胡萝卜微波干燥特性及动力学模型

为研究胡萝卜微波干燥特性,开展不同微波功率(406、567、700 W)、切片厚度(2、4、6 mm)和载料量(30、40、90 g)的干燥试验研究,探讨了其失水速率、干基含水率的干燥特性曲线和有效水分扩散系数D_eff的影响规律,构建了胡萝卜薄层干燥动力学模型。结果表明:胡萝卜微波干燥分为预加热干燥阶段和降速干燥阶段;微波功率700 W、切片厚度6 mm和载料量30 g时,干燥效果最佳;通过回归拟合分析,Page动力学模型最适于描述胡萝卜微波干燥过程,模型决定系数R2均大于0.98,验证试验最大误差为6.91%。     

即食慈姑片微波干燥特性及动力学模型研究

以慈姑为原料,研究了慈姑片厚度、铺料密度、微波功率对微波干燥特性的影响,建立干燥动力学模型。结果表明,慈姑片微波干燥过程中主要表现为加速干燥和降速两个阶段,但当功率密度比较小时,干燥速度曲线出现恒速阶段。慈姑片越厚、铺料密度越大,干燥速率变化越小,干基含水率降低越缓慢,干燥耗时越长;微波功率密度越大,干燥速率变化越大,干基含水率下降越快,干燥时间越短;即食慈姑片微波干燥过程符合Page模型,模型预测值与试验值拟合良好(R²=0.990 66)。     

白果微波干燥特性及干燥动力学模型研究

利用微波干燥技术,以干基含水率、干基失水速率和感官评分为指标,采用单因素实验确定微波功率和装载量对白果干燥特性的影响。结果表明,微波功率与装载量比值(微波功率密度)越大,白果干燥时间越短,微波功率密度10 W·g~(-1)或6 W·g~(-1),白果微波干燥过程分为加速和降速阶段,而微波功率密度在4.71~9.19 W·g~(-1)干燥过程分为加速、恒速和降速阶段;载重量60.0 g,微波功率385 W(微波功率密度6.42 W·g~(-1))时,白果感官综合评分(7分)最佳。运用Matlab软件建立白果的微波干燥的水分比与干燥时间的动力学模型,进行回归拟合检验结果表明,白果干燥过程符合Page模型,模型相关系数为0.999,所得方程能够用于各阶段对干燥速率进行描述。     

火龙果片微波间歇干燥特性及其动力学研究

以火龙果为原料,微波功率、加热时间、间歇时间、切片厚度为考察因素,干燥速率和干基含水率为考察指标,研究了火龙果片在不同微波间歇条件下的干燥特性。结果表明:火龙果片微波间歇干燥过程包括加速、恒速和降速阶段;火龙果片微波间歇干燥的动力学符合Page模型,该模型适合对火龙果片微波间歇干燥过程进行预测和描述。     

调味山药片真空微波干燥特性及其动力学模型

为了解调味山药片在真空微波条件下的干燥特性,以调味山药片为试验对象,以干基含水率和干燥速率为考察指标,研究不同微波功率、真空度和切片厚度对调味山药片真空微波干燥特性的影响,并建立其动力学模型。结果表明,调味山药片真空微波干燥过程中呈现出加速、恒速和降速干燥3个阶段;微波功率、真空度和切片厚度对调味山药片的干燥特性影响较大,随着微波功率和真空度的增大,干燥速率增大;随着切片厚度的增大,干燥速率降低。根据试验数据建立数学模型,调味山药片真空微波干燥的动力学符合Page模型,此模型适合对调味山药片真空微波干燥过程进行预测和描述。     

熟化紫薯片微波干燥特性及数学模型

以熟化紫薯片为研究对象,利用可调微波干燥机干燥熟化紫薯片,探讨不同微波功率、装载量和切片厚度对熟化紫薯片的干燥特性、水分有效扩散系数及色泽的影响,通过SPSS软件对试验数据进行数学模型拟合,得到熟化紫薯片微波干燥模型。结果表明,熟化紫薯片的微波干燥过程表现为恒速干燥;微波功率、装载量和切片厚度对熟化紫薯的微波干燥特性均有一定影响,微波功率和装载量对其影响最为显著;微波功率越大、装载量越小、切片厚度越小,物料的干燥速率越大。熟化紫薯片微波干燥过程中的水分有效扩散系数随着微波功率与切片厚度的增大、加载量的减小而增大,其最大值为1.1354×10^-8 m^2/s,其平均活化能为4.8938 W/g;当微波功率较大、装载量较小时得到的干燥熟化紫薯片品质较差,而切片厚度对其影响不显著。所选用的6个模型中,Modified Page模型具有最大的确定系数R 2.0.9997),最低的RMSE(0.0061)和最小的χ^2.0.0005),是熟化紫薯片微波干燥的最佳模型,可有效描述熟化紫薯片微波干燥过程中的水分随时间的变化规律。     

酒糟微波间歇干燥特性及动力学模型

利用自制的微波干燥在线测试装置,对酒糟的微波间歇干燥特性进行实验研究,探讨不同微波功率、糟层厚度及间歇比对酒糟湿基含水率、失水速率和温度的影响,得出酒糟微波间歇干燥的失水规律。根据实验数据建立酒糟微波间歇干燥的动力学模型,并对模型进行统计检验。结果表明,经拟合得到酒糟微波间歇干燥的最佳模型为Page模型,拟合方程为：ln (－lnMR)＝ －3.9977＋0.0038P－0.6427H－0.4118R ＋(1.7216 ＋ 0.0001P ＋0.0200H－0.0403R) lnt,此方程能够较好地描述酒糟的干燥过程,准确预测各阶段酒糟的含水率和失水速率。     

山药微波热风耦合干燥特性及动力学模型

为探索山药微波热风耦合干燥特性,采用微波热风耦合干燥技术研究不同切片厚度、热风温度、热风速率 和微波功率密度对山药干燥特性及水分有效扩散系数的影响,并建立干燥动力学模型。结果表明：山药微波热风耦 合干燥过程按干基含水率的变化主要分为加速和降速两个阶段,无明显恒速阶段;山药的水分有效扩散系数范围 为0.879 1×10－6～8.245 8×10－6 m2/s,其值与切片厚度、热风温度和微波功率密度成正比,并随热风速率的增大先 减小后增大;与热风速率和热风温度相比,切片厚度和微波功率密度对水分有效扩散系数的影响更加显著。通过拟 合9 种常用干燥模型,表明Two-term exponential模型的R2平均值最大,χ2平均值和均方根误差平均值最小,分别为 0.998 0、0.000 2和0.014 7。相同实验条件下Two-term exponential模型的预测值与实验值拟合较好,表明该模型适合 预测山药微波热风耦合干燥过程的水分含量变化规律。本研究结果可为微波热风耦合干燥技术应用于山药及其他农 产品的干燥提供理论依据。     

苦瓜微波干燥特性及动力学模型

采用单因素试验法,研究切片厚度、微波功率和装载量对苦瓜微波干燥特性的影响,并建立苦瓜微波干燥动力学模型。试验结果表明:微波功率对苦瓜干燥影响最大,其次是装载量,最后是切片厚度;苦瓜微波干燥分加速干燥阶段和降速干燥阶段。对7种常用的薄层干燥动力学数学模型拟合,通过比较相关系数R~2、残基平方和RSS和卡方χ~2得出,tian model最适于描述苦瓜片微波薄层干燥过程,其模型系数在0.99以上。     

红枣片冷冻—红外组合干燥特性

目的:优化红枣片干燥工艺，改善产品品质。方法:以红枣片为研究对象，研究转换含水率、红外温度和切片厚度与干燥时间和干燥速率的相关关系，计算红枣片在FD-IRD中水分有效扩散系数随转换含水率、红外温度和切片厚度的变化规律，并根据试验数据计算红枣片FD-IRD的干燥活化能。结果:转换含水率越低，红外干燥时间越短，但过低的转换含水率，会使冷冻干燥时间大幅延长；适当提高红外干燥温度有利于提高水分有效扩散系数；红枣片越薄干燥速率越大，减小切片厚度能够提高水分有效扩散系数，利于缩短干燥时间；前后两段均为降速干燥过程，通过费克第二定律求解得到不同干燥条件下的冷冻干燥和红外干燥的水分有效扩散系数分别为3.39×10^-9～9.47×10^-9,3.34×10^-9～2.01×10^-8 m²/s;通过阿尼乌斯公式计算出红外干燥阶段干燥活化能为59.03 kJ/mol。结论:在转换含水率30%,红外温度60℃,切片厚度6 mm的条件下，冷冻—红外组合干燥技术所用干燥时间短、效率高。     

猕猴桃切片流化床干燥特性与干燥动力学模型研究

为了提高猕猴桃切片制干品质、缩短干燥时间,采用流化床干燥技术对其进行干燥,研究温度(55,65,75,85℃)、风速(1.5,2.5,3.5,4.5m/s)和厚度(5,10,15mm)对猕猴桃切片热风干燥曲线、水分有效扩散系数以及干燥活化能的影响。结果表明:猕猴桃切片的整个干燥过程属于降速干燥,水分有效扩散系数为1.29639×10^-9~4.58994×10^-9 m²/s,且随温度、风速的增大而升高,随切片厚度的减少而增大;猕猴桃切片活化能为23.03kJ/mol。对10种常见的干燥动力学模型进行拟合发现,Logarithmic模型效果最佳。     

苹果片微波间歇干燥特性及模型拟合

利用微波在线检测装置将微波间歇干燥技术用于苹果片薄层干燥试验,研究了苹果片在700、600、450、250 W功率,切片厚度为3、5、7、9 mm,单次微波加热时间4、5、6、7 s下的干燥动力学特性。试验结果表明,苹果片微波间歇干燥过程属于降速干燥。微波功率、切片厚度、加热时间对干燥过程影响显著。水分有效扩散系数随着干燥功率的升高、切片厚度的增加、加热时间的延长而增加。通过模型拟合可知Weibull模型具有较高的预测精度,能很好地描述苹果片微波间歇干燥试验过程规律,利用逐步回归法,确定了Weibull模型参数α、β的表达式。模型的尺度参数α随功率增大、厚度减小、加热时间增加而减小,说明增大干燥功率、减小切片厚度、延长加热时间可以显著缩短干燥时间、提高干燥效率。功率、厚度和加热时间对形状参数β影响很小,说明干燥过程中物料状态变化较小。     

熟化甘薯片微波干燥特性及其动力学模型

为了探索熟化甘薯片微波干燥特性,提高熟化甘薯片干制品质及干燥效率,研究不同微波功率、装载量与切片厚度对于熟化甘薯片微波干燥特性及能耗的影响,对熟化甘薯片进行了微波干燥试验。结果表明:熟化甘薯片的微波干燥可分为加速、恒速和降速三个阶段。微波功率与加载量对熟化甘薯片的干燥影响较大,微波功率越大,装载量越小,熟化甘薯片的干燥速率越快,干燥时间越短。采用4种常见的薄层干燥模型对微波干燥过程进行拟合,结果表明Page模型是最适合描述熟化甘薯片微波干燥过程中水分变化规律的薄层干燥模型。在微波功率200~600 W,装载量200~400 g,切片厚度6~10 mm范围内,熟化甘薯片的微波干燥能耗为2.8235~5.6289 kJ/g。研究结果可为熟化甘薯片微波干燥工艺提供参考。     

甜瓜弱微波辅助干热空气干燥特性及数学模型

目的：探究新疆甜瓜片在弱微波辅助干热空气干燥过程中的干燥特性。方法：以R2、χ2及RMSE为评价指标,比较不同条件下甜瓜片的湿基含水率、干燥速率、水分比的区别,并建立甜瓜片干燥动力学模型,获得甜瓜片在不同切片厚度、微波循环时间、干热空气循环时间条件下干燥特性曲线。结果：切片厚度越薄,微波及干热空气循环干燥时间越长,其湿基含水率下降越快,干燥速率越快,水分比变化越大;甜瓜片的干燥过程分为加速干燥和降速干燥两个阶段,加速干燥为主要干燥阶段;不同切片厚度、微波循环时间、干热空气循环时间下Thompson方程能更好地反映甜瓜片干燥特性及规律,其R2为0.992 9~0.999 9,χ2为9.55×10-6~1.51×10-3,RMSE为0.002 68~0.027 47。Thompson方程的预测值与真实值的线性结果相似,R2为0.995 0,χ2为3.93×10-4,RMSE为0.016 58。结论：该模型可用于预测弱微波辅助干热空气干燥甜瓜片干燥过程的水分变化规律。     

鲜切怀山药片微波干燥特性及品质研究

研究微波功率、单位质量微波功率和切片厚度对鲜切怀山药片干燥特性的影响。采用三因素三水平(耗能功效、干燥速率、多糖得率)正交试验,对鲜切怀山药片的微波干燥工艺参数进行优化。结果表明：鲜切怀山药片微波干燥过程中升速、恒速和降速三个阶段明显,其最佳工艺参数为微波功率600W、单位质量微波功率8W/g、切片厚度5mm。     

胡萝卜片微波真空干燥动力学数值拟合

为了探索微波功率密度对产品微波真空干燥(MVD)的影响,本文在干燥特性的基础上,进行了胡萝卜微波真空干燥动力学方程的数值模拟,然后利用遗传算法进行胡萝卜多功率组合的微波真空干燥优化研究。结果表明,单一微波功率密度干燥下,微波功率密度越大,胡萝卜片干燥速率越大,干燥时间越短,产品越易焦糊;在4种常见的薄层干燥及其延伸模型的数值拟合对比研究中,发现基于wang延伸模型1(即MR=aexp(-ktn)+c)能很好的表征不同功率密度下胡萝卜片微波真空干燥过程的脱水情况。进一步以三条(分别为20、5和0.6 W/g)不同微波功率密度下的胡萝卜干燥动力学方程为对象,通过遗传算法优化并获得了多功率密度连续微波真空干燥组合工艺参数;经验证,该工艺加工的胡萝卜片干基水分含量(0.078±0.005)g/g,没有焦糊;相比0.6 W/g单一微波功率的干燥结果,不但产品减少了收缩和焦糊现象,而且干燥效率提高了4.77倍。采用计算机遗传算法可以达到优化多功率组合的微波真空干燥加工工艺的目的,减少实验工作量,还可以获得计算机数值模拟模型,为实现微波干燥加工过程信息化提供技术支撑。     

山核桃微波干燥动力学模型研究

针对山核桃坚果热风干燥效率低、能耗大、品质差等问题,采用单因素实验法,研究微波功率和装载量对山核桃坚果微波干燥特性的影响。根据微波干燥过程中山核桃坚果水分变化规律,探讨了不同微波功率、装载量下山核桃坚果干基含水率和失水速率随时间变化的规律,并建立山核桃坚果微波干燥动力学模型。实验结果表明:与装载量相比,微波功率对山核桃坚果干燥速率的影响大;山核桃坚果微波干燥过程分为加速干燥阶段和降速干燥阶段。通过分析,山核桃坚果微波干燥的动力学模型满足Page方程,根据干燥实验数据应用Matlab软件对干燥模型进行回归拟合求解,其模型系数在0.99以上。     

板栗微波真空干燥特性及干燥工艺研究

研究微波真空干燥方式下,微波强度、腔体压力等参数对板栗干燥过程中质热传递的影响规律。采用Box-Behnken中心组合试验设计,以水分含量和白度值为评价指标,确定板栗微波真空干燥过程中微波功率、压力、干燥时间的最适工艺参数。结果显示:板栗微波真空干燥过程主要为加速和降速阶段,恒速阶段持续时间较短。微波功率和真空度均对干燥时间有显著影响,功率越大,真空度越高,干燥速率越快,干基含水率和水分比都随着干燥时间的延长而逐渐下降。由回归模型得出板栗微波真空干燥的最佳工艺参数为时间12min,压力-56kPa,功率3kW。微波真空干燥的微波功率、腔体压力、干燥时间均对板栗品质有影响,以模型得出的干燥参数进行干燥,可保证板栗干燥后的品质,且干燥效率高、能耗低。     

传统汤饭中面片的微波干燥动力学模型的建立

以新疆传统汤饭中的面片为原料,研究微波功率、火力及装载量对其干燥特性的影响,以面片在微波干燥过程中的干基含水率、干燥失水速率及水分比的变化趋势,得出面片在微波干燥过程中的失水规律。结果表明:微波功率越大,火力越大,装载量越小,干基含水率下降越快,干燥速率及水分比变化越大,并通过绘制LnMR-t及Ln（?LnMR）?Lnt的关系曲线,表明Page方程能较好反映面片微波干燥规律,得出不同微波功率（G）下Page方程:ln（?lnMR）₁=8.3519×10?3G+8.1588×10?6G2?1.5967+（0.45334+2.9425×10?3G?2.285×10?6G2）lnt;不同微波火力（H）下Page方程为ln（?lnMR）₂=2.1635×10?2H?6.44063×10?5H2?4.39914+（1.4709?4.7125×10?3H+2.0625×10?5H2）lnt;不同载物量（S）下Page方程为:ln（?lnMR）₃=4.8846×10?2S?4.7936×10?4S2?1.57847+（0.12282+2.71275×10?2S?1.319375×10?4S2）lnt,并结合面片感官品质及工厂生产确定功率、火力、面片载物量分别取550 W、60%、100 g为较好的微波干燥组合,通过验证该模型具有较强的可行性,为面片微波干燥加工工艺提供技术支持。     

猕猴桃切片中短波红外干燥特性及动力学模型

本试验研究了猕猴桃切片在不同的干燥温度(50、60、70、80℃)、干燥功率(675、1350、2025 W)条件下的中短波红外干燥特性试验,结果表明:干燥温度对猕猴桃切片干燥速率的影响较大,干燥温度越高,干燥用时越短;干燥功率对猕猴桃切片干燥时间影响较小;降速阶段为猕猴桃中短波红外干燥的主要阶段。通过对猕猴桃干燥动力学数学模型拟合发现:Page模型对猕猴桃切片干燥过程的拟合性较好,模型的预测值与实验值吻合性好,可以用来描述和预测猕猴桃的中短波红外的干燥过程。通过费克第二定律求出干燥过程中的水分有效扩散系数(Deff),发现其值在3.3970×10-9~1.2960×10-8 m2/s范围内,且随着温度和功率的升高而增大;通过阿伦尼乌斯方程计算出猕猴桃切片中短波红外干燥活化能在30.237~40.551 kJ/mol范围内。该研究为中短波红外干燥技术应用于猕猴桃的干燥提供了技术依据。