白果粗加工技术取得的主要研究结论

本论文在研究了白果物理力学特性和白果热风干燥特性的基础上，提出了白果脱壳工艺路线；设计了一台滚筒-栅条式白果脱壳机，并进行了脱壳和清选性能试验；利用响应面分析法分析了热风温度、热风速度、装载量对干燥品质的综合影响，滚筒转速、滚筒直径、栅条间隙对脱壳率、破仁率的影响，以及喂入量、风速、出风口倾角对损失率和清洁率的影响；采用函数期望寻优法对脱壳机的结构参数进行了优化。

取得的主要研究结论如下：

（1）白果热干燥过程主要集中在恒速和降速干燥两个阶段，升速不明显。在试验范围内，热风温度、装载量对失水速率影响均显著而热风风速影响不显著，热风温度对失水速率影响最大，热风风速影响最小。经拟合发现白果热风干燥过程符合Page模型。

（2）通过对白果传热系数的计算可知：白果热风干燥条件下的扩散系数大约在（0.492～2.158）×10~(-6)m~2/s范围内，扩散系数随着气体温度的升高及风速的增加而增加。白果热风薄层干燥的活化能在（21.816～33.811） kJ/mol，这与其组织结构、形状、大小及组成等因素有关。

（3）通过本项目研究发现：热风温度、装载量和风速对白果热风干燥平均能耗、平均干燥速率、蛋白质保存率以及感官评分等评价指标有极显著影响，而且不同干燥因素对不同干燥评价指标的影响程度也不同。利用多目标非线性优化分析及函数期望寻优法对干燥工艺进行优化，得到白果热风干燥最佳工艺参数组合，即热风温度为68℃、热风速度为1.15m/s及装载量为15.58kg/m~2。此时平均能耗为11.86kW.h/kg、平均干燥速率为9.77%/h、蛋白质保存率为90.30%、感官评分为8.57分。

（4）对白果压缩力学试验研究可知：含水率、施压方向对破碎力、变形量及能耗有极显著影响（P0.10）。破碎力、变形量及能耗与白果含水率之间存在二次非线性的函数关系。经过正交试验多重比较分析可知：银杏施压方向、施压速率、银杏含水率与白果综合评分均为显著相关，要使银杏压缩脱壳质量最佳时，最优水平组合为银杏施压方向为Y向、挤压速率为55mm/min、含水率23.72%。

（5）采用滚筒-栅条式对白果进行脱壳试验可知在：试验范围内，白果脱壳率和破仁率随着转子转速和滚筒直径的增加而逐渐增大，随着栅条间隙的增大而减小。对脱壳率的影响强度依次是：转子转速滚筒直径栅条间隙。对破仁率的影响强度依次是：滚筒直径转子转速栅条间隙。通过多目标优化法脱壳装置最优组合：转子速度为180r/min、滚筒直径为182mm、栅条间隙为10.5mm，此时，银杏脱壳率为92.80%，破仁率为8.10%。能够满足白果脱壳工艺的要求。

（6）通过本项目试验结果表明，建立了喂入量A、风速B、出风口倾角C对损失率Y_1和清洁率Y_2的二次多项式回归模型。损失率Y_1的二次多项式回归模型：Y_1=5.69+0.60A+6.99B-0.95C+1.00AB-0.63AC-0.32BC-0.30A~2+4.79B~2-1.23C~2。并由各影响因素的贡献率可知：在试验范围内各结构参数对损失率的影响强度次序为：风速出风口的倾角喂入量。清洁率Y_2的二次多项式回归模型：Y_2=95.32-0.40A+3.54B-0.77C-1.20AB-0.20AC+0.37BC-0.55A~2-1.63B~2-0.25C~2。并由各影响因素的贡献率可知：在试验范围内各结构参数对清洁率的影响强度次序为：风速喂入量出风口的倾角。

（7）采用多目标函数优化得出白果最佳组合条件为：喂入量为270kg/h、风速为9.3m/s、出风口倾角为17°，此时可得：损失率为1.68%、清洁率为95.68%。能够满足白果脱壳后清选工艺的要求。

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