奶牛粪固形物热风干燥特性及工艺参数优化

摘要：

为了研究奶牛粪固形物在不同干燥条件下的热风干燥特性,该研究选取干燥温度、粪层厚度和搅拌频率作为研究因素,研究了牛粪干基含水率和干燥速率随时间变化的规律,利用6种经典的薄层干燥模型对牛粪的水分比与时间t曲线进行拟合获取了最优干燥模型,计算得出有效扩散系数和干燥活化能,并通过正交试验获取了干燥效率最高的快速干燥工艺参数.结果表明:干燥温度越高,粪层厚度越小,搅拌频率间隔时间越短,干基含水率下降越快;干燥过程由加速干燥阶段、近似恒速干燥阶段和降速干燥阶段组成,加速干燥阶段时间较短,符合高湿多孔类型物料的干燥特性;模型Wang and Singh能够较好地反映牛粪干燥过程水分变化规律,且有效扩散系数最小为7.31×10-5 m2/h,最小活化能为14.596 kJ/mol;通过正交试验得出干燥温度为105℃、粪层厚度为6 cm、搅拌频率间隔为4 min时,干燥效率最高,为0.017 h/g.该研究结果可为后续牛粪快速干燥工艺优化及干燥设备设计提供理论依据和数据支撑.

关键词：粪;固形物;干燥;薄层干燥模型;有效扩散系数;干燥活化能

所属期刊栏目：37

分类号：X713(农业废物处理与综合利用)

资助基金：国家重点研发计划2018YFD0800102

在线出版日期：2022-03-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：186-193