)通过技术经济性分析可知，对比热风干燥技术，热泵干燥技术具备能耗低、经济性高且对环境负荷低等优势;对比自然干燥、热泵干燥、热风干燥以及真空干燥四种干燥方式的干燥时间和干燥能耗，热泵干燥方式所需的干燥时间最短且干燥能耗最低;经过热泵干燥处理的油茶籽可以较好地保持茶油的理化品质。相较于热风干燥技术，热泵干燥技术的干燥时间缩短23.08％、干燥能耗降低61.71％、对环境友好且能更好地保持油茶籽的理化特性使其在贮藏时效果更好。
NETL