片烟混合干燥模型的建立

为研究不同配方片烟的混合干燥特性,考察了河南平顶山和驻马店两个产地C2F片烟及其在2:1、1:1和1:2质量配比下混合样品干燥过程的含水率变化情况;比较了5种常用的干燥模型,在此基础上建立了描述不同产地片烟混合干燥特性的数学模型。结果表明:①确立了Newton薄层干燥模型作为基础模型;②不同片烟混合干燥动力学过程的数学模型分配系数包含不同原料初始干基含水率和平衡干基含水率两个因子,理论上可以描述任意质量比混合片烟的干燥过程;③Newton模型参数拟合值和混合干燥模型参数计算值之间的相对误差小于5%。该模型可以预测不同质量比混合片烟的干燥动力学参数,评价混合后片烟干燥特性。      

怀山药片热泵-热风联合干燥研究

以提高怀山药片干燥效率和产品品质为目标,利用热泵-热风联合干燥方法,研究了热泵温度、热泵风速、切片厚度、热风温度以及联合干燥含水率转换点对怀山药片干燥速率、L值、复水率的影响。为避免怀山药片营养成分的损失以及色泽和质地变差,在前期的低温热泵干燥阶段,采用干燥温度为40℃,热泵风速为1.5 m/s;同时为了避免怀山药片表面结壳和焦化断裂现象,采用物料厚度为5 mm。在后期的热风干燥中,为提高干燥速率和保持较好色泽,将热风温度设置为60℃。试验结果表明:热泵-热风联合干燥的最佳参数为热泵温度40℃,热泵风速1.5 m/s,切片厚度5 mm,热风温度60℃,转换点干基含水率为1.00。     

基于分形理论的火龙果冻干过程数值模拟

目的:分析火龙果冻干过程的干燥特性。方法:基于分形理论和多孔介质传热传质理论,使用COMSOL软件对厚度为8,10,12,14 mm,半径为40 mm的红心火龙果片进行数值模拟,模拟火龙果升华干燥阶段火龙果内部多孔介质内的传热传质过程,获取冰升华过程中冰界面的实时位移,预测升华周期,并进行实验验证。结果:模拟数据与试验数据相吻合,误差较小,脱水速率最大相对误差为12.6%,绝对误差为0.18 g/h;含水率最大绝对误差为5.4%。相同初始速冻温度下,随着厚度的增加,升华干燥阶段时间呈非线性增加;火龙果内部孔隙直径越大,有效扩散系数越大,干燥速度越快,产品品质随之下降。结论:基于分形理论能够实现良好的火龙果冻干过程的数值模拟,综合考虑冻干产品制造周期和品质,10 mm为红心火龙果的最佳厚度。     

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。     

热风干燥甘薯片的热质传递分析

为探究甘薯片在热风干燥过程中的温度和水分分布,建立数值模型来模拟不同恒定干燥温度(50,60,70,80 ℃)的传热、传质过程。由于物料在热风干燥过程中会发生较为明显的收缩效应,其有效水分扩散系数会发生改变,对模拟的精准度产生影响,因此对比了依赖温度、收缩相关扩散系数两种方式的传热、传质过程。结果表明,基于收缩相关的有效水分扩散系数能准确地描述甘薯片的热风干燥过程,其中依赖收缩的水分比以及温度的模拟值与试验值的决定系数(R2)在 0.976~0.994和0.961~0.981之间。为了分析不同热风温度对甘薯片干燥后质量的影响,从色差、复水率及感官评分方面分析,得出60 ℃为甘薯片热风干燥的最佳温度。模拟试验结果表明,有效水分扩散系数随热风温度的升高而上升,传热、传质系数对甘薯片温度变化以及干燥过程的影响十分显著。所开发的模型可为不同干燥温度下模拟研究其它农作物的干燥过程提供借鉴。     

热泵-微波联合干燥整果荔枝工艺研究

利用热泵干燥装置进行荔枝的干燥实验,得出在恒定干燥条件下荔枝的干燥曲线和干燥速率曲线,并据此确定热泵-微波联合干燥的转换点干基含水率参数水平。并通过三因素三水平正交试验,以感官综合性能指数为评价标准,研究热泵干燥温度、热泵-微波转换点含水率和微波干燥时间对热泵-微波联合干燥荔枝品质的影响。结果表明：各因素对荔枝干品品质影响的大小顺序为热泵干燥温度>热泵-微波转换点干基含水率>微波干燥时间;优化的工艺参数组合为热泵干燥温度50℃、热泵-微波转换点干基含水率100%、微波干燥时间2.5min。在此组合参数条件下,感官综合得分为最高分27。     

不同干燥技术对火龙果干品质的影响

为研究不同干燥方式对火龙果果干品质的影响,提升火龙果干的品质,本项目对火龙果片进行热风干燥、超声处理后热风干燥和真空冷冻干燥3种处理,对火龙果干的含水率、直径收缩率和感官指标进行比较和分析,为火龙果干制品的生产提供理论基础。结果表明,真空冷冻干燥能够明显减少火龙果片体积收缩率,保持果片原有色泽;超声波处理的火龙果干含水率最高;3种干燥处理方式的复水比对比不明显;综合感官评价结果,真空冷冻干燥的火龙果干片的感官评分优于其他两组。     

仙草热泵干燥工艺优化

为优化仙草热泵干燥工艺条件,在单因素试验的基础上,采用响应面法优化热泵干燥仙草的工艺参数,以干燥温度、装载量、干后含水量为自变量探讨其对仙草多糖提取率影响。结果表明,响应面优化得到仙草热泵干燥最优工艺参数为干燥温度65℃、装载量0.70 kg/m2、干后含水量5%,采用该工艺条件,仙草多糖的提取率达到12.31%,与预测值相对误差为0.57%,表明响应面法优化仙草热泵干燥工艺具有可行性。     

胡萝卜热泵-远红外联合干燥工艺研究

采用热泵-远红外联合干燥工艺对胡萝卜片进行了干燥试验,研究了胡萝卜干燥预处理工艺、热泵干燥温度、远红外线辐射强度及联合干燥时间切换点对干燥速度、干燥能耗和类胡萝卜素损失率的影响。确定了胡萝卜热泵与远红外线联合干燥工艺的最佳工艺参数为:物料热烫时间120s,热泵干燥温度45℃,远红外热源辐射功率为2kW,热泵干燥与远红外切换点为物料含水率为50%。     

多指标综合评分法优化辣椒热泵-微波联合干燥工艺

为改善辣椒干燥品质及节能降耗,采用热泵-微波联合干燥辣椒。首先探讨不同热泵温度、微波功率和转换点含水率3个因素对辣椒含水率和色差的影响,以色差和含水率为初步考察指标,选择3因素的适宜范围。在此基础上,选择以上3因素为试验因素进行响应面法Box-Behnken中心组合试验设计,分别测定干制辣椒的辣椒碱、二氢辣椒碱、辣椒红素、色差、单位能耗和单位耗时,按照各指标的最大值为参照值进行归一化,赋予不同的权重系数进行多指标综合评分,通过响应面法对其优化,得到辣椒热泵-微波联合干燥的最佳工艺参数:热泵温度50.38℃、转换点含水率50.39%、微波功率286.14 W,最高综合评分为0.488 604。验证结果与试验结果相对误差4%,优化结果可靠。     

山药热泵干燥特性及数学模型的研究

本文以新鲜山药为原料,研究其热泵干燥特性及数学模型。以干燥温度、切片厚度为因素,研究其对山药热泵干燥特性的影响,并通过SAS8.0软件对实验数据进行拟合得出山药热泵干燥模型,得到了山药热泵干燥的干燥特性曲线和干燥速率曲线。干燥温度越高、切片厚度越薄,山药的干燥速率越快,干燥时间越短。干燥温度对山药热泵干燥的速率有较大影响,而切片厚度对干燥速率的影响较小;山药热泵干燥符合Page模型,模型拟合效果很好,经验证,模型预测值与实验值比较吻合,能正确反应山药干燥规律,该模型可以用来描述山药热泵干燥过程变化过程。对热泵干燥山药产品的品质进行分析表明,与热风干燥相比,采用热泵干燥方式山药具有较好的复水性,色泽呈乳白色,感官品质良好。     

苹果片气调热泵干燥特性及数学模型

研究苹果片充氮低氧热泵干燥的干燥特性,结果表明：温度、切片厚度对其干燥速率影响较大,风速和氧体积分数对干燥速率影响较小。通过干燥曲线的对数转换及线性拟合,确定苹果片的薄层干燥模型为Page方程。利用逐步回归法,确定由干燥温度、物料厚度、风速及氧体积分数表示的干燥常数k、n的表达式。通过实验值与计算值的比较,可知该模型具有较高的预测精度,能很好地描述苹果片充氮低氧热泵干燥过程。     

马铃薯小麦复合面条热泵干燥特性及数学模型的研究

以马铃薯粉及小麦粉为原料,制作复合面条,研究不同温度和风速作用下复合面条的热泵干燥特性,并建立热泵干燥数学模型。实验结果表明:干燥温度越高,风速越大,热泵干燥处理时间则越短;温度对复合面条的干燥速率影响较大,而风速影响较小,降速干燥阶段为热泵干燥过程的主要阶段;Midilli模型能很好地反映复合面条的干燥过程,拟合效果较好,实验值和预测值吻合度高;有效水分扩散系数与温度风速均呈正相关,热泵干燥能耗较低,活化能为21.16 kJ/mol。研究结果可为复合面条的热泵干燥提供参考。     

广式腊肉热泵薄层干燥数学模型研究

为提高广式腊肉干燥过程中能源利用效率和物料水分控制准确度,通过测定广式腊肉不同温度、风速条件下的热泵干燥水分比(MR),选用11种常用的薄层干燥数学模型进行拟合比较,根据模型的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和卡方(χ2)值确定了最佳模型;采用回归分析拟合了干燥模型常数、系数与干燥温度、风速之间的关系。结果表明：Two term模型比其他模型能更好地反映广式腊肉的热泵干燥规律,含水率的预测值与实际值吻合较好,在干燥温度50～60℃和风速0.4～1.0m/s的范围内,可以用来描述广式腊肉的热泵干燥进程。     

A new solution approach for simultaneous heat and mass transfer during convective drying of mango

The present investigation is contemplated to fill a gap in analytical modelling of coupled heat and mass transfer during convective drying process. A transport model to describe the temperature and moisture evolutions of mango slab is established. The main innovation introduced in this study is represented with the procedure of temperature and moisture predictions. Mango fruit dehydration can be easily simulated with implementation of the present advanced analytical technique at different operating conditions. Moreover, the temperature and moisture history of mango slice are presented for varying values of the drying air factors counting temperature, velocity, relative humidity and initial food temperature. This work confirms that notable time can be saved without sacrificing accuracy by applying proposed model. This method is expected to be useful for fast and accurate drying simulation. The agreement between published experimental results and model predictions is remarkable and an accurate simulation of experimental drying curves is obtained.     

热泵干燥温度对柿子片干燥特性及品质的影响

目的:探明热泵干燥温度对柿子片干燥特性和品质的影响。方法:以柿子为原料,研究干燥温度对柿子片干燥时间、干燥速率,以及干制品色泽、硬度、复水率、单宁、总糖、维生素C和总酸的影响。结果:当热泵干燥温度为65℃时,柿子片干燥速度快,干燥时间短,此时干燥产品色泽鲜艳,与鲜果色泽相近,复水性能好,硬度最低,口感最好,总酸和维生素C含量最高,总糖等营养成分含量适中。结论:柿子片的最适热泵干燥温度为65℃。     

Mathematical Modeling of the Convective Drying of Fruits and Vegetables

A proposed mathematical model, based on physical and transport properties and mass and energy balances, was developed for unsteady transport of momentum, heat and mass in granular beds of agricultural products (fruits and vegetables) under convective drying conditions. The model utilized water sorption isotherm equations and the change in solid density due to shrinkage. The unsteady-state differential equations for temperature and moisture profiles within the product were numerically solved using a central finite difference scheme. Experimental data on drying conditions and product drying rates agreed with the calculated results. A design and operation parameters optimization scheme, tested for grapes, resulted in minimized drying time and high quality dried product.     

Hot-air drying of whole fruit Chinese jujube (Zizyphus jujuba Miller): physicochemical properties of dried products

Drying characteristics of whole fruit was studied as distinct from fruit slices. Taking Chinese jujube as an example, shrinkage, density, vitamin C, colour and rehydration of whole fruit were measured in hot-air drying at 50, 60 and 70 °C. Unlike fruit slices or lumps where shrinkage volume typically equals the volume of removed water, volumetric shrinkage of Chinese jujube was much more than the volume of removed water. Change in shrinkage with moisture content was described using three linear regions. Increased drying temperature increases the retention of vitamin C and the extent of browning, while decreasing shrinkage and the density. The findings are useful for industrial drying of whole fruit of Chinese jujube but also possibly extend to drying of other drupes.