摘（zhāi）要:研究以幹燥銀耳為主的食用菌熱風換向幹燥新技術取代傳（chuán）統的垂直氣流熱風幹燥。采用垂直（zhí）氣流（liú）熱風換向（xiàng）幹燥與橫向（xiàng）水平氣流熱風換向幹燥的2個技術改造方案,分別進行試驗。在恒定風速（sù）、幹燥初始熱風溫度80 ℃條件下,分別測定各層物料（liào）含水率變（biàn）化的分布曲線與平均含水率梯度Waj指標,得出（chū）較優（yōu）幹燥工藝為幹燥溫度70～80 ℃,換向時間間隔1 h,分別比傳統垂直氣流（liú）熱風幹燥速率提高30%與40% ,後者還具有相同（tóng）滿負荷工作時（shí）間,節電50% ,節省占地77. 8%的優勢。同時給（gěi）出（chū）橫向（xiàng）水平氣流熱風幹燥自動化模（mó）擬。

關鍵詞:銀耳（ěr）;換向熱風幹燥;幹燥設備設計;自（zì）動化模擬

  福建省古田縣素有“^食用菌之鄉（xiāng）”稱號,食用菌年總產量（liàng）為34萬t鮮品,居全國^,其中銀耳占50% (產（chǎn）銷（xiāo）量均居^^) ,香菇占25% ,其他（tā）菌類占25%。古田現（xiàn）有許多以幹燥（zào）銀耳為主的食用菌傳統作坊（fāng）式垂（chuí）直氣流熱風烘幹（gàn）房,日幹燥（zào）銀耳（ěr）2 000～3 000 kg,其結（jié）構如（rú）圖1所示（shì）。

  每間烘幹（gàn）室用磚體砌成, 室內空間80 cm ×100 cm ×200 cm,放置篩盤, (80 cm ×100 cm,篩孔（kǒng）直（zhí）徑1 cm)有（yǒu）13層,每10～15間組成1排烘幹（gàn）房;加（jiā）熱器采用帶螺旋翅片的（de）散熱管7 (根) ×8 (層)組成,縱（zòng）貫烘幹（gàn）房;熱風道經散熱器與烘（hōng）幹室相通;室底部安裝（zhuāng）軸流式風機(電（diàn）機功（gōng）率0. 75～1. 0 kW)上吹式（shì）通風;排氣（qì）采用自然上排（pái）法。其烘幹品質量較好。但也（yě）存在產量低,幹（gàn）燥時間較長能耗大（dà）,占地大(每片篩盤平均間接占地0. 5 m2 ) ,產（chǎn）品質量參差（chà）不（bú）一的缺陷。其主要不足是烘幹室垂直氣流通風穿（chuān）透性差,對高含（hán）水率厚層堆放的銀（yín）耳幹燥造成自下而上（shàng）較大的水（shuǐ）分梯度與溫度梯度:熱風初始溫度保持（chí）80 ℃時, 6～8 h下層已烘到含水率低於（yú）8%,^上層（céng）溫度仍低於50～60 ℃,含水率仍高達50%以（yǐ）上。因此,需要人（rén）工將^下2層翻轉並架,並將上層逐層調低,在^高層再放入新物料。這樣,不僅全程烘幹（gàn）周期較長(平均10～12 h) ,而且調架工作量和（hé）熱量損失大,有1. 5% ～2%的破損率。為解決這（zhè）些問題,本研究結合企業生產實際,進行如下改造試驗。

1 改造方案1———垂直氣流換向熱風幹燥
1. 1 垂直氣流換向熱風幹燥的結構設計

  垂直氣流換向熱風幹燥結（jié）構設計如（rú）圖（tú）2,在圖1 結構的基礎上,增加上熱通風道與上（shàng）軸流式風機,可定時換（huàn）向通風;並把原2間合並為1單（dān）元,中間增設共用排氣管（guǎn）,管內設軸（zhóu）流式風機（jī）,可按需要啟動強化排濕或調節風門大小控製排濕量,排氣口設在（zài）中部, 正反向均可通用。該結構特點是增加投資很少,工藝操作簡單（dān）,降低幹燥（zào）時（shí）間,不用人工調換層架就能（néng）達到上下層幹燥（zào）均勻,不僅提高勞動效（xiào）率和生產率,而且減少成品破損率並節約能耗。適用於利用現有作坊式烘幹房改造。

1. 2 垂直氣流換向熱風幹燥試驗
1. 2. 1 試驗原料 選擇直徑8～12 cm,鮮重100～200 g銀耳,經水洗滴（dī）幹後（hòu）一朵朵平鋪在烘篩上,不重（chóng）疊,初始含（hán）水率為90% ～^。

1. 2. 2 試（shì）驗裝置 在圖2改造裝置上,進行幹（gàn）燥實驗,一次烘（hōng）幹13層。供熱使用2 t鍋爐,進汽壓力1～2 MPa,保持初始熱風溫度80 ℃;為提高（gāo）溫度控製精度,除用溫度計與調節進汽壓力控製溫度（dù）外,試驗增設溫控儀控製,精度±1 ℃。

1. 2. 3 試驗方法 依據銀耳烘幹可采用直線和（hé）恒定溫度[ 1 ]的理論與實踐,由起烘升溫開始（shǐ）,前1～2 h為穩定升溫（wēn）至60～70 ℃(^高應≤80 ℃) ,而不必采用香菇類梯度式分階段幹（gàn）燥的方法。試驗條件（jiàn）簡化為（wéi）在恒（héng）定熱風初始溫度80 ℃與恒定風速(保持軸流（liú）式風機（jī）滿負荷狀態)下進行,於熱風流向（xiàng）改變的不同間隔時間j,使（shǐ）用DTS - 231型溫濕儀分別測定各（gè）層物料k的含水率Mk, j ,並引用平均含水率梯度指標Wa j來評價幹燥效果[ 2, 3 ] 。

式中Mg j ———^高層在某換向工況下的含水率;M1, j ———^層在某換向工況下的含水率; N ———烘幹（gàn）房篩網層（céng）數。

  根據生產（chǎn）實際和（hé）現場（chǎng）初步篩選,銀耳（ěr）幹（gàn）燥前1～2 h一般為穩定升溫與高排濕時間,全（quán）程幹燥應控製在8 h內,故選定主要換向間隔時間為1 h與2 h,分別測定出幹燥時間為1 - 6 h時各狀態點的含水率(每點取3 次測量值的平均值) 。圖3 - a、b分別為換向間隔1 h、2 h工況,測定的各層物料（liào）含水率變化（huà）曲線圖。
1. 3 垂直氣流換向（xiàng）熱風幹燥試驗（yàn）結果（guǒ）與分（fèn）析

  在換向間隔為1 h工況下(見圖3 - a) ,幹燥1 h後,曲線基本呈漸升形直線,其中^層物料含（hán）水率M1, 1為74%,^3層物料含水率M13, 1為（wéi）81%,平均含水率梯度指標Wa1 = 0. 583;幹（gàn）燥2 h後,^層（céng）M1, 2為67%,峰值在第7層M7, 2為70% ,^3層M13, 2為61% ,則Wa2 = 0. 500,曲線呈凸（tū）狀拋（pāo）物線形;同理幹燥3 h、4 h、5 h、6 h後,M1, 3為44. 5%、M13, 3為49. 5% ,Wa3 = 0. 417;M1, 4為34%、M13, 4為30% ,Wa4 =0. 333;M1, 5為20%M13, 5為22% ,Wa5 = 0. 167; M1, 6為9. 2%、M13, 6為8. 2% , Wa6 = 0. 083, 隨（suí）幹燥時間延長,其平均含水率梯度越來（lái）越趨近均勻,反映在曲線圖上,分別為微凸狀（zhuàng）拋物線形,也越來越平坦。另第7 h測定M1, 7為（wéi）6%、M13, 7為6. 5% ,Wa7 = 0. 004;則幹燥很均勻已達幹燥終點,銀耳（ěr）外觀朵形完整,顏色新鮮,達到工藝要求。與（yǔ）傳統熱風相比。其幹燥速率（lǜ）提高30%以上,而且（qiě）節約大量人力物耗（hào）。

  在（zài）換向間隔為2 h工況下(見圖3 - b) ,幹燥2 h後,^層物料含水（shuǐ）率M1, 2為62%,^3層物料含水率M13, 2為75% ,平均含水率梯度指標Wa, 2= 1. 083,從（cóng）曲線圖上看,基（jī）本（běn）呈漸（jiàn）升凸狀拋物（wù）線形（xíng）。幹燥4 h、6 h後（hòu）,分別測定M1, 4為51%、M13, 4為42% ,Wa4 = 0. 750;M1, 6為（wéi）14%、M13, 6為21% , Wa6 = 0. 583; 曲線仍（réng）然呈凸狀
拋物線形,但越來（lái）越平坦,趨近均（jun1）勻狀態。另幹燥8 h後,M1, 8為8% ,M13, 8為6. 5% ,則Wa8= 0. 125,也達到工藝要求。

  2種工況對（duì）比分析（xī）,前者明顯優於（yú）後者。其機理是: 1 h 換向間隔, 換向次數多而適當,使物料（liào）幹燥均勻,各層物料體積均縮（suō）小,空（kōng）隙增大,全體通風改（gǎi）善,即明顯改善幹燥的水分梯度與溫度梯度（dù）,因此幹燥速率加快,幹燥6 h平（píng）均含水率已（yǐ）達到8. 6%; 相（xiàng）反, 2 h換（huàn）向（xiàng）,換向次數少而不（bú）適,短時間內物料幹燥不（bú）均勻,各（gè）層物料體積縮小不（bú）均,全體通風未明顯改善,因此幹燥速率相對較慢,幹燥6 h平均含水率（lǜ）僅達到14%～21%之間。

  但換（huàn）向時間不是越短（duǎn）越好（hǎo）。增設（shè）0. 5 h換向驗證（zhèng）試驗,在幹燥前期,當升溫未達到幹燥工藝溫度時換向,反而不利幹燥而延長幹燥時間;在幹燥後期（qī）因幹（gàn）燥溫度較高,菇體縮小而改善通風,有一定的作用。故較優工藝為幹燥溫度70～80 ℃,幹燥前期1～2 h升溫期可（kě）不（bú）用換向, 2 h後以換向時間間隔1 h為宜。