一種青豆種子的乾燥工藝的製作方法

2023-09-23 12:36:40

一種青豆種子的乾燥工藝的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種青豆種子的乾燥工藝，採用帶輔助冷凝器的封閉式蒸汽壓縮式熱泵乾燥設備進行青豆種子的乾燥，包括以下步驟：輸入青豆種子的最初含水率和目標含水率；根據最初含水率及目標含水率的數值及兩者差值設定乾燥的循環次數；設定工藝條件，如含水率、乾燥溫度、表現風速、連續乾燥時間、緩蘇乾燥時間等；連續乾燥階段完成後，壓縮機停機，進入緩蘇乾燥階段，通過乾燥箱內的種子樣品稱重系統實時監控青豆種子的含水率，根據當前青豆種子含水率與目標含水率的差值，調整緩蘇乾燥時間，直到種子含水率達到目標值，則停止緩蘇乾燥，結束青豆種子的乾燥過程。本發明工藝具有環保、低耗、自動化程度高、適用範圍廣、乾燥品質優的特點。
【專利說明】—種青豆種子的乾燥工藝【技術領域】
[0001]本發明涉及一種農作物種子的乾燥工藝，尤其涉及一種青豆種子的乾燥工藝。
【背景技術】
[0002]青豆是豆科植物，可分為青皮黃仁大豆和青皮青仁大豆，青豆最早產於中國，種植地域主要分布在東北、華北、陝西、四川及長江下遊等地區。青豆富含蛋白質、可食用糖類、膳食纖維、異黃酮和防癌保健成分，與黃豆相比，青豆具有高糖、低脂的特點。青豆種子除作為農業生產的種子外，還可以作為蔬菜或其它食品的輔料或作為原料生產豆奶粉、休閒食品等。適時收穫的青豆種子含水率高於安全水分，只有採取適當的乾燥工藝脫水才能有效保證其品質，而對於青豆種子，對影響發芽率的乾燥工藝更加嚴格。雖然現存多種形式的乾燥機可對青豆種子進行乾燥，但考慮到作為種子的青豆要具有高發芽率及乾燥過程工藝控制的難易程度、乾燥的能耗等因素，必須採用一種適當的乾燥技術對青豆種子進行乾燥處理。

【發明內容】

[0003]針對上述現有技術，本發明提供一種青豆種子的乾燥工藝，採用熱泵乾燥技術，整個工藝過程中包括了對種子的加熱、恆溫乾燥、緩蘇乾燥過程，在整個過程中隨時監控青豆種子的當前含水率(即此刻監控到的含水率)，調整工藝條件實現複雜、精確的乾燥過程，極大限度地保留了乾燥物料的活力、發芽率、顏色和表觀質量等。本發明工藝具有環保、低耗、自動化程度高、適用範圍廣、乾燥品質優的特點。[0004]為了解決上述技術問題，本發明一種青豆種子的乾燥工藝，採用帶輔助冷凝器的封閉式蒸汽壓縮式熱泵乾燥設備，包括以下步驟:
[0005]步驟一、開機後，通過人機對話界面輸入預乾燥的青豆種子的最初含水率和目標含水率；
[0006]步驟二、設定乾燥的循環次數:根據青豆種子最初含水率和目標含水率，確定青豆種子乾燥處理的循環次數，若青豆種子最初含水率和目標含水率的差值大於15%或者青豆種子目標含水率小於8%，則選擇2~3次的乾燥處理，否則，進行一次乾燥處理；
[0007]步驟三、設定乾燥的工藝條件:當青豆種子的初始含水率為10%~27%，乾燥溫度為28°C~40°C，表現風速為0.9~L 5m/s，連續乾燥時間為0.5~3.5h，緩蘇時間為
0.5h~4h，且緩蘇乾燥時間與連續乾燥時間之比為I~7:1 ;
[0008]步驟四:連續乾燥階段完成後，控制熱泵乾燥設備的壓縮機停機，製冷劑循環終止，從而進入緩蘇乾燥階段，在緩蘇乾燥階段中通過熱泵乾燥設備內置的種子樣品稱重系統實時監控青豆種子的當前含水率，根據青豆種子當前含水率與目標含水率的差值，調整緩蘇乾燥時間，若青豆種子的當前含水率未達到目標含水率，則繼續進行緩蘇乾燥；若青豆種子的當前含水率達到目標含水率，則停止緩蘇乾燥，結束青豆種子的乾燥過程。
[0009]進一步講，步驟三中:[0010]當青豆種子的初始含水率為25?30%d.b.時，設定乾燥溫度為38.5?40°C，表現風速為1.5m/s，連續乾燥時間為210min，緩蘇乾燥時間為240min ；
[0011]當青豆種子的初始含水率為21?25%d.b.時，設定乾燥溫度為36?38.5°C，表現風速為1.36m/s，連續乾燥時間為168min，緩蘇乾燥時間為152min ；
[0012]當青豆種子的初始含水率為17?21%d.b.時，設定乾燥溫度為31?36°C，表現風速為1.2m/s，連續乾燥時間為120min，緩蘇乾燥時間為220min ；
[0013]當青豆種子的初始含水率為12?17%d.b.時，設定乾燥溫度為29?30°C，表現風速為0.96m/s，連續乾燥時間為47min，緩蘇乾燥時間為240min ；
[0014]當青豆種子的初始含水率為8?12%d.b.時，設定乾燥溫度為28°C，表現風速為
0.9m/s，連續乾燥時間為30min，緩蘇乾燥時間為210min。
[0015]與現有技術相比，本發明的有益效果是:
[0016]本發明提出的一種青豆種子連續和緩蘇最佳乾燥工藝，是一種把連續乾燥和緩蘇乾燥有機結合的乾燥工藝，既可以通過一次連續和緩蘇乾燥達到最佳乾燥最佳效果，也可以根據含水率的變化規律實現若干次連續和緩蘇乾燥過程，乾燥的循環次數和乾燥工藝過程參數均可根據青豆種子的初始乾燥率自動設定，程序化控制完成連整個乾燥過程。並具有無汙染、能耗低、易於實現自動控制和乾燥品質優的特點。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1是本發明一種青豆種子的乾燥工藝流程圖；
[0018]圖2是本發明青豆種子乾燥工藝所用設備原理圖；
[0019]圖中:11-壓縮機，12-冷凝器，13-節流閥，14-蒸發器，15-輔助冷凝器，16-乾燥器。
【具體實施方式】
[0020]實現本發明青豆種子乾燥工藝的設備可以採用現有技術中帶輔助冷凝器的封閉式蒸汽壓縮式熱泵乾燥設備，其結構如圖2所示，該熱泵乾燥設備包括乾燥箱，所述乾燥箱中設有壓縮機11、冷凝器12、節流閥13、蒸發器14、輔助冷凝器15和乾燥器16。由管路自壓縮機11依次連接冷凝器12、節流閥13和蒸發器14後返回壓縮機11，如圖1所示，形成了 1-2-3-4-1迴路；所述輔助冷凝器15與冷凝器12並聯地連接在所述壓縮機11和節流閥13之間，從而形成了如圖1所示的1-2-8-9-3-4-1迴路，所述管路中充滿製冷劑，上述兩個迴路構成了熱泵子系統，升溫過程，製冷劑在迴路中沿1-2-3-4-1形成制熱循環，當超過設定溫度上限時進入降溫過程，此時製冷劑在迴路中沿1-2-8-9-3-4-1形成製冷循環，當低於設定溫度下限時，又轉為升溫過程。所述乾燥器16與蒸發器14和冷凝器12組成封閉的迴路，從而形成乾燥子系統，作為乾燥介質的空氣沿如圖1中所示的5-6-7-5循環，空氣與冷凝器12換熱後，進入乾燥箱將熱量傳遞給物料，水分經蒸發器14除溼後排出機外，低溫低溼的空氣再次經過冷凝器12加熱後完成一個循環。將上述熱泵子系統和乾燥子系統有機組合形成聯合逆循環系統。
[0021]本發明乾燥工藝主要包括三部分即加熱、恆溫乾燥和緩蘇乾燥，通過帶輔助冷凝器的封閉式蒸汽壓縮式熱泵乾燥設備的自動控制系統的上位機組態軟體和下位機可編程控制器(PLC)，依據入機青豆種子含水率的不同，合理地控制乾燥過程的乾燥溫度、風速、乾燥時間和緩蘇時間，形成最佳的乾燥工藝。具體講，本發明採用帶輔助冷凝器的封閉式蒸汽壓縮式熱泵乾燥設備進行青豆種子的乾燥，如圖1所示，包括以下步驟:
[0022]步驟一、開機後，通過人機對話界面輸入預乾燥的青豆種子的最初含水率和目標含水率；
[0023]步驟二、設定乾燥的循環次數:乾燥工藝包括一次或若干次連續和緩蘇乾燥過程，以便實現種子乾燥過程種子活力最高，乾燥後品質最佳的目標。因此，根據青豆種子最初含水率和目標含水率，確定青豆種子乾燥處理的循環次數，若青豆種子最初含水率和目標含水率的差值大於15%或者青豆種子目標含水率小於8%，則選擇2~3次的乾燥處理，否則，進行一次乾燥處理；
[0024]步驟三、青豆種子屬於高蛋白、高可食用糖的蛋白類物料，由於含糖量高，因此在乾燥過程中應該嚴格控制乾燥溫度，尤其是在不同含水率時，乾燥溫度應低於其玻璃化轉變溫度，才能有效保證種子活力、抗氧化系統酶活性和種子發芽率。本發明乾燥工藝中所設定的工藝條件是:當青豆種子的初始含水率為10%~27%，乾燥溫度為28°C~40°C，表現風速為0.9~1.5m/s，連續乾燥時間為0.5~3.5h，緩蘇時間為0.5h~4h，且緩蘇乾燥時間與連續乾燥時間之比為 I~7:1 ;
[0025]步驟四、連續乾燥階段完成後，控制熱泵乾燥設備的壓縮機停機，製冷劑循環終止，從而進入緩蘇乾燥階段，在緩蘇乾燥階段中通過熱泵乾燥設備內置的種子樣品稱重系統實時監控青豆種子的含水率，根據當前青豆種子含水率與目標含水率的差值，調整緩蘇乾燥時間，若當前青豆種子含水率未達到目標含水率，則繼續進行緩蘇乾燥；若青豆種子最初含水率和目標含水率的差值大於15%或者青豆種子目標含水率小於8%，選擇多次乾燥處理，則重複本步驟中的前面過程，實現不同階段的連續加熱和緩蘇乾燥過程；若當前青豆種子含水率達到目標含水率，則停止緩蘇乾燥，結束青豆種子的乾燥過程。
[0026]表1給出了幾組常用含水率青豆種子所對應的工藝參數，表1中實施例例對應的乾燥的循環次數均為I。
[0027]表1含水率和乾燥工藝參數對照表
[0028]
~實施例~^含水率~風速(m/s) ~溫度。C~ 乾燥時間 ~緩蘇時間~
(%d.b.)(min)(min)
127.42.1.540210240
223.511.3637.2168152
319.001.234120220
415.340.9629.147240
510.580.92830210
[0029]上述5個實施例的緩蘇比(緩蘇乾燥時間與連續乾燥時間之比)如下:
[0030]實施例1，實際緩蘇時間為235min，緩蘇比為:1.1:1 ;
[0031]實施例2，實際緩蘇時間為171min，緩蘇比為:1:1 ;[0032]實施例3，實際緩蘇時間為225min，緩蘇比為1.875:1 ；
[0033]實施例4，實際緩蘇時間為230min，緩蘇比為:4.9:1 ；
[0034]實施例5，實際緩蘇時間為210min，緩蘇比為:7:1。
[0035]綜上，本發明乾燥工藝中緩蘇乾燥時間與連續乾燥時間之比為I?7:1。
[0036]儘管上面結合圖對本發明進行了描述，但是本發明並不局限於上述的【具體實施方式】，上述的【具體實施方式】僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發明的啟示下，在不脫離本發明宗旨的情況下，還可以作出很多變形，這些均屬於本發明的保護之內。
【權利要求】
1.一種青豆種子的乾燥工藝，其特徵在於，採用帶輔助冷凝器的封閉式蒸汽壓縮式熱泵乾燥設備，包括以下步驟: 步驟一、開機後，通過人機對話界面輸入預乾燥的青豆種子的最初含水率和目標含水率； 步驟二、設定乾燥的循環次數:根據青豆種子最初含水率和目標含水率，確定青豆種子乾燥處理的循環次數，若青豆種子最初含水率和目標含水率的差值大於15%或者青豆種子目標含水率小於8%，則選擇2?3次的乾燥處理，否則，進行一次乾燥處理； 步驟三、設定乾燥的工藝條件:當青豆種子的初始含水率為10%?27%，乾燥溫度為28°C?40°C，表現風速為0.9?L 5m/s，連續乾燥時間為0.5?3.5h，緩蘇時間為0.5h?4h，且緩蘇乾燥時間與連續乾燥時間之比為I?7:1 ; 步驟四:連續乾燥階段完成後，控制熱泵乾燥設備的壓縮機停機，製冷劑循環終止，從而進入緩蘇乾燥階段，在緩蘇乾燥階段中通過熱泵乾燥設備內置的種子樣品稱重系統實時監控青豆種子的當前含水率，根據青豆種子當前含水率與目標含水率的差值，調整緩蘇乾燥時間，若青豆種子的當前含水率未達到目標含水率，則繼續進行緩蘇乾燥；若青豆種子的當前含水率達到目標含水率，則停止緩蘇乾燥，結束青豆種子的乾燥過程。
2.根據權利要求1所述青豆種子的乾燥工藝，步驟三中，當青豆種子的初始含水率為25?30%d.b.時，設定乾燥溫度為38.5?40°C，表現風速為1.5m/s，連續乾燥時間為210min,緩蘇乾燥時間為240min。
3.根據權利要求1所述青豆種子的乾燥工藝，步驟三中，當青豆種子的初始含水率為21?25%d.b.時，設定乾燥溫度為36?38.5°C，表現風速為1.36m/s，連續乾燥時間為168min,緩蘇乾燥時間為152min。
4.根據權利要求1所述青豆種子的乾燥工藝，其中，當青豆種子的初始含水率為17?21%d.b.時，設定乾燥溫度為31?36°C，表現風速為1.2m/s，連續乾燥時間為120min，緩蘇乾燥時間為220min。
5.根據權利要求1所述青豆種子的乾燥工藝，其中，當青豆種子的初始含水率為12?17%d.b.時，設定乾燥溫度為29?30°C，表現風速為0.96m/s，連續乾燥時間為47min，緩蘇乾燥時間為240min。
6.根據權利要求1所述青豆種子的乾燥工藝，其中，當青豆種子的初始含水率為8?12%d.b.時，設定乾燥溫度為28°C，表現風速為0.9m/s，連續乾燥時間為30min，緩蘇乾燥時間為 2IOmin。
【文檔編號】F26B25/22GK103727777SQ201310648681
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月3日 優先權日:2013年12月3日
【發明者】楊昭, 朱恩龍, 朱宗升 申請人:天津大學