影響新收帶殼花生含水率的參數(shù)研究

彭三河 ，劉 洋 (長江大學(xué)機械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

影響新收帶殼花生含水率的參數(shù)研究

彭三河 ，劉 洋 (長江大學(xué)機械工程學(xué)院，湖北 荊州 434023)

通過自制的花生清理和干燥裝置對影響花生含水率的浸泡時間、噴水壓力、旋轉(zhuǎn)速度及火焰烘烤時間等參數(shù)進行了探討，找出了使新收帶殼花生獲得合適含水率的各參數(shù)最佳值。

花生含水率；浸泡時間；噴水壓力；旋轉(zhuǎn)速度；烘烤時間

花生一般在含水率25%左右的情況下收獲。為了防止貯存期變質(zhì)，要求干燥后含水率為10%或更低，一般5～8%。剛收的花生殼水分為45～55%，而花生仁的水分為32～37%[1～3]，另外，濕土還會粘在剛收的花生外殼上。因而在不可能于田間風(fēng)干時，就得把高水分的帶土花生從田里運到加工廠，這就需要在短時間內(nèi)把花生的水分降到合適的程度，這樣不僅可以降低運輸時總的水分重量，而且也減少了因為水分過高所帶來的損害。

1 材料與方法

1.1 材料

試驗花生品種為‘鄂花2號’。

1.2 試驗方法

試驗在麻城福田河進行，試驗所用主要儀器為自制花生清理干燥裝置。

(1)浸泡試驗 原始含水率48.3%的花生浸泡到水里，每隔1 s鐘測定1次水分。

(2)水噴試驗 原始含水率41.5%的花生先浸泡再用不同壓力的水噴射，每隔2 s鐘測定1次水分。

(3)甩干試驗 原始含水率41.7%的花生先水噴再以不同的旋轉(zhuǎn)速度進行甩干，每隔3 s鐘測定1次水分。

(4)火焰干燥試驗 把洗過和沒有洗過的2種花生分別用不同溫度火焰進行烘烤，每隔2 s鐘測定1次水分和花生仁溫度以及壓裂花生殼所需壓裂力。

分別記下試驗中每個過程經(jīng)歷的時間，并測量花生對應(yīng)時間的含水率和它內(nèi)部的溫度，繪出相應(yīng)關(guān)系圖表。

2 結(jié)果與分析

2.1 浸泡時間與噴水壓力對含水率的影響

用水浸泡能疏松并洗掉粘在花生殼上的土，圖1表示花生在不同的持續(xù)浸泡時間下其水分的變化情況。從圖1可以看出，花生水分隨著浸泡時間的增加而增加，持續(xù)浸泡5 s時，如果按百分?jǐn)?shù)計算，浸在水里的花生水分將增加7.1%。但從圖2可以看到，用水噴射的方法來清理帶土花生更有效，而它增加的水分與將花生浸在水里增加的水分大致相同，如用603 k Pa壓力的水噴花生，其水分將增加7.7%(圖2)。

圖1 浸泡時間對花生含水率的影響Figure1 Theinfluenceofimmersiontimeonwatercontentofpeanut圖2 噴水壓力對花生含水率的影響Figure2 Theinfluenceofsprayingofwaterpressureonwatercontentofpeanut

圖3 旋轉(zhuǎn)速度對花生含水率的影響Figure 3 The influence of velocity of whirl on water content of peanut

但從圖1可以發(fā)現(xiàn)，持續(xù)浸泡5 s時，花生水分只增加6%，水分增加較少的主要原因是花生的原始含水率較高，水分較高使花生的表面粘附性稍許降低。浸到水里或用水噴后的水分增加主要受到花生殼的限制，試驗結(jié)果表明：浸泡5 s后花生殼的水分由40.4%增加到51.1%，而花生內(nèi)部的溫度保持不變。

2.2 滾筒旋轉(zhuǎn)速度對含水率的影響

從圖3結(jié)果可以看出，在保證花生質(zhì)量的前提下經(jīng)過噴水器噴水后再使用旋轉(zhuǎn)滾筒甩干，可以大大降低花生的水分。如花生原始含水率為41.5%(濕基)，當(dāng)它在壓力為603 kPa的噴水器經(jīng)過5 s的沖洗后，水分增加了7.7%(圖2)，經(jīng)試驗，當(dāng)它以5 s左右的時間通過圓周速度為17.87 m/s的旋轉(zhuǎn)滾筒后，將失去5～7%的水分(圖3)。這里圖3表示的是花生水分的凈增值，該值已從花生通過噴水器時增加的水分中，扣除了經(jīng)過旋轉(zhuǎn)滾筒降低的水分(按百分?jǐn)?shù)計算)。

2.3 高溫火焰烘干對花生仁及含水率的影響

a.沒帶水膜花生 b.帶有水膜花生圖4 高溫火焰烘干對花生仁溫度的影響Figure 4 The influence of high temperature flame drying on shelled peanut

從圖4可以看到，對于內(nèi)部溫度相同的花生來說，殼上有水膜的比沒有水膜的能在火焰中停留時間稍微長一些，對最高內(nèi)部溫度為37.5 ℃的洗過的花生，可以在750 ℃的溫度下烘13 s(圖4b)；而沒有洗過的花生，甚至在650 ℃的溫度下也只能烘11 s(圖4a)。按百分?jǐn)?shù)計算，洗過的花生水分降低18%(圖5b)，而沒有洗過的花生水分降低11%(圖5a)，可見在同樣的烘干時間內(nèi)，火焰溫度較低時，降低水分較少。

a.沒洗花生 b.洗過花生圖5 高溫火焰對降低花生水分的影響Figure 5 The influence of high temperature flame on reducing water content

編號直徑/mm長度/mm壓裂力/(N/mm2)浸泡時間/s烘干時間/s火焰溫度/℃116．233．90．241000021215．935．30．2295．50020315．436．20．2815．312．6650

注：1—花生殼的水分為38.14%(濕基)；2—殼上有水膜的花生，水分為40.23%(濕基)；3—殼上有水膜的花生，烘到水分為38.32%(濕基)。每個值為10個測試結(jié)果的平均值，誤差小于1%。

2.4 高溫水焰對花生愨壓裂力的影響

由表1可知經(jīng)過沖洗和高溫火焰烘干的花生在壓裂花生殼時所需要的單位面積壓力，比沒有經(jīng)過這些過程的花生要大，前者為0.281 N/mm2，后者為0.241 N/mm2。壓裂花生殼需要的力之所以增加，主要是由于花生殼水分的減少，因此，與沒有失去水分的花生殼相比，失去一定水分的花生殼能承受較大的震動、沖擊和剪切力。

3 小結(jié)

(1)為了清理帶土花生，用水噴射比用水浸泡更有效。在噴水壓力為276～603 kPa的情況下，花生增加的水分按百分比計算，大約為5～7%。

(2)在滾筒圓周速度為17.87 m/s，甩干時間少于7 s的情況下，洗過并甩干的花生增加的初水分低于1%。

(3)用750 ℃高溫火焰烘烤10～12 s，洗過的花生含水率能降到15～18%。烘干后花生內(nèi)部溫度低于37.5 ℃。這個溫度值是保持花生仁質(zhì)量的推薦的最高溫度極限。

(4)剛收的花生用水浸過，并在750 ℃火焰中烘烤12 s，其破裂壓力將從0.241 N/mm2增加到0.281 N/mm2。

[1]李少華.花生主要性狀與產(chǎn)量的關(guān)系[J].湖北農(nóng)業(yè)科學(xué), 2004,(1)：49～50.

[2]劉桂芝.花生收獲亟待機械化[J].農(nóng)機科技推廣, 2005,(5) ：29.

[3]張洪舉.改進收獲方法減少花生損失[J].新農(nóng)業(yè)，1996,(7)：31.

TS205

A

1673-1409(2009)02-S075-03

10.3969/j.issn.1673-1409(S).2009.02.021

2008-10-27

湖北省教育廳重點項目(D200512003)

彭三河(1963-)，男， 湖北紅安人，副教授，主要從事農(nóng)業(yè)機械的教學(xué)與研究.