传统干燥技术方式单一、效率低、能耗高,已经不能很好地满足现代社会生产的需求。近年来新兴的组合干燥技术将多种干燥方式分阶段结合起来,实现优势互补,使得干燥过程更加科学、更加高效和节能,因此受到了行业内学者和企业工作人员的广泛关注。果蔬热风真空组合干燥便是其中一种,它将热风干燥和真空干燥结合在一起,首先利用热风干燥去除果蔬中大量的自由水,然后利用真空干燥去除结合水,这样在提高干燥效率和节约能源的同时,也改善了成品的品质。尽管国内一些科研院校已经初步开发出了热风真空组合干燥装置,但都只是创造性地实现了热风干燥和真空干燥过程在同一台装置内部的完成,装置本身的能耗问题、操作条件的可控性问题以及在线监测和自动化控制等问题亟需解决,因此设计一套精密先进的试验装置对于这项技术的理论研究和产业推广尤为重要。基于上述原因,本硕士论文在陕西省科技厅工业攻关项目“热风真空组合干燥装置的设计研究(2014K07-19)”的资助下,利用实验室现有的中试装置进行试验研究和分析,总结现有装置的不足,进一步设计更加完善的热风真空组合干燥装置,具体研究内容如下:(1)干燥试验研究以柠檬、卷心菜等原材料为试验对象,分别进行单因素试验和正交试验研究,优化出各试验对象的最佳热风真空组合干燥工艺参数,为后续装置和自动化控制系统的设计提供理论和技术支持,同时在试验过程中分析总结现有中试装置存在的问题。(2)干燥装置设计针对试验过程中发现的问题设计新的干燥箱,以Solid Works为工具建立其三维模型,并用ANSYS Workbench对其进行CFD数值模拟,以验证所设计干燥箱的可行性。通过能量计算对装置太阳能系统的水箱和集热器重新进行计算选型,提高装置对太阳能的利用率。(3)干燥装置的控制系统设计结合试验过程添加相应的自动检测仪表,并以西门子S7-200 PLC控制器为硬件主体,MicroWIN为软件开发工具,开发装置的控制系统,改善试验过程的可视化操作问题,使新装置可以在线监测试验数据,减少试验过程的操作误差,为热风真空组合干燥试验研究提供更加精密的硬件平台。本硕士论文通过试验研究,优化出了柠檬、卷心菜等果蔬的最佳热风真空组合干燥工艺参数,并将其内嵌在设计的控制系统中;针对试验所反映出的装置问题,设计了旋转物料盘、锥形布风管、螺旋热水盘管等部件的结构,用Solid Works建立了干燥箱的三维模型,CFD数值模拟结果表明了设计的方案可行;通过计算将太阳能系统的水箱容量改为1m3,平板式集热器改用35支Φ58×1800 mm的全玻璃真空管式集热器代替;在原系统的基础之上添加了红外水分传感仪、上位机电脑、西门子S7-200 PLC等硬件,并以MicroWIN为软件开发平台,开发出了装置的控制系统。