目錄目錄 1 引言 1 1 1 本研究的目的及意義 1 1 2 國內外牧草干燥技術發展概況 2 1 2 1 牧草干燥方法簡介 2 1 2 2 國外研究現狀 4 1 2 3 國內研究現狀 5 1 3 主要研究內容 6 2 太陽能牧草干燥概述 7 2 1 牧草資源及市場概述 7 2 2 我國的能源環境概述 7 2 3 太陽能干燥及其特點 8 2 4 太陽能干燥國內外技術現狀 8 2 5 太陽能干燥的優勢 9 2 5 1 太陽能干燥與自然干燥相比具有以下優勢 9 2 5 2 太陽能干燥與采用常規能源的干燥裝置相比具有以下優勢 10 3 干燥基本理論 11 3 1 太陽能干燥裝置的物料衡算 11 3 2 太陽能干燥裝置的熱能衡算 12 4 干燥裝置的設計 13 4 1 太陽能干燥器的基本類型 13 4 2 太陽能干燥裝置方案選擇 14 4 3 太陽能空氣集熱器的設計 14 4 3 1 三種空氣集熱器的比較研究 15 4 3 2 集熱器所用材料 17 4 3 3 太陽能集熱器的安裝方式 17 4 4 太陽能空氣集熱器與熱風爐串聯集成設計 18 4 5 控制系統的設計 19 4 6 換熱系統的設計 19 4 6 1 換熱裝置的構造組成 19 4 6 2 載料車的構造組成 20 4 7 烘干工藝流程 21 5 結論 22 參考文獻 23 致謝25 太陽能苜蓿干燥裝置設計方案太陽能苜蓿干燥裝置設計方案 1 1 引言引言 太陽能苜蓿干燥裝置的設計方案主要考慮大農戶的使用 它的設計思想基 于連續烘干作業 不受天氣和夜間的影響 采用此方法的最大好處是白天利用 太陽能產生熱風 晚上用熱風爐加熱 二者相互配合 取長補短 可大大縮短烘 干周期 烘干室地面鋪設軌道 料盤架用小車推入 內墻壁采用保溫隔熱層 安 裝太陽能空氣集熱器時選擇最佳的位置接受陽光的輻射 集熱裝置的集氣管與 熱風爐進氣孔接通 使太陽能采氣系統和熱風爐加熱系統結合起來 太陽能空 氣集熱器直接吸收太陽輻射能 空氣則由于溫室效應而被加熱 干燥室內安裝 軸流風機 使空氣在干燥室中不斷循環 并使其上下穿透物料層 使物料表面 增加與熱空氣接觸的機會 在混合型太陽能干燥裝置內 裝有干濕球溫度傳感 器控制進風和排風 白天可根據天氣情況隨時啟動熱風爐補充加熱 夜晚主要 用熱風爐提供熱風 1 1 本研究的目的及意義 苜蓿是世界上栽培最早 面積最廣 最重要的飼草原料之一 不僅產草量 高 草質優良 而且富含蛋白質 多種維生素和礦物質 其干物質中粗蛋白質 含量為15 25 相當于豆餅的一半 比玉米高1一1 5倍 有 牧草之王 的美 稱 同時種植牧草 還可改土肥田 提高糧食單產 全世界苜蓿種植面積達5億 畝 但由于苜蓿為豆科牧草 含有較多的膠體物質和較少的碳水化合物而不易 青貯 收割的苜蓿必須及時干燥 否則就會發霉變質甚至腐爛 致使動物無法 食用 青干草是草產品流通的主要形式 同時也是發展綠色畜牧業的重要的蛋 白質資源 目前 己開發的牧草產品有草粉 草顆粒 草塊 草餅 草捆 葉 塊 葉粒和濃縮葉蛋白等 牧草產品在國際 國內均具有非常廣闊的市場 亞 洲已成為世界上最大的苜蓿產品進口市場 年總需求量240一255萬噸 其中 紫花苜蓿是生產量和銷售量最大的牧草產品 在美國已成為僅次于小麥 玉米 和水稻的第四大農作物 成為美國農業的支柱產業 苜蓿草產品國際市場售價 為200 230美元 噸 優質草粉高達300美元 噸 國內苜蓿產品售價多在1100一 1400元 噸 優質產品達1600一1800元 噸 我國出口的粗蛋白含量為15 的草粉 價值1200元 噸 蛋白質含量增加1 售價增加100元 黃浩平 2001 我國是蛋白質飼料資源短缺的國家 同時對牧草產品需求量較大 據有關 專家分析和國外的生產實踐 在各類畜禽的飼喂標準中 牧草產品在牛羊飼料 中可占到60 豬飼料中可占到10 一15 雞飼料中可占到3 一5 可用于配合 飼料的牧草產品市場前景廣闊 另一方面 我國適宜冷季放牧的草地僅占全年 放牧草地的24 3 還有75 以上地區的牧畜冬季缺草 同時 適于收割調制干 草儲備過冬的草地只占全國草地面積的25 而且70 以上分布在東部和南部濕 潤地區 這種地區間和季節性的不平衡將會推動我國牧草產品的發展和流通 中國畜牧業九五計劃和2010年遠景規劃 指出 突出發展草食型 節糧型畜 牧業 已成為當前和今后一段時間內農業結構調整的當務之急 隨著我國農業 實施糧一經一飼 3 1 l 三元結構調整 苜蓿將成為發展可持續農業的首選飼料 作物 發展優質豆科草粉將成為開發蛋白質飼料資源的一項新技術產業 近幾年我國苜蓿草的種植發展很快 目前已有10多個省大面積種植 但由 于受氣候條件的限制 除西北等少雨地區 苜蓿靠自然晾曬外 其它地區苜蓿 主要收獲季節均在雨季 現蓄期和初花期收割的青綠牧草含水量在70 一85 之 間 而安全貯存標準需將其水分降到14 以下 因為沒有烘干設備 收獲后的苜 蓿大多變質 腐爛 失去其飼用價值和商業價值 造成農牧民豐產不豐收 極 大地挫傷了農牧民種草的積極性 盧英林2002 1 2 國內外牧草干燥技術發展概況 1 2 1牧草干燥方法簡介 牧草的干燥方法主要有自然干燥法 人工干燥法 化學干燥法等 自然干 燥法是先將苜蓿收割后就地攤曬 待植株體內的水分下降到45 左右時堆曬 在 自然干燥過程中 由于豆科牧草苜蓿含有較多膠體物質和較少碳水化合物 分 散失水速度較慢 且莖桿較葉片的干燥時間長 當苜蓿葉干燥到含水率15 一20 時 苜蓿莖的水分含量是35 40 在曬制過程中 因葉片先于莖稈干燥而造成脫 落 使苜蓿干草的蛋白質 胡蘿卜素 葉綠素 含量急劇減少 從而失去應 c V 有的飼喂價值和商業價值 韓建國 1998 李鴻翔 1999 另外 在光照時間短 光照強度低 潮濕多雨的地方 很難只利用陽光來曬制干草而必須結合利用草 堆的發酵產熱降低水分來共同完成牧草干燥過程 發酵干燥法就是將收獲后的牧 草先進行攤晾 使其水分降低到50 左右草堆集成3米一5米高的草垛逐層壓實 垛的表層可以用土或薄膜覆蓋 使草垛發熱在二三天內 使垛溫達到60 一 70 隨后在晴天時開垛晾曬 將草干燥 當遇到連陰雨天時 可以保持溫度 不過分升高的前提下 而發酵更長的時間 此法曬制的干草養物質損失較大 韓 建國 1998 人工干操法干燥牧草 主要有三種形式 1 常溫通風干燥 是先建干燥庫房 設置大功率鼓風機 地面安置通風 管道 需干燥的牧草 經收割壓扁后 堆在通風管道上 開動鼓風機完成干燥 此法占地面積大 效率低 2 低溫烘干法 是先建造牧燥室 空氣預熱鍋爐 設置鼓風機和牧草傳 送設備 用煤或電作能量將空氣加熱到90 150 鼓入干操室 利用熱氣流經 數小時完成干操 3 高溫快速干操法 主要用來生產粉 利用高溫氣流 溫度500一1000 以上 將切碎的青草 長約25mm 在數分鐘甚數秒鐘內使水分降至14 15 再 由粉碎機粉碎成粉狀或直接壓制成干草塊 整個過程由恒溫器和電子儀器控制 采用高溫快速干操法調制的干草粉可保存幼嫩青草和綠飼料養分的90 95 在一公斤干草粉內含有120g一200g粗蛋白 200g一400g胡蘿卜素和低于240g的 粗纖維 干草粉的特點是營養完善而品質高 含有生物價值完善的蛋白質 豐 富的胡蘿卜素 葉黃素 維生素E和維生素K 可作為維生素 蛋白質的補充料 使也是豬 禽 幼牛等配合飼料必不可少的組成部分 另一特點是壓制成顆粒 狀或餅狀容易保存 便于運輸 商品性強 但此干燥法的干燥成本較高一般不 易被接收 化學干操是指將苜蓿收割后噴灑化學藥劑加速干燥 干澡劑改變了牧草角 質層結構或溶解了角質層 促進水分的散失 縮短了田間自然干燥的時間 降 低營養物質的損失 自然干操法不需要特殊的設備 成本低 但易受自然氣候條件的制約 而 且勞度大 效率低 干燥過程持續時間長 營養物質損失較大 收獲后壓扁苜 蓿莖稈是常用的機械加速干澡的方法 苜蓿莖經過壓裂后干操所需干燥時間與 未壓裂的同類相比 前者僅為后者的l 2一l 3 韓建國 1998 化學干燥劑的 使用可以顯著地提高速度 有效的減少營養物質的損失 但其干操原理及干燥 劑的組配還有待進一究 目前 國外普遍采用人工高溫快速干燥法千操牧草 這種方法可以克服自然對天氣狀況的依賴 并減少微生物 生理生化過程 雨 淋和枝條折斷等因素對干草質量的影響 但人工干燥法的成本高 我國牧草人 工干燥研究起步較晚 有關牧草干參數及工藝研究甚少 1 2 2國外研究現狀 國外關于牧草人工干燥和化學干燥的研究較早 美國1910年在路易斯安那 州建立了第一個用脫水苜蓿生產草粉的企業 當時所用的干燥機為垂直安裝有 七個傳送帶的傳送型 由鼓風爐送進90 一120 的熱風 1926年在路易斯安那 州農業試驗站設計出了介質溫度為800 的第一臺滾筒式干燥機 熱效率為 59 1929年在這種型號的基礎上又設計出了滾筒直徑1 85m 長12 5m 功率 15 5kw 生產能力為12O0kg h千苜蓿的干燥機 前蘇聯于1928一1930年開始牧 草烘干實驗 1933研制成功并在生產上應用的CTII一0 1型風動式 筒式 干燥機 生產能力1OO kg h干草 包括將草粉壓制成塊狀飼料 目前 俄羅斯應用ABM機 組 每小時生產草粉1 6一1 8噸 荷蘭用AS一25型草粉加工機組 該設備生產 能力為1250kg h 工藝流程與俄羅斯ABM型機組相仿 B J Hong 1987 研究表 明 電鏡下壓扁莖稈最明顯的效果就是將木質化和非木質化的細胞分開 壓扁 使莖稈分成許多部分 從而增加莖稈表面積 減弱了保持水分的能力 從而提 高了干操速度 Harris等人研究了化學干燥的機理及化學藥劑的使用 Harris 等認為苜蓿收割后水分散失的主要障礙為莖葉表面的角質層及蠟質 以有機溶 劑溶解莖葉表面的蠟質后 破壞了蠟質層的結構 改變蠟粒的排列方式 從而 加速了水分的散失 長鏈脂肪酸甲醋結合于蠟質表面 促進了水分在蠟質表面 的運輸 從而促進了水分的散失 加快了苜蓿的干燥速度 Meredith等研究了 堿金屬碳酸鹽溶液及鉀鹽對加快苜蓿干燥速度的研究中發現 堿金屬的碳酸鹽如 Li CO Na CO K CO 均可加快 苜蓿干燥速度 而鉀鹽溶液 KCl 232323 K CO KHS0 KOH K S0 中較為有效地是KOH和K CO 并且確定K CO 的 234242323 濃度為0 16M eghart等在化學藥劑對加快苜蓿干燥的研究中選用十六碳和十八 碳脂肪酸甲酯與X一77表面活化劑作為處理 發現長鏈脂肪酸甲酯與X一77表面 活化劑的混合液的效果較好 但以2 的長鏈脂肪酸甲酯 1 一77 0 2M K CO 的 23 干燥效果最好 1 2 3國內研究現狀 國內由于受到牧草種植面積 經濟效益等多方面的影響 對自然干燥法加 快牧草脫水途徑研究較多 化學干燥也有報道 張秀芬等研究了壓扁苜蓿莖稈 對加快干燥速度的影響 發現壓扁苜蓿莖稈可以加快其干燥速度 并且壓扁苜 蓿莖稈后 苜蓿莖 葉干燥速度趨于一致 減少了葉及幼嫩部分的損失 張秀芬 1997 高彩靛 1997 王欽指出 自然干燥法中壓扁干燥的紫花苜蓿比普通干 燥的牧草干物質損失減少2一3倍 碳水化合物損失減少2一3倍 粗蛋白質損失 減少3一5倍 但在陰雨天 莖稈壓扁的牧草營養物質易被淋失 從而產生不良效 果 王欽1995 孫京魁研究了薄層攤曬法 小捆曬制法 搭架曬制法不同曬制 方法處理的苜蓿青干草中粗蛋白和粗纖維含量 結果表明 搭架曬制苜蓿青干 草 可有效地防止葉片和花蕾脫落 從而保存了葉片中所含粗蛋白 鈣 磷及 多種微量元素和維生素 搭架曬干的粗蛋白顯著 P 0 05 高于小捆曬制和薄層 攤曬 粗蛋白分別提高了0 82 和1 91 粗纖維顯著降低 p 0 05 降低率分別 為0 91 和1 61 孫京魁 2000 將田間收割后曬至含水率45 左右的苜蓿移 入棚內鼓風晾干或控溫干燥 干草的品質與適口性則更為理想 干草曬至一定 程度 就需打捆 高彩霞研究結果表明在不同含水量 從30 降到8 的條件下打 捆 隨著含水量的降低 莖葉比顯著增加 p 0 01 葉片損失率增大 莖葉比 與打捆前干物質含量呈一元非線性相關 高彩俊 1997 張秀芬等研究了1 5 碳酸鉀 0 5 磷酸二氫鉀 1 0 碳酸氫鈉 碳酸鈣及0 5 吲哚乙酸對苜蓿干燥 速度的影響 結果表明K CO 和NaHCO 的干燥效果較好 K CO 處理可以減少苜 23323 蓿營養的損失 但以干燥速度 粗蛋白含量 葉量損失 胡蘿卜素含量綜合評 定各藥劑的效果以NaHCO 的效果最好 吲哚乙酸次之 第三為CaCO 和我 33 K CO 五種藥劑中效果最差 張秀芬 1987 王欽對紫花苜蓿和禾本 2342PO KH 科牧草用O 2M K CO 進行干操處理 結果顯示2 濃度的K CO 為最適濃度 干 2323 燥時間紫花苜蓿需72小時 禾本科牧草為48小時 我國人工干燥進行草粉生產 起步較晚 多數地區采用自然干燥法干燥牧草 然后用錘片式粉碎機加工草粉 由于飼草的形狀和物理機械性能不同 再加上牧草干燥不充分 水分含量較高 所以用其加工飼草時 生產率低 耗能高 勞動條件差 很不經濟 且在干燥 過程中 葉片及嫩枝脫落 其營養損失遠遠大于重量損失 結果是所生產的草 粉粗蛋白的含量低 而粗纖維的含量較高 嚴重影響草粉的質量 1974一1987 年 東北 北京 廣東等省都先后從荷蘭 日本 法國等國引進人工快速高溫 干燥設備 開始了人工干燥豆科牧草草粉的生產 這些設備產量較高 時產 1250一1750kg h 草粉質量好 但設備昂貴 每臺50一120萬美元 能耗大 不 適應國內草粉生產需要 1989年 中國船舶公司713所研制的93QH一300型牧草快 速 高溫烘干加工機組 貴州農業大學研制的弧一100型牧草烘干機組 北京市 奧貝爾實業有限公司綠色植物研究所 北京農業大學農牧結合課題組聯合研制 的格林王一2101型分體式綠色飼料小型加工機組以及沈陽遠大科技實業有限公 司生產的苜蓿草干操成套設備等填補了我國沒有牧草高溫干燥機的空白 但設 備成本仍然較商 可以說 我國采用人工高溫干操法加工草粉的研究和生產正 在進行之中 而有關牧草的千操工藝研究目前未見詳細報道 本研究從低溫干操 入手 探討苜蓿薄層干操特性 進而為高溫干燥機設計及工藝參數選擇提供參 考 1 3 主要研究內容 基于傳統露天自然干燥方法的諸多弊端 效率低 周期長 占地面積大 易受 陣雨和梅雨等氣候條件的影響 也易受風沙 灰塵 蒼蠅和蟲蟻等的污染 難 以保證被干燥農副產品品質的現狀 太陽能干燥的重要性在世界范圍內日益明 顯 特別是在某些日照充分的地域 利用豐富的 可更新的和干凈的太陽能堪 稱一本萬利 此太陽能苜蓿干燥裝置采用混合型方案 由最新研制的太陽能空 氣集熱器 隧道式烘干窯和熱風爐組成 這種干燥裝置利用太陽能空氣集熱器 把太陽的光輻射能轉換成熱能把空氣加熱到60 70 然后通過串聯在系統 上的熱風爐把熱風通入干燥窯 再由通風機吹入干燥裝置內 通過熱空氣與牧 草接觸 在冷熱空氣對流方式下進行熱交換 已達到干燥的目的 設計過程主 要測算太陽能集熱器的熱效率 干燥裝置干燥過程中的耗熱量 排濕量 通過 計算進而從空氣太陽能集熱器的選型 集熱器材料的選擇 集熱器集熱板面積 數量的選擇 進而確定干燥裝置的容積 2 2 太陽能牧草干燥概述太陽能牧草干燥概述 2 1 牧草資源及市場概述 我國有草地近60億畝 為耕地面積的4倍 占國土面積的40 左右其中 人 工改良草場已超過8000萬畝 飼草資源十分豐富但是由于種草的絕大部分地區 是交通不便 經濟不很發達 技術也較落后的農村山區和牧區 飼草資源的開 發與利用受到制約為提高飼草的利用價值和經價值 歸結起來主要的有兩條途 徑一是發展草地畜牧業 就地轉化二是將牧草進行加工 變成商品 做為飼料 資源和原料來開發二者相輔相成 互為依托 互為補充草粉生產是實現牧草商 品化的一種方式這已為國外的經驗所肯定和證明在對國外草粉生產設備進行分 析后 結合我國種草地區的經濟 能源 交通 科技 生產和使用條件 我國 自制的牧草烘干機應滿足以下條件以太陽能為熱源 我國不可能象國外那樣 以石油產品為燃料 以高達900 以上的燃氣為干操介質為適應我國農村的經濟 體制和使用條件 機組不宜太大 生產能力也不宜要求過高機組結構應盡可能 地簡單 使用操作和維護保養應盡量簡便 無調整或少調整機組工作可靠安全 運行成本低 機組生產應有一定效益 2 2 我國的能源環境概述 隨著我國經濟的快速發展和人民生活水平的不斷提高 對能源的需求日益 增大 年增長率約為5 我國自然資源總量排世界第七 能源資源總量居世界 第三位 但由于人口眾多 人均占有量僅為世界平均水平的50 據測算 目前 我國已探明的煤炭可采儲量為1145億噸 剩余己探明石油儲量為24億噸 據估 算 到2010年 中國主要礦產資源中有40 多不能滿足經濟發展要求 到2020年 只有不足15 的品種尚可滿足社會發展需求 燃燒一噸煤平均排放CO 490kg 灰塵 13 6 kg SO 14 8kg 而SO 是形成酸雨的主要成分 1997年以來 我 22 國酸性廢氣排放居世界第二位 全國酸雨污染面積達國土面積的30 以上 在全 球空氣污染最嚴重的10個城市中 中國占7個 自1992年聯合國召開全球環境與 發展大會后 我國政府在 提高能源利用效率 改善能源結構 的條款中明確 提出 因地制宜地開發 利用和推廣太陽能 風能 地熱能 潮汐能和生物能等 清潔能源技術 2 3 太陽能干燥及其特點 1 太陽能干燥是以太陽能代替常規能源來加熱干燥介質 最常用的是空 氣 的干燥過程 通過熱空氣與濕物料接觸并把熱量傳遞給濕物料 使其水分汽 化并被帶走 從而實現物料的干燥 我國太陽能干燥總采光面積己達1 5萬平方 米左右 主要用來干燥牧草 谷物 水果 肉制品 木材 中藥 皮革 化肥 染料等 均取得了較好的社會及經濟效益 一般牧草 農副產品的干燥 要求 干燥溫度較低 大約在40一70 之間 這正好與太陽能熱利用領域中的低溫利 用相匹配 2 太陽能干燥的特點 太陽能干燥與常規能源干燥方式相比既有優勢也 有不足 優勢體現在 節煤省電 據估算 干燥一噸農副產品 要消耗一噸以 上原煤 若是煙葉則需耗煤2 5噸 太陽能與常規能源聯合供熱的干燥裝置 一 般可節能20 30 以上 投資少 運行費用低 回收期短 一個設計合理的 太陽能干燥系統具有顯著的經濟效益 清潔安全 太陽能干燥系統利用的是 太陽能 節約了常規能源 減少了環境污染 干燥所得物料不受外界條件影響 也很清潔 不足之處是太陽能干燥對氣象條件依賴性大 可控性差 不穩定 問題通常是采用輔助能源或是增加儲熱設備 2 4 太陽能干燥國內外技術現狀 隨著太陽能熱利用的深入發展 太陽能干燥器越來越廣泛地應用于工農業 生產 截止到目前為止 國外已建成集熱面積超過500平方米的大型太陽能干燥 器8座 其中美國4座 印度3座 阿根廷1座 用于干燥葡萄 牧草 煙葉 谷 物 木材等 日本的太陽能干燥技術主要用于干燥稻谷 也可用于干燥小麥 大豆 牧草 煙葉 歐洲各國也在研究用太陽能干燥牧草和谷物 這些干燥器 大多屬于集熱器型干燥器且基本上與常規能源結合 20年來 我國太陽能干燥 應用研究和其它太陽能熱利用一樣 經歷了一個由淺入深 由簡單的小試驗到 較完善的生產試驗的過程 到目前為止 已建成各種類型的太陽能干燥器一百 多座 七十年代 一些生產單位首先搞起了太陽能干燥 據不完全統計 從 1976一1986年10年間 分別由幾十個單位建成了近6座試驗性和生產性的太陽能 干燥裝置 總采光面積達5000多平方米 太陽能干燥應用呈現出十分興旺的發 展趨勢 但由于一開始對太陽能干燥的規律和機理缺乏系統的基礎性研究 這 期間建造的太陽能干燥裝置有一定的盲目性 系統設計不夠合理 干燥器結構 不盡完善 使用壽命短 太陽能干燥試驗裝置存在低水平重復現象 到八十年 代后期 為了提高太陽能干燥的研究和應用水平 太陽能干燥 被列為國家 七五 重點科技攻關項目三級課題 對太陽能干燥領域進行系統的 全面的 探索和研究 內容包括物料干燥特性試驗研究 太陽能空氣集熱器研究 太陽 能空氣集熱器熱性能試驗方法 太陽能干燥器評價方法的研究 以及建成了多 座大中型太陽能干燥示范裝置 可以說 太陽能干燥的研究和應用在 七五 期間達到了它的鼎盛時期 無論是理論研究 還是應用技術都具有較高的水平 在國際上也有一定的地位 進入九十年代 太陽能干燥主要朝技術開發和實際 應用方向發展 主要包括干燥裝置的優化設計 物料干燥過程的計算機模擬 干燥特性方程的擬和 干燥裝置傳熱傳質特性分析等 我們所自80年代研究太 陽能干燥以來 先后做過版納橡膠干燥 大理洱源梅子果品干燥項目和昆明木 材廠的木材干燥 均取得了很好的效果 2 5 太陽能干燥的優勢 2 5 1太陽能干燥與自然干燥相比具有以下優勢 1 能較大幅度的縮短干燥時間 我們曾于2002 年4 月在大理對梅子進 行太陽能干燥的初期試驗 所設計使用的裝置屬溫室 集熱器型太陽能干燥 裝置 在對梅子系列產品的試驗后表明干燥時間至少可以縮短12天以上 干燥周 期 自然干燥需18 20 天 太陽能干燥8 天 2 提高產品質量 對于產品質量問題 在過去并不引起人們的關注 這 主要是因為在過去不同質量的產品其價位差很小 人們對健康問題不太注重 各 種太陽能干燥裝置都采用專門的干燥室 可避免灰塵 忽然降雨等污染和危害 又由于干燥溫度較自然干燥高 還具有殺蟲滅菌的作用 在試驗中 我們采用 的干燥裝置除上述優點外 還可使產品在色澤上有很大的改觀 在干燥過程中 不必頻繁翻動物料 物料的表皮損壞很小 對其后一步的加工意義很大 可產 生較大的經濟效益 3 節約干燥場地 土地資源 對于農戶小批量的干燥來說 干燥場地的問 題不大 但是對于工廠 企業要進行大規模的干燥時 場地的問題就值得考慮 對于太陽能干燥可以節約場地這一點不難理解 能縮短干燥周期 就意味著單 位時間單位面積的干燥量增加 以洱源縣的茈碧湖果品食品開發有限公司為例 其年加工梅子為1500 噸 現有的100 多畝的曬場基本能滿足需要 而在產品需 求量大的春秋兩季則必須再租借臨時場地才能應急 隨著公司的規模擴大 土地 已是一大問題 在土地資源更為緊張的東部沿海地區 這一點更為重要 2 5 2 太陽能干燥與采用常規能源的干燥裝置相比具有以下優勢 1 節省燃料 就當純蒸發一千克水計算 約需要590 千卡的熱量 據此 估算 干燥一噸農副產品 要消耗1噸以上的原煤 若是煙葉則需耗煤2 5 噸 據統計我國煙葉產量約為420 萬噸 目前大多采用農民自制的土烤房進行干燥 能耗很大 若采用太陽能干燥則節能效果非常明顯 我國河南省長葛縣在70 年 代末對太陽能烤煙的試驗中能有效節約25 30 的常規能源 泰國在上個世 紀80 年代中期在這方面做過大量工作 其采用太陽能作為輔助能源煙葉干燥 試驗證明能有效地節約30 40 的常規能源 2 具有環境保護功能 我國大氣污染嚴重 40 的國土面積已有酸雨 這主要源于煤 石油等燃燒后的廢氣排放 燃燒一億噸化石燃料將釋放約7700 萬噸CO 和460 萬噸SO 和NO 采用太陽能干燥工農業產品 在節約化石燃料的 22 同時 又可以緩解環境壓力 3 運行費用低 就初投資而言 二者相差不大 但是在系統運行時 采 用常規能源的機械干燥設備其燃料的費用是很高的 洱源縣茈碧湖果品食品開 發有限公司就購買一臺采用燃煤的干燥設備 價值10 余萬元 一次可干燥800 千克梅子 但須耗煤900 千克 若采用太陽能干燥 設備投 初投資 二者相差 不大 但是其運行時利用的是免費的太陽能資源 就算太陽能干燥不能完全取 代采用常規能源的干燥手段 通過設計使二者有機結合 可讓太陽能提供的能 量占到總能量消耗的較大比例 同樣可節約大量運行費用 此外太陽能干燥裝 置各部分工作溫度屬中低溫 安全可靠 而使用燃料的機械干燥裝置還存在安 全 隱患 3 3 干燥基本理論干燥基本理論 3 1 太陽能干燥裝置的物料衡算 1 相關設計參數 山西地區8 9 月的白天平均溫度 29 冷空氣相對濕度 35 日 1 T 1 均太陽能輻射量為I 17534 kJ d 經過集熱系統后熱空氣溫度 2 m 42 相對濕度 17 干燥后排出濕空氣溫度 35 相對濕度 2 T 2 3 T 47 太陽能集熱器集熱效率為 50 3 2 干燥系統每天的排濕量 干燥系統每天的排濕量計算值為 tkMms 式中 日均排濕量 kg d k 苜蓿的干燥系數 即苜蓿干制過程中 s m 氣化的水分質量與濕苜蓿質量的比值 約為0 75 M 濕苜蓿質量 kg t 烘 干時間 d 計算得到干燥系統每天的排濕量為 kg d100 15 200075 0 s m 3 干燥過程耗熱量的計算 太陽能集熱器每天需要供給的有效熱量為 15 23 12 ee HHm Q s 式中 H 某一狀態下空氣的焓值 kJ kg e 某一狀態下的空氣含濕量 kg kg 計算得到干燥過程中每批物料耗熱量為 g148264kJ k 00968 0 01861 0 15 5439 67100 Q 表1 空氣在3 種狀況下的含濕量 e 及焓值 H 冷空氣 熱空氣 干燥后濕空氣 T1 29 1 35 T2 42 2 17 T3 35 3 47 含濕量 0 00973 0 00968 0 01861 1 kgkge 1 e 2 e 3 e 焓值 54 15 67 39 83 10 1 kgkgH 1 H 2 H 3 H 4 太陽能集熱器采光面積的計算 集熱器的采光面積值為 I rQ F 式中 r 熱損失系數 即集熱系統供給熱量與換熱裝置實際利用熱量的比 值 I 哈密地區日均太陽能輻射量 kJ 太陽能集熱器集熱效率 dm 2 因為自然條件 風阻及安裝誤差等原因造成換熱裝置熱效率的損失 使得 理論與實際產生差別 通過熱損失系數r加以矯正 r 1 6 由以上條件可以計 算出太陽能干燥裝置的太陽能集熱板的面積為 2 06 27 5017534 1482646 1 mF 太陽能集熱器實際面積為28 由14 塊北京九陽太陽能設備廠制造的板式太 2 m 陽能板組成 3 2 太陽能干燥裝置的熱能衡算 1111 He 2222 He 3333 He 圖3 1 太陽能干燥裝置干燥原理圖 空氣在干燥過程中狀態參數變化如圖3一l所示 假設太陽能干燥器在穩條 件下連續作業 且進入溫室的熱量全部用來使物料內的水分蒸發 對于太陽集 熱器一溫室型干燥裝置 假設干燥所需空氣量為Lkg 則集熱器和溫室所提的能 量為 集01cc hh LIAQ 室12ss hh LIAQ 其中 為集熱器面積 為輻射強度 為干燥時間 h c A 2 m IkJ 2 m 為集熱器熱效率 為溫室的熱效率 為溫室的采光面積 c s S A 2 m 4 4 干燥裝置的設計干燥裝置的設計 4 1 太陽能干燥器的基本類型 我國各地試驗的各種太陽能干燥裝置有多種形式 大體上可分為 溫室型 集熱器型 集熱器與溫室結合型和拋物面聚光型等 溫室型太陽能干燥器 干燥器的結構與栽培農作物的溫室相似 溫室即為干 燥室 待干物料置于溫室內 直接吸收太陽輻射 溫室內的空氣被加熱升溫 物料脫去水分 達到干燥的目的 溫室型干燥器一般都設有排風裝置 排去含 濕量大的空氣 加快物料的干燥周期 這種干燥器結構簡單 造價低廉 溫室 型干燥器如果通風不好 將直接影響干燥效果 集熱器型太陽能干燥器 由太陽能空氣集熱器與干燥室組合而成的干燥裝置 這種干燥器利用集熱器把空氣加熱 然后通入干燥室 物料在干燥室內實現對 流熱量交換過程 達到干燥的目的 干燥器一般設計為主動式 用風機鼓風以 增強對流換熱效果 這種干燥器適合不能受陽光直接曝曬的物料干燥 如牧草 干燥室空氣集熱器 鹿茸 啤酒花 切片黃蔑 木材 橡膠等 集熱器 溫室型太陽能干燥裝置 物料一方面直接吸收透過玻璃蓋層的太陽 輻射 另一方面又受到來自空氣集熱器的熱風沖刷 以輻射和對流換熱方式加 熱物料 適用于干燥那些含水率較高 要求干燥溫度較高的物料 聚光型太陽能干燥器 一般的聚光型太陽能干燥器屬于中溫干燥 可提供 80 120 的干燥溫度 類似于普通的聚光集熱器 由聚光鏡 集熱吸收管等組 成 干燥速度快但結構復雜 造價較高 牧草含水率較高 適宜干燥溫度為40一70 所以此實驗我們選擇集熱器 一溫室型干燥裝置 此處省略 NN NNN NNNN NNNN NNNNN NNNNNN 字 烘干顆粒狀的物料 可以在每層不銹鋼管上放上篩板托盤 在托盤上盛放 物料進行烘干 載料車裝好物料后 將車推到進料口處 使車輪的走向與導軌 方向一致 用頂升車將載料車升起送入換熱裝置內 使車輪置入導軌中 載料 車即可在換熱裝置內前后移動 1 方管骨架 2 不銹鋼管 3 篩板托盤 4 滾輪 單位 mm 圖4 2 載料車構造簡圖 4 7 烘干工藝流程 混聯式太陽能苜蓿烘干機可以烘干散粒狀 穗狀 條狀 片狀等物料 20 烘干穗狀物料時可以采取逆流洞道式烘干方式 載料車備有多輛 裝載物料后 送入換熱裝置 置于軌道上 可以沿軌道方向移動 烘干開始后 通過調節離 心式鼓風機轉速 配風口 百葉窗等選擇合適烘干的條件 經過一段時間就從 出料口倒出一輛載料車 再從進料口進入置于其他載料車后面 如此循環可以 保證每輛車上物料都得到充分烘干 廂式烘干主要用于烘干散粒狀 條狀等物 料 物料置于載料車的篩板托盤上 送入換熱裝置后不必倒車 直至烘干 5 5 結論結論 此太陽能苜蓿干燥裝置通過苜蓿烘干試驗表明 可以滿足包括苜蓿等牧草 在內的多種農產品的烘干要求 縮短干燥時間66 7 提高了產品的商品價值 基本滿足設計要求 設備耗能32 kJ d 每個干燥周期耗能480 kJ 但仍需進行 進一步優化 需要解決太陽能集熱器除塵 余熱利用等問題 參考文獻參考文獻 1 馬濤 侯旭杰 李涌泉 微波真空技術在無核葡萄干制中應用的研究 J 食品科學 1999 9 46 48 2 侯旭杰 張賓 熱衣木江 等 無核葡萄干護色保綠技術試驗 J 塔里木農墾大學 學報 2000 12 1 9 12 Hou Xujie Zhang Bin Reyimujian et al Technological Experiment in Keeping Seedless Raisin Gree J Journal of Tarim University of Agricultural Reclamation 2000 12 1 9 12 in Chinese with English abstract 3 繆仁杰 李淑蘭 太陽能利用現狀與發展前景 J 應用能源技術 2007 5 28 33 Liao Renjie Li Shulan Actuality and prospect of solarEnergy s Application J Applied Energy Technology 2007 5 28 33 in Chinese with English abstract 4 陸維德 太陽能利用技術發展趨勢評述 J 世界科技研究與發展 2007 29 1 95 99 Lu Weide The development trend of solar utilization technology J World Science Technology Research and Developmen2007 29 1 95 99 in Chinese with Englishabstract 5 孫玉芳 李景明 劉耕 等 國內外可再生能源產業政策比較分析 J 農業工程學報 2006 22 1 47 Sun Yufang LiJingming Liu Gen et al Comparative analysis on renewable energy development policies in China and other countries J Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering 2006 22 1 47 in Chinese with English abstract 6 許彩霞 張壁光 常建民 等 太陽能 熱泵聯合干燥技術的研究現狀 J 木材加工 機械 2005 5 36 39 Xu Caixia Zhang Biguang Chang Jianmin et al Current state of studies on the technology of combined drying for solar and heat pump J Wood Process Equipment 2005 5 36 39 in Chinese with English abstract 7 房志學 張坤 董季 穿流烘干機的設計與應用 J 糧油加工 2006 11 75 76 8 劉森元 李立敦 太陽能干燥利用研究及其在工農業生產中的應用 J 新能源 張建國 2000 22 1 9 太陽能干燥器發展綜述 J 新能源 1999 21 7 10 王寶和 王喜中 太陽能干燥 J 南京林業大學學報 21 增刊 11 李立敦 劉森元 國外大型太陽能干燥器的現狀 J 新能源 1989 5 12 左藤純一著 廖國成譯 石豪校 太陽能在農產品干燥中的應用 J 新能源 1990 8 13 李戮洪 我國太陽能干燥的研究與應用 J 太陽能學報 特刊 1999 14 M A Zaman等著 李蔬芬摘譯 陸一校 稻谷的薄層太陽能干燥 J 新能源 1990 7 15 劉森元 李宗楠 李立敦 我國幾個典型的太陽能干燥器 J 新能源 1986 6 16 徐培富 國內太陽能熱利用簡況 J 能源工程 2002 1 17 劉森元 太陽能干燥在工農業生產中的應用 J 新能源 1990 12 5 18 宗楠 劉森元 我國太陽能干燥的現狀與展望 J 新能源 1982 2 19 劉硯剛 宋建峰 利用太陽能干燥絲綿 J 太陽能 1984 3 12 20 李洪斌 李志民等 農副產品太陽能干燥技術的研究和發展 J 云南師范利用太陽能干 燥鮮花的實驗研究大學學報 2004 24 l 21 李孟銘譯 利用太陽能干燥甘草 J 新能源 1986 7 22 袁旭東等 V型太陽能空氣集熱器熱過程的數值模擬 J 華中科技大學學報 2001 29 10 23 段欣然 黃三彌 樊竹君 梅元貴 新型太陽能干燥裝置的實驗研究 太陽能 24 宋凱 徐鴻 高含濕低強度太陽能對流干燥過程的傳熱傳質特征 J 太原理工大學學報 2001 32 4 25 明候光良主編 中國農業氣候資源 第一版 M 北京 中國人民大學出版社 1993 21 喜文華主編 太陽能實用工程技術 第一版 J 蘭州 蘭州大學出版社 2001 26 梁溥森 太陽能干燥知識講座 J 太陽能 1984 3 27 郭廷瑋 劉鑒民 M Dgaoneet 太陽能的利用 M 第二版 北京 科學技術文獻出版社 1987 28 項立成等 太陽能的熱利用 M 宇航出版社 致謝致謝 本課題太陽能苜蓿干燥裝置設計方案是在導師郭玉明教授和李紅波老師悉 心指導下完成的 導師在課題的選題 結構的設計以及論文的編寫都給于了精 心指導和幫助 導師嚴謹求實的治學態度 謙和質樸的風范 以及對科學執著 追求的敬業精神 將對我以后的工作產生積極的影響 在此 謹向我的導師表 示衷心的感謝 再有要感謝一起學習生活的同學們 與他們的一次次交流使我得以不斷進 步和提高 我能夠專心學習 順利完成學業 與我的父母的培養 鼓勵和支持是分不 開的 在此向他們表示最誠摯的感謝 感謝文中所引用文獻的所有作者們 再次感謝所有關心 支持和幫助過我 的老師 同學和朋友們 以下內容與本文檔無關 以下內容與本文檔無關 以下為贈送文檔 祝你事業有成 財源廣進 身體健康 家庭 和睦 高效能人士的高效能人士的 50 個個習慣習慣 在行在行動動前前設設定目定目標標 有目標未必能夠成功 但沒有目標的肯定不能成功 著名的效率提升大師博 思 崔西説 成功就是目標的達成 其他都是這句話的注釋 現實中那些頂尖的成 功人士不是成功了才設定目標 而是設定了目標才成功 一次做好一件事一次做好一件事著名的 效率提升大師博思 崔西有一個著名的論斷 一次做好一件事的人比同時涉獵多 個領域的人要好得多 富蘭克林將自己一生的成就歸功于對 在一定時期內不遺 余力地做一件事 這一信條的實踐 培養重點思培養重點思維維從重點問題突破 是高效能人 士思考的一項重要習慣 如果一個人沒有重點地思考 就等于無主要目標 做事 的效率必然會十分低下 相反 如果他抓住了主要矛盾 解決問題就變得容易多 了 發現問題發現問題關關鍵鍵在許多領導者看來 高效能人士應當具備的最重要的能力就是 發現問題關鍵能力 因為這是通向問題解決的必經之路 正如微軟總裁兼首席軟 件設計師比爾 蓋茨所説 通向最高管理層的最迅捷的途徑 是主動承擔別人都 不愿意接手的工作 并在其中展示你出眾的創造力和解決問題的能力 把把問題問題想想 透透徹徹把問題想透徹 是一種很好的思維品質 只要把問題想透徹了 才能找到問 題到底是什么 才能找到解決問題最有效的手段 不找借口不找借口美國成功學家格蘭特 納說過這樣的話 如果你有為自己系鞋帶的能力 你就有上天摘星星的機會 一個人對待生活和工作是否負責是決定他能否成功的關鍵 一名高效能人士不 會到處為自己找借口 開脫責任 相反 無倫出現什么情況 他都會自覺主動地將 自己的任務執行到底 要事第一要事第一創設遍及全美的事務公司的亨瑞 杜哈提說 不 論他出多小錢的薪水 都不可能找到一個具有兩種能力的人 這兩種能力是 第 一 能思想 第二 能按事情的重要程度來做事 因此 在工作中 如果我們不能 選擇正確的事情去做 那么唯一正確的事情就是停止手頭上的事情 直到發現正 確的事情為止 運用運用 20 80 法法則則二八法則向人們揭示了這樣一個真理 即投入與 產出 努力與收獲 原因和結果之間 普遍存在著不平衡關系 小部分的努力 可 以獲得大的收獲 起關鍵作用的小部分 通常就能主宰整個組織的產出 盈虧和 成敗 合理利用零碎合理利用零碎時間時間所謂零碎時間 是指不構成連續的時間或一個事務與另 一事務銜接時的空余時間 這樣的時間往往被人們毫不在乎地忽略過去 零碎時 間雖短 但倘若一日 一月 一年地不斷積累起來 其總和將是相當可觀的 凡事 在事業上有所成就的人 幾乎都是能有效地利用零碎時間的人 習慣習慣 10 廢廢除拖除拖 延延對于一名高效能人士來説 拖延是最具破壞性的 它是一種最危險的惡習 它 使人喪失進取心 一旦開始遇事推托 就很容易再次拖延 直到變成一種根深崹 蒂固的習慣 習慣習慣 11 向 向競競爭爭對對手學手學習習一位知名的企業家曾經說過 對手是一面 鏡子 可以照見自己的缺陷 如果沒有了對手 缺陷也不會自動消失 對手 可以 讓你時刻提醒自己 沒有最好的 只有更好 習慣習慣 12 善于借助他人力量 善于借助他人力量年輕人 要成就一番事業 養成良好的合作習慣是不可少的 尤其是在現代職場中 靠個 人單打獨斗的時代已經過去了 只有同別人展開良好的合作 才會使你的事業更 加順風順水 如果你要成為一名高效能的職場人士 就應當養成善于借助他人力 量的好習慣 習慣習慣 13 換換位思考位思考在人際的相處和溝通里 換位思考 扮演著相當重 要的角色 用 換位思考 指導人的交往 就是讓我們能夠站在他人的立場上 設 身處地理解他人的情緒 感同身受地明白及體會身邊人的處境及感受 并且盡可 能地回應其需要 樹樹立立團隊團隊精神精神一個真正的高效能人士 是不會依仗自己業務能 力比別人更優秀而傲慢地拒絕合作 或者合作時不積極 傾向于一個人孤軍奮戰 他明白在一個企業中 只有團隊成功 個人才能成功 善于休息善于休息休息可以使一個 人的大腦恢復活力 提高一個人的工作效能 身處激烈的競爭之中 每一個人如上 緊發條的鐘表 因此 一名高效能人士應當注意工作中的調節與休息 這不但于自 己健康有益 對事業也是大有好處的 及及時時改正改正錯誤錯誤一名高效能人士要善于從批 評中找到進步的動力 批評通常分為兩類 有價值的評價或是無理的責難 不管怎 樣 坦然面對批評 并且從中找尋有價值 可參考的成分 進而學習 改進 你將獲 得意想不到的成功 責責任重于一切任重于一切著名管理大師德魯克認為 責任是一名高效能 工作者的工作宣言 在這份工作宣言里 你首先表明的是你的工作態度 你要以高 度的責任感對待你的工作 不懈怠你的工作 對于工作中出現的問題能敢于承擔 這是保證你的任務能夠有效完成的基本條件 不斷學不斷學習習一個人 如果每天都能提 高 1 就沒有什么能阻擋他抵達成功 成功與失敗的距離其實并不遙遠 很多時候 它們之間的區別就在于你是否每天都在提高你自己 如果你不堅持每天進步 1 的話 你就不可能成為一名高效能人士 讓讓工作工作變變得得簡單簡單簡單一些 不是要你把事 情推給別人或是逃避責任 而是當你焦點集中很清楚自己該做那些事情時 自然就 能花更小的力氣 得到更好的結果 重在重在執執行行執行力是決定一個企業成敗的關鍵 同時也是衡量一個人做事是否高效的重要標準 只做適合自己的事只做適合自己的事找到合適自己 的事 并積極地發揮專長 成為行業的能手 是高效能人士應當努力追求的一個目 標 把握關把握關鍵細節鍵細節精細化管理時代已經到來 一個人要成為一名高效能人士 必須 養成重視細節的習慣 做好小事情既是一種認真的工作態度 也是一種科學的工作 精神 一個連小事都做不好的人 絕不可能成為一名高效能人士 不不為為小事困小事困擾擾我 們通常都能夠面對生活中出現的危機 但卻常常被一些小事搞得垂頭喪氣 整天心 情不快 精神憂悶緊張 一名高效能人士應當及時擺脫小事困擾 積極地面對工作 和生活 專專注目注目標標美國明尼蘇達礦業制造公司 3M 的口號是 寫出兩個以上的目 標就等于沒有目標 這句話不僅適用于公司經營 對個人工作也有指導作用 有效有效 溝通溝通人與人之間的交往需要溝通 在公司 無論是員工于員工員工于上司員工與客 戶之間都需要溝通 良好的溝通能力是工作中不可缺小的 一個高效能人士絕不會 是一個性格孤僻的人 相反他應當是一個能設身處地為別人著想充分理解對方能 夠與他人進行桌有成效的溝通的人 及及時時化解人化解人際際關系矛盾關系矛盾與人際交往是一種 藝術 如果你曾為辦公室人際關系的難題而苦惱 無法忍受主管的反復無常 看不 慣主管的假公濟私 那么你要嘗試學習如何與不同的人相處 提高自己化解人際矛 盾的能力 積積極極傾傾聽聽西方有句諺語說 上帝給我們兩只耳朵 卻只給了一張嘴巴 其用意也是要我們小説多聽 善于傾聽 是一個高效能人士的一項最基本的素 質 保持身體健康保持身體健康充沛的體力和精力是成就偉大事業的先決條件 保持身體健康 遠離亞健康是每一名高效能人士必須遵守的鐵律 杜杜絕絕壞的生活壞的生活習慣習慣習慣有好 有壞 好的習慣是你的朋友 他會幫助你成功 一位