挂面干燥过程水分动力学研究进展

干燥工序是挂面生产的关键工序之一。干燥过程水分动力学主要涉及内部水分的迁移、转化和汽化机制与规律。干燥过程的科学性、合理性对生产效率、产品质量、干燥能耗等具有显著影响。本文综述了挂面中水分状态、分布,挂面干燥过程水分迁移规律,分析了蛋白质、淀粉含量及组成、食盐含量、和面工艺、压延工艺、干燥工艺及条件等因素对干燥过程水分迁移规律的影响。通过分析提出了挂面干燥过程水分动力学理论及应用方面仍存在主要问题,以期为挂面干燥工艺设计、工艺控制、装备研发、稳定产品质量提供理论和设计依据。     

蓝莓热风干燥过程中水分扩散特性和微观结构变化

为了研究蓝莓热风干燥过程中水分扩散特性和微观结构的变化规律,采用电热恒温箱在50、65和80 ℃的条件下对蓝莓进行热风干燥试验,应用核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)和微观电镜扫描仪(scanning electron microscope,SEM)技术,测定蓝莓在干燥过程中水分迁移和内果皮微观结构的变化。结果表明:干燥过程改变了蓝莓中水分迁移特性,自由度高的水分向自由度低的迁移。干燥温度和干燥时间两个维度影响干燥效果,干燥速率随干燥温度的升高渐增。50、65、80 ℃的温度下干燥时间分别为50、18、7.5 h。干基含水率与核磁共振信号幅值之间存在显著的线性关系(y=113.99x+5728.6,R2=0.9901,p<0.01)。随干燥过程中水分的散失,蓝莓果干发生皱缩现象,微观上为细胞壁微丝排列由紧密有序变得松散无序。本研究为蓝莓果干干燥过程中水分迁移和组织微观结构的变化规律提供数据参考。     

热风及其组合干燥技术对肉制品水分迁移及品质影响的研究进展

热风干燥是一种通过热空气的流动带走肉制品中水分的干燥技术。其具有成本低、能耗低和产品品质容易控制等优点,同时也具有干燥效率低、产品表面硬度大和色泽过暗等缺点。利用热风-微波组合干燥方式加工肉制品,在双热源的作用下内外热量双向传输,水分迁移速度快,干燥更加均匀。干燥过程中肌肉蛋白网络中的水分迁移情况决定了干燥效率并影响肌肉蛋白结构,蛋白质结构的变化促使产品品质发生变化。因此,该文综述热风及其组合干燥技术在肉制品加工中的应用,明确其干燥原理与水分迁移的关系,并进一步综述水分迁移与肉品品质的关系,旨在为肉制品干燥加工中工艺优化及品质变化提供理论参考。     

粮食干燥过程中的在线水分测量方法

介绍了粮食干燥过程中水分的在线测量方法 ,给出了测量原理和应用特点 ,指出了粮食水分测量技术的若干发展趋势     

食品干燥过程中水分扩散特性的研究进展

主要综述近年来国内外对食品干燥过程中水分扩散特性的研究现状,分析干燥过程中物料性质、工艺参数、前处理作用、干燥方式等对水分扩散特性的影响,以及水分扩散迁移与干燥产品品质之间的联系,旨在为干燥理论研究的完善提供参考。     

怀山药微波冻干过程的水分扩散特性及干燥模型

为探究怀山药干燥过程中的水分扩散特性,以怀山药为原料,使用微波真空冷冻干燥技术进行干燥,同时采用低场核磁共振的横向弛豫时间（T2）反演谱分析怀山药切片在干燥过程中内部水分的变化,并结合有效水分扩散系数、水分含量、干燥速率的变化规律对微波真空冷冻干燥过程中怀山药的内部水分扩散特性进行分析。结果表明：干燥过程中水分由自由度高向自由度低的方向迁移;不同微波功率（1.5～4.4 W）下怀山药干燥过程的有效水分扩散系数变化范围在1.129×10－9～5.439×10－9 m2/s之间,随着微波功率的增大,有效水分扩散系数升高,水分扩散迁移的速度增大,非结合水向结合水方向转化逐渐增多。采用Page、Newton等模型与实验数据进行拟合,结果表明Page拟合度较高,R2大于0.99,可以较好地对怀山药微波真空冷冻干燥过程进行预测和控制。本实验为怀山药干燥过程的水分实时监测及实现精准干燥提供了理论依据。     

粮食烘干机温度控制系统的设计

设计一套粮食烘干机温度控制系统,以粮食烘干机水分测量系统为前置,用于谷物类粮食烘干过程中的变温控制.温度控制核心为STM32F103C8T6单片机,依靠步进电机驱动单元对可控硅调压器完成功率控制.绘制出PCB(Printed Circuit Board)板的布局布线,完成控制系统制作并进行联调测试.基于粮食烘干机水分测量系统提供的实时温湿度、粮食含水量数据,单片机判断干燥状态,进而控制加热功率,最终实现自动化、节能、高品质的粮食干燥目标.     

基于水势的稻谷真空干燥过程中水分迁移的试验研究

基于水势的理论分析,建立了稻谷真空干燥过程中水分迁移的速率模型.该模型反映了干燥速率与干燥温度、环境的相对湿度及真空度的关系.与热风干燥比较,真空干燥在低温下能有效地提高稻谷颗粒相对环境的水势,有利于提高干燥效率和降低能源损耗.     

超声预处理对杏片微波冻干过程中水分迁移的影响

为探究超声前处理对杏片微波冷冻干燥(MDF)过程干燥特性以及水分迁移扩散特性,以鲜杏为原料,采用微波冷冻干燥技术,使用低场核磁共振技术,测定不同超声前处理条件下杏片MFD干燥过程中的横向弛豫时间T2反演谱。结果表明:超声前处理对杏片MFD前期干燥速率影响较大。扫描电镜观察发现,内部结构最佳的超声处理条件为350 W,35℃,15 min,有利于水分迁移。新鲜杏中所含自由水约占总水分的83%。通过对不同超声处理条件的杏片在干燥过程中内部各状态水分的迁移规律分析发现:随着干燥的进行,部分自由水先向结合水的方向迁移,同时弱结合水逐渐向结合水迁移,结合水向弱结合水的迁移则贯穿整个干燥过程。不同超声前处理条件下杏片干燥过程中有效水分扩散系数变化范围是8.44×10~(-11)~15.00×10~(-11) m~2/s,超声处理使杏片的有效水分扩散系数提高了82.29%~223.97%。     

利用LF-NMR技术分析油桃干燥过程中内部水分的变化

为研究油桃内部水分分布及干燥过程中水分迁移规律,为油桃的保藏及加工提供新思路。利用LF-NMR技术测定了不同含水量油桃的信号强度与水分含量的关系及水分分布情况,并测定了不同干燥方式的油桃片横向弛豫时间(T2)的变化,进而分析了油桃内部水分状态及变化规律。研究结果表明:油桃的含水量与信号强度呈显著正相关,拟合方程为:y=12.415x-596.67(R2=0.9822);MRI图像可以清晰反映油桃的果肉、核壳、核仁儿等结构及其水分分布情况;新鲜油桃中含有三种状态的水,分别是结合水、不易流动水和自由水,其中自由水约为90%,结合水约为1%,剩下的为不易流动水;干燥处理能够降低水分的自由度,T2值减小,且鼓风干燥的T2减小速度比真空干燥的快;鼓风干燥过程中不易流动水向自由水迁移,自由水向外迁移散失,而真空干燥中的自由水一部分向外迁移散失,另一部分向不易流动水迁移。该研究为油桃的保藏与干燥实际产业化生产控制提供理论依据。     

基于多尺度的稻谷干燥热湿耦合传递的数值研究

为保证稻谷在储藏时的品质,收获后的稻谷通常需要干燥到一定水分后储藏,研究稻谷干燥过程的热湿传递规律具有重要意义。目前稻谷干燥过程中热湿传递的分析大多基于连续介质假说和局部热湿平衡原理而进行的,这种方法的局限性在于很难获得粮堆干燥过程中粮粒内部的热湿迁移规律。本文基于稻谷粮堆孔隙尺度和粮粒尺度,采用局部非平衡热湿传递模型,模拟分析了在对流干燥条件下稻谷单颗粒以及颗粒群的热湿传递规律。研究结果表明,本研究模拟值与文献中干燥实验数据相对误差(RE)小于6.50 %,平均相对偏差(MRD)小于4.00 %,得出该模型具有一定的准确性;与基于局部热湿平衡多孔介质热湿耦合研究方法所得的稻谷颗粒群温度和水分传递结果进行对比,本研究所建立的模型更能准确体现出谷物颗粒在通风干燥时内部的热湿迁移规律。本研究所开发的模型能预测不同尺度下稻谷颗粒的温度和水分分布。     

基于DSP的粮食干燥智能控制系统研制

为了提高粮食的干燥效果,研究了粮食干燥过程各干燥段粮食含水率的动态变化及其关联因素,提出了粮食干燥系统的智能控制方法,并设计了以DSP为核心的智能控制系统。实现了粮食干燥过程中的品质在线检测和识别的有效控制,解决了目前粮食干燥设备中存在的非稳态过程控制精度低、粮食损耗大、费用高等问题。     

黄淮流域高水分玉米就仓干燥技术优化研究

以现行的国家储粮技术规范为基础,结合黄淮流域储粮生态和粮情,采用精准检测水分、合理布置风网、机械通风降水、倒仓平衡水分的方法,通过优化试验,解决了在具体的干燥实践过程中出现的粮食过度干燥,通风降水过程存在"瓶颈现象"造成干燥效果下降,以及粮堆各部位水分梯度较大等问题。     

热辐射下织物内水分干燥实验及其动力学研究

为研究低热流辐射环境下织物内的水分传递特征,借助红外成像仪及干燥理论方法分析了织物内部水分蒸发过程以及水分蒸发对织物隔热性能的影响。结果表明干燥过程可分为3个阶段：在加热阶段,织物干燥速率和温度快速提高,水分含量缓慢降低;在中间阶段,织物干燥速率保持稳定,温度缓慢升高,水分含量快速下降;在最后阶段,织物干燥速率降低,水分含量缓慢减少。含水率较高的织物其隔热性能较好,但含水率低于20% 时,其隔热性能快速下降,致使织物表面温度快速上升。通过拟合水分干燥速率等数据,采用Page、Niwton 及Henderson 3种经典干燥动力学模型,分析了织物水分扩散机制。结果显示,Page 模型比较适合于描述低辐射热下织物内水分的动态干燥过程。     

辽宁烘干机水分在线监控系统节能减排应用情况

辽宁地区新建烘干机安装了水分在线监控系统(DM510),对该系统的原理及使用情况进行介绍,以帮助解决冬季潮粮烘干过程中水分控制问题。试验结果表明:水分在线监控系统能够通过数屏显示,实时显示粮食水分变化,使水分差控制在±0.5%以内,较好地解决了烘干过程中粮食水分不均的问题,为企业创造了一定的经济效益。     

仓储粮堆通风干燥湿热传递模型的研究进展

从古到今,治国理政的首要之务是粮食安全。粮食仓储安全尤为重要,关系到一个国家的国家安全。由于粮食干燥储存方法原始、干燥技术落后等原因,我国每年收获后会损失大量粮食。粮食中湿热分布不均不仅会降低粮食的品质,而且会因霉变、虫害等问题严重影响食品安全。因此,如何快速、均匀而又低能耗地降低粮堆含水率或者温度,保证粮食品质,同时节约能源,是粮食干燥储藏研究的一个重要方向,具有重要的理论及现实意义。通风干燥是保证储粮中湿热均匀分布的重要措施,建立干燥模型预测粮堆的湿热分布是研究粮堆干燥过程中湿热传递的重要手段。该研究综述了粮堆湿热传递的经验模型、连续模型和离散模型,其中经验模型容易获得,但是应用较少;连续模型应用较多,但不能反映粮堆的孔隙结构;离散模型可以很好的反应粮堆的孔隙结构,但其计算量大,并且难以理解和构建。最后该研究指出可以根据不同的湿热传递过程,结合先进的计算方法和处理技术,建立相应的模型,以满足不同的模拟要求,并对粮堆通风干燥湿热传递模型未来的研究方向进行了展望。     

谷物低温真空干燥机理的探讨

基于水势理论分析，建立了谷物低温真空干燥的数学模型。该模型能够同时反映粮食初始水分、平衡水分、干燥温度、介质压力、介质湿度等对干燥过程的影响规律。根据此模型分析了玉米低温真空干燥的机理，并指出与热风干燥相比较，低温真空干燥在低温下能有效地提高谷物籽粒相对环境的水势，从而在保证谷物品质受损伤小的前提下，有效提高干燥的效率和降低干燥的能源消耗。同时，通过对初始水分不同的两组样品的试验，研究了谷物低温真空干燥过程中水分变化的规律，谷物低温真空干燥过程包括3个阶段：加速阶段、恒速阶段和降速阶段，随真空度的提高，到达安全储藏水分的时间减少，平衡水分降低。     

Hydration of grain kernels and its effect on drying

Different hydration methods have been considered and their effect on the drying characteristics of corn and amaranth grains have been studied at different drying temperatures and the results compared with those for the fresh materials. The effect of hydration on drying was found to depend on the type of grain. In general, for corn hydrated grain particles the moisture content was found to be in a looser condition than it was in the fresh grains, and hence, smaller effective diffusion coefficients where found for the latter. Such differences were found to increase with increasing drying temperature. Also a first-order irreversible kinetic model was applied to the drying data for hydrated and fresh corn and a reduction on the drying activation energy was observed by the humidification process. In contrast, for the relatively small amaranth grains, both hydrated and fresh particles showed similar drying characteristics. The results suggest that drying kinetics and transport properties obtained for rehydrated grains can overestimate drying rates for the corresponding freshly harvested material, especially at relatively high moisture contents and for relatively large grain particles like corn.