CN103727777B - 一种青豆种子的干燥工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种青豆种子的干燥工艺，采用带辅助冷凝器的封闭式蒸汽压缩式热泵干燥设备进行青豆种子的干燥，包括以下步骤：输入青豆种子的最初含水率和目标含水率；根据最初含水率及目标含水率的数值及两者差值设定干燥的循环次数；设定工艺条件，如含水率、干燥温度、表现风速、连续干燥时间、缓苏干燥时间等；连续干燥阶段完成后，压缩机停机，进入缓苏干燥阶段，通过干燥箱内的种子样品称重系统实时监控青豆种子的含水率，根据当前青豆种子含水率与目标含水率的差值，调整缓苏干燥时间，直到种子含水率达到目标值，则停止缓苏干燥，结束青豆种子的干燥过程。本发明工艺具有环保、低耗、自动化程度高、适用范围广、干燥品质优的特点。

Description

一种青豆种子的干燥工艺

技术领域

本发明涉及一种农作物种子的干燥工艺，尤其涉及一种青豆种子的干燥工艺。

背景技术

青豆是豆科植物，可分为青皮黄仁大豆和青皮青仁大豆，青豆最早产于中国，种植地域主要分布在东北、华北、陕西、四川及长江下游等地区。青豆富含蛋白质、可食用糖类、膳食纤维、异黄酮和防癌保健成分，与黄豆相比，青豆具有高糖、低脂的特点。青豆种子除作为农业生产的种子外，还可以作为蔬菜或其它食品的辅料或作为原料生产豆奶粉、休闲食品等。适时收获的青豆种子含水率高于安全水分，只有采取适当的干燥工艺脱水才能有效保证其品质，而对于青豆种子，对影响发芽率的干燥工艺更加严格。虽然现存多种形式的干燥机可对青豆种子进行干燥，但考虑到作为种子的青豆要具有高发芽率及干燥过程工艺控制的难易程度、干燥的能耗等因素，必须采用一种适当的干燥技术对青豆种子进行干燥处理。

发明内容

针对上述现有技术，本发明提供一种青豆种子的干燥工艺，采用热泵干燥技术，整个工艺过程中包括了对种子的加热、恒温干燥、缓苏干燥过程，在整个过程中随时监控青豆种子的当前含水率（即此刻监控到的含水率），调整工艺条件实现复杂、精确的干燥过程，极大限度地保留了干燥物料的活力、发芽率、颜色和表观质量等。本发明工艺具有环保、低耗、自动化程度高、适用范围广、干燥品质优的特点。

为了解决上述技术问题，本发明一种青豆种子的干燥工艺，采用带辅助冷凝器的封闭式蒸汽压缩式热泵干燥设备，包括以下步骤：

步骤一、开机后，通过人机对话界面输入预干燥的青豆种子的最初含水率和目标含水率；

步骤二、设定干燥的循环次数：根据青豆种子最初含水率和目标含水率，确定青豆种子干燥处理的循环次数，若青豆种子最初含水率和目标含水率的差值大于15%或者青豆种子目标含水率小于8%，则选择2～3次的干燥处理，否则，进行一次干燥处理；

步骤三、设定干燥的工艺条件：当青豆种子的初始含水率为10%～27%，干燥温度为28℃～40℃，表现风速为0.9～1.5m/s，连续干燥时间为0.5～3.5h，缓苏时间为0.5h～4h，且缓苏干燥时间与连续干燥时间之比为1～7:1；

步骤四：连续干燥阶段完成后，控制热泵干燥设备的压缩机停机，制冷剂循环终止，从而进入缓苏干燥阶段，在缓苏干燥阶段中通过热泵干燥设备内置的种子样品称重系统实时监控青豆种子的当前含水率，根据青豆种子当前含水率与目标含水率的差值，调整缓苏干燥时间，若青豆种子的当前含水率未达到目标含水率，则继续进行缓苏干燥；若青豆种子的当前含水率达到目标含水率，则停止缓苏干燥，结束青豆种子的干燥过程。

进一步讲，步骤三中：

当青豆种子的初始含水率为25～30%d.b.时，设定干燥温度为38.5～40℃，表现风速为1.5m/s，连续干燥时间为210min，缓苏干燥时间为240min；

当青豆种子的初始含水率为21～25%d.b.时，设定干燥温度为36～38.5℃，表现风速为1.36m/s，连续干燥时间为168min，缓苏干燥时间为152min；

当青豆种子的初始含水率为17～21%d.b.时，设定干燥温度为31～36℃，表现风速为1.2m/s，连续干燥时间为120min，缓苏干燥时间为220min；

当青豆种子的初始含水率为12～17%d.b.时，设定干燥温度为29～30℃，表现风速为0.96m/s，连续干燥时间为47min，缓苏干燥时间为240min；

当青豆种子的初始含水率为8～12%d.b.时，设定干燥温度为28℃，表现风速为0.9m/s，连续干燥时间为30min，缓苏干燥时间为210min。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出的一种青豆种子连续和缓苏最佳干燥工艺，是一种把连续干燥和缓苏干燥有机结合的干燥工艺，既可以通过一次连续和缓苏干燥达到最佳干燥最佳效果，也可以根据含水率的变化规律实现若干次连续和缓苏干燥过程，干燥的循环次数和干燥工艺过程参数均可根据青豆种子的初始干燥率自动设定，程序化控制完成连整个干燥过程。并具有无污染、能耗低、易于实现自动控制和干燥品质优的特点。

附图说明

图1是本发明一种青豆种子的干燥工艺流程图；

图2是本发明青豆种子干燥工艺所用设备原理图；

图中：11-压缩机，12-冷凝器，13-节流阀，14-蒸发器，15-辅助冷凝器，16-干燥器。

具体实施方式

实现本发明青豆种子干燥工艺的设备可以采用现有技术中带辅助冷凝器的封闭式蒸汽压缩式热泵干燥设备，其结构如图2所示，该热泵干燥设备包括干燥箱，所述干燥箱中设有压缩机11、冷凝器12、节流阀13、蒸发器14、辅助冷凝器15和干燥器16。由管路自压缩机11依次连接冷凝器12、节流阀13和蒸发器14后返回压缩机11，如图1所示，形成了1-2-3-4-1回路；所述辅助冷凝器15与冷凝器12并联地连接在所述压缩机11和节流阀13之间，从而形成了如图1所示的1-2-8-9-3-4-1回路，所述管路中充满制冷剂，上述两个回路构成了热泵子系统，升温过程，制冷剂在回路中沿1-2-3-4-1形成制热循环，当超过设定温度上限时进入降温过程，此时制冷剂在回路中沿1-2-8-9-3-4-1形成制冷循环，当低于设定温度下限时，又转为升温过程。所述干燥器16与蒸发器14和冷凝器12组成封闭的回路，从而形成干燥子系统，作为干燥介质的空气沿如图1中所示的5-6-7-5循环，空气与冷凝器12换热后，进入干燥箱将热量传递给物料，水分经蒸发器14除湿后排出机外，低温低湿的空气再次经过冷凝器12加热后完成一个循环。将上述热泵子系统和干燥子系统有机组合形成联合逆循环系统。

本发明干燥工艺主要包括三部分即加热、恒温干燥和缓苏干燥，通过带辅助冷凝器的封闭式蒸汽压缩式热泵干燥设备的自动控制系统的上位机组态软件和下位机可编程控制器（PLC），依据入机青豆种子含水率的不同，合理地控制干燥过程的干燥温度、风速、干燥时间和缓苏时间，形成最佳的干燥工艺。具体讲，本发明采用带辅助冷凝器的封闭式蒸汽压缩式热泵干燥设备进行青豆种子的干燥，如图1所示，包括以下步骤：

步骤一、开机后，通过人机对话界面输入预干燥的青豆种子的最初含水率和目标含水率；

步骤二、设定干燥的循环次数：干燥工艺包括一次或若干次连续和缓苏干燥过程，以便实现种子干燥过程种子活力最高，干燥后品质最佳的目标。因此，根据青豆种子最初含水率和目标含水率，确定青豆种子干燥处理的循环次数，若青豆种子最初含水率和目标含水率的差值大于15%或者青豆种子目标含水率小于8%，则选择2～3次的干燥处理，否则，进行一次干燥处理；

步骤三、青豆种子属于高蛋白、高可食用糖的蛋白类物料，由于含糖量高，因此在干燥过程中应该严格控制干燥温度，尤其是在不同含水率时，干燥温度应低于其玻璃化转变温度，才能有效保证种子活力、抗氧化系统酶活性和种子发芽率。本发明干燥工艺中所设定的工艺条件是：当青豆种子的初始含水率为10%～27%，干燥温度为28℃～40℃，表现风速为0.9～1.5m/s，连续干燥时间为0.5～3.5h，缓苏时间为0.5h～4h，且缓苏干燥时间与连续干燥时间之比为1～7:1；

步骤四、连续干燥阶段完成后，控制热泵干燥设备的压缩机停机，制冷剂循环终止，从而进入缓苏干燥阶段，在缓苏干燥阶段中通过热泵干燥设备内置的种子样品称重系统实时监控青豆种子的含水率，根据当前青豆种子含水率与目标含水率的差值，调整缓苏干燥时间，若当前青豆种子含水率未达到目标含水率，则继续进行缓苏干燥；若青豆种子最初含水率和目标含水率的差值大于15%或者青豆种子目标含水率小于8%，选择多次干燥处理，则重复本步骤中的前面过程，实现不同阶段的连续加热和缓苏干燥过程；若当前青豆种子含水率达到目标含水率，则停止缓苏干燥，结束青豆种子的干燥过程。

表1给出了几组常用含水率青豆种子所对应的工艺参数，表1中实施例例对应的干燥的循环次数均为1。

表1含水率和干燥工艺参数对照表

上述5个实施例的缓苏比（缓苏干燥时间与连续干燥时间之比）如下：

实施例1，实际缓苏时间为235min，缓苏比为：1.1:1；

实施例2，实际缓苏时间为171min，缓苏比为：1:1；

实施例3，实际缓苏时间为225min，缓苏比为1.875:1；

实施例4，实际缓苏时间为230min，缓苏比为：4.9:1；

实施例5，实际缓苏时间为210min，缓苏比为：7:1。

综上，本发明干燥工艺中缓苏干燥时间与连续干燥时间之比为1～7:1。

尽管上面结合图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以作出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (4)

1.一种青豆种子的干燥工艺，其特征在于，采用带辅助冷凝器的封闭式蒸汽压缩式热泵干燥设备，包括以下步骤：

步骤一、开机后，通过人机对话界面输入预干燥的青豆种子的最初含水率和目标含水率；

步骤二、设定干燥的循环次数：根据青豆种子最初含水率和目标含水率，确定青豆种子干燥处理的循环次数，若青豆种子最初含水率和目标含水率的差值大于15％或者青豆种子目标含水率小于8％，则选择2～3次的干燥处理，否则，进行一次干燥处理；

步骤三、设定干燥的工艺条件：当青豆种子的初始含水率为10％～27％，干燥温度为28℃～40℃，表现风速为0.9～1.5m/s，连续干燥时间为0.5～3.5h，缓苏时间为0.5h～4h，且缓苏干燥时间与连续干燥时间之比为1～7:1；

步骤四：连续干燥阶段完成后，控制热泵干燥设备的压缩机停机，制冷剂循环终止，从而进入缓苏干燥阶段，在缓苏干燥阶段中通过热泵干燥设备内置的种子样品称重系统实时监控青豆种子的当前含水率，根据青豆种子当前含水率与目标含水率的差值，调整缓苏干燥时间，若青豆种子的当前含水率未达到目标含水率，则继续进行缓苏干燥；若青豆种子的当前含水率达到目标含水率，则停止缓苏干燥，结束青豆种子的干燥过程。

2.根据权利要求1所述青豆种子的干燥工艺，其中，当青豆种子的初始含水率为17～21％d.b.时，设定干燥温度为31～36℃，表现风速为1.2m/s，连续干燥时间为120min，缓苏干燥时间为220min。

3.根据权利要求1所述青豆种子的干燥工艺，其中，当青豆种子的初始含水率为12～17％d.b.时，设定干燥温度为29～30℃，表现风速为0.96m/s，连续干燥时间为47min，缓苏干燥时间为240min。

4.根据权利要求1所述青豆种子的干燥工艺，其中，当青豆种子的初始含水率为10.58％d.b.时，设定干燥温度为28℃，表现风速为0.9m/s，连续干燥时间为30min，缓苏干燥时间为210min。