魔芋真空干燥特性及动力学模型的建立

为了实现魔芋的规模化真空干燥,缩短干燥时间,提高脱水制品的品质,降低生产能耗和成本。该文采用真空干燥技术将其干燥至安全含水率15%,选取温度(50、60、70℃)和真空度(0.04、0.05、0.06 MPa)为试验因素进行研究,考察了温度和真空度对魔芋切片干燥水分比MR和干燥速率DR的影响、水分扩散系数以及干燥活化能。利用6种常见食品干燥数学模型对实验数据进行非线性拟合,通过比较评价决定系数R~2、卡方χ~2、和标准误差eRMSE以及平均相对误差E得到较优模型模型并与BP神经网络模型进行对比检验。结果表明,魔芋切片真空干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程;魔芋真空干燥最佳动力学模型为BP神经网络模型,模型平均相对误差E为1.32%;在不同干燥条件下对魔芋有效扩散系数Deff和活化能Ea进行求解表明,有效水分扩散系数Deff与真空度和温度成正比,平均干燥活化能E_a为28.96 k J/mol。     

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。     

黄秋葵热风与远红外干燥特性、动力学及品质的比较

为获得黄秋葵干燥工艺条件,选取不同干燥方式、干燥温度对黄秋葵进行干燥,研究不同干燥工艺条件对干燥特性、动力学和品质的影响。结果表明：热风干燥速率受干基含水率的影响大,远红外干燥速率受干基含水率的影响小。Midilli 模型能准确描述黄秋葵热风和远红外干燥过程。在相同温度下,热风干燥的有效水分扩散系数比远红外干燥的大0.52～1.10 倍,热风干燥所需活化能比远红外干燥所需活化能低5 481.76 J/mol。干制品的VC 降解、复水比和硬度受温度和时间累积效应的影响。以干燥特性、动力学和干制品品质为指标,基于主成分分析获得黄秋葵干燥条件,热风温度70 ℃,干燥时间为300min,有效水分扩散系数为1.36×10-9m2/s,所得干制品VC 含量7.71mg/100g、复水比6.03、硬度3.25 N。     

银耳过热蒸汽联合低温干燥特性及动力学模型分析

该研究采用过热蒸汽联合低温对银耳进行干燥,考察过热蒸汽温度（110、115、120、125、130 ℃）、转换时间（9、15、21、27、33 min）和低温温度（40、45、50、55、60 ℃）对银耳干燥特性的影响,分别采用6 种曲线模型对过热蒸汽阶段进行拟合和6 种常用干燥数学模型对低温干燥阶段进行拟合,建立银耳过热蒸汽联合低温干燥的动力学模型。结果表明,过热蒸汽温度和低温温度对银耳干燥过程均有影响,但低温温度对干燥过程影响较大,温度越高,干燥时间越短。银耳在联合干燥过程中经历升速、恒速和降速阶段,在过热蒸汽干燥过程,升速阶段非常短,主要经历恒速干燥阶段;在低温干燥过程全程为降速干燥阶段。在过热蒸汽干燥阶段,水分有效扩散系数随着过热蒸汽温度升高而增大,水分有效扩散系数介于4.966×10-8 m2/s ～8.836×10-8 m2/s,干燥活化能为35.625 kJ/mol;在低温干燥过程,水分有效扩散系数随着低温温度升高而增大,水分有效扩散系数介于3.213×10-8 m2/s ～6.718×10-8 m2/s,干燥活化能为34.836 kJ/mol。通过模型拟合发现,三次多项式模型可较好地描述银耳过热蒸汽干燥过程;Logeriyhmic 模型可以较好地预测银耳在低温阶段的干燥过程。     

基于Weibull分布函数的花椒真空干燥动力学特性

为了缩短花椒真空干燥时间,提高其干制品品质,降低能耗,选取真空度V(0.02、0.04、0.06MPa)和干燥温度T(50、60、70℃)进行全面试验。对花椒尺度参数α、形状参数β、有效扩散系数D_(eff)及几何参数R_g进行研究,利用Weibull分布函数对数据进行拟合,计算花椒真空干燥平均干燥活化能E_a,通过加权评分法对各干燥条件下干制品品质进行综合评价。研究表明,干燥温度(T)和真空度(V)与干燥时间均呈正相关性;花椒形状参数β值为1.336 9~1.613 2,接近于1,即干燥特性曲线严格服从指数分布;有效水分扩散系数D_(eff)值为0.715×10~(-8)-2.244×10~(-8)m~2/s,不同干燥条件下,几何参数R_g值均接近于1,即估算有效系数D_(cal)与试验所得有效扩散系数D_(eff)非常接近,有效水分扩散系数线性拟合方程拟合度较高。对花椒真空干燥活化能Ea求解,其值为24.36 k J/mol,易于干燥;花椒色泽受温度影响较大,温度越低所得△E*值越小,即色泽变化越小,破壳率μ与干燥温度和真空度均呈正相关性。     

氢氧化钙处理鲜马铃薯渣干燥动力学研究

目的 探讨氢氧化钙[Ca(OH)2]处理鲜马铃薯渣的干燥效率及其干燥动力学。方法 研究干燥温度(30、40、50、60℃)、相对湿度(13%、33%、54%、75%)和载物量(10、30、50、70 g)对Ca(OH)₂处理鲜马铃薯渣的干燥曲线、干燥速率曲线、水分有效扩散系数以及干燥活化能的影响,并建立干燥动力学模型,将干燥特性曲线进行非线性拟合。结果 Ca(OH)₂处理鲜马铃薯渣主要为降速干燥,干燥温度越高,相对湿度越低,载物量越少,鲜马铃薯渣的干燥速率越快,水分有效扩散系数为2.48554×10^-11～13.15592×10^-11 m²/s,干燥活化能为12.06kJ/mol。Logarithmic为Ca(OH)₂处理鲜马铃薯渣拟合程度最好的干燥动力学模型。结论 经Ca(OH)₂处理的鲜马铃薯渣较容易干燥,Logarithmic模型可以较好描述其水分变化规律,为描述和预测Ca(OH)₂处理鲜马铃薯渣干燥过程中...     

普鲁兰基多糖成膜溶液干燥动力学研究

研究普鲁兰及普鲁兰—聚乙二醇可食用成膜溶液的干燥动力学。结果表明:所有样品在干燥过程中分为加速、降速和平衡3个阶段。纯普鲁兰样品干燥过程符合Wang and singh模型,普鲁兰—聚乙二醇复合膜液则符合Modified Henderson and pabis模型。当干燥温度由40℃升高到70℃,普鲁兰膜液的有效水分扩散系数从0.019 6×10~(-11) m/s~2增至0.255 7×10~(-11) m/s~2,而普鲁兰—聚乙二醇复合样品从2.400×10~(-11) m/s~2增至11.388×10~(-11) m/s~2。可见随着干燥温度的升高,膜液的有效水分扩散系数值也随之变大;并且在相同干燥温度下,普鲁兰膜液的有效水分扩散系数值比普鲁兰—聚乙二醇复合样品要低。通过Arrhenius类型方程计算得到普鲁兰膜液的干燥活化能为9 114.8kJ/mol,而普鲁兰—聚乙二醇复合膜液干燥活化能为2 475.2kJ/mol。     

线辣椒气体射流冲击干燥特性的研究

将气体射流冲击干燥技术应用于线辣椒的干燥,研究了未处理的线辣椒和经过划口并用过热蒸气烫漂处理的线辣椒在不同干燥温度(60、65、70、75、80℃)和风速(3、6、9、12m/s)下的干燥曲线、水分有效扩散系数以及干燥活化能。通过费克第二定律求出了线辣椒的水分有效扩散系数在1.07～3.29×10-10m2/s(未处理)和2.77～6.13×10-10m2/s(处理过的)的范围内随着干燥温度和风速的升高而升高,通过阿伦尼乌斯公式计算出了线辣椒的干燥活化能Ea为54.08kJ/mol(未处理)和38.98kJ/mol(处理过的)。     

胡萝卜丁中维生素C在热风辅助射频干燥过程中降解的动力学模型

目的研究热风辅助射频(hot air-assisted radio frequency,HA-RF)干燥过程中维生素C随温度变化的降解动力学模型。方法在6.5 cm极板间距和60℃热风系统条件下进行HA-RF干燥,重点研究胡萝卜丁中维生素C在干燥过程中的降解动力学,包括脱氢抗坏血酸(dehydroascorbic acid,DHAA)和抗坏血酸(ascorbic acid,AA)。总维生素C含量采用2,4-硝基苯肼分光光度法测定,AA采用2,6-二氯吲哚酚滴定法测定。结果HA-RF干燥过程中维生素C的降解规律符合一级可逆模型,其降解活化能为40.54 kJ/mol。DHAA活化能为35.83 kJ/mol,表明DHAA的稳定性低于AA。结论本研究使用的干燥温度为62.5~77.5℃,较高的干燥温度下维生素C降解速率较高,较低处理温度下的降解过程具有更好的模型适应度(R2>0.98)。     

白萝卜间歇微波热风耦合干燥过程干燥特性分析

对比不同的间歇微波功率与热风耦合干燥及间歇微波干燥对白萝卜干燥特性（水分比、有效扩散系数和活化能）、中心与表面温度和颜色的影响。结果表明,有效扩散系数随水分含量的下降先缓慢上升后快速上升,活化能随水分含量的降低先缓慢升高后快速升高,Logistic模型能很好地反映活化能和水分之间的关系,并且单独进行间歇微波干燥的样品的活化能较高。干燥条件设定为间歇比5 s/20 s,热风温度30 ℃的样品其在干燥过程中物料中心温度最低,中心温度与物料表面温度相差最少,且干燥产品颜色最好。     

马铃薯片热风干燥特性及收缩动力学模型

为提高马铃薯片的热风干燥效率及品质,控制其干燥过程中的收缩变形,本文研究了不同热风温度（45、55、65、75 ℃）和切片厚度（3、5、7、9 mm）对马铃薯片热风干燥特性曲线、有效水分扩散系数及活化能等指标的影响。结果表明,干燥室内热风温度越高、马铃薯切片厚度越小时,干燥速率越快。在研究范围内,马铃薯片的有效水分扩散系数在5.02×10?10~11.53×10?10 m2/s范围内,其值随热风温度升高或切片厚度减小而增大。此外,研究发现Weibull分布函数能够很好地描述马铃薯片的降速干燥过程和收缩动力学模型。通过Arrhenius方程计算得到马铃薯片的干燥活化能和收缩活化能分别为27.35和46.44 kJ/mol,马铃薯片干燥比收缩消耗活化能少。本研究为马铃薯片在热风干燥加工中水分迁移和体积收缩变化的预测提供了理论依据和技术支撑。     

南美白对虾中短波红外干燥特性及模型拟合

目的 研究南美白对虾中短波红外干燥(medium-short-wave infrared drying, MSWID)特性及其干燥模型拟合。方法 在不同温度下(50、60、70℃)对南美白对虾进行干燥试验,并以热风干燥(hot air drying, HAD)为对比。采用8种常用干燥模型对试验数据进行非线性回归拟合,确定最佳干燥模型,并对干燥模型进行验证。并进一步分析不同温度下南美白对虾有效水分扩散系数和干燥活化能。结果 南美白对虾MSWID过程中,干燥温度对干燥过程影响显著,提高干燥温度可提高干燥速率,加快干燥进程。比较模型评价指标发现,Two-term exponential模型可以很好的拟合南美白对虾干燥数据,模型预测值和试验值误差仅为2.09%,可较准确的预测干燥过程中南美白对虾的水分变化规律。二阶多项式回归方程可预测水分比随干燥温度和时间的变化。随着干燥温度的升高,MSWID和热风干燥的有效水分扩散系数分别从2.3721×10^-9 m²/s、2.3027×10^-9 m²/s升高到3.402...     

黄山臭鳜鱼热风干燥动力学及其品质特性

为提高黄山臭鳜鱼干燥效率及成品品质,研究不同干燥温度(55,65,75,85,95℃)条件下臭鳜鱼鱼肉的干燥特性和品质变化。结果表明,热风干燥温度在55～95℃范围,臭鳜鱼鱼肉的有效水分扩散系数D_eff在2.8848×10^-10～8.8663×10^-10m²/s范围,温度越高,有效水分扩散系数越大,其扩散活化能E_a为27.9370 kJ/mol。通过模型拟合发现,Page模型能准确描述臭鳜鱼热风干燥过程中水分迁移情况。不同干燥温度对臭鳜鱼品质影响显著,当温度为75℃时,鱼肉复水比最大,为3.03±0.13,多肽含量最高,为(3.79±0.25)g/100 g,抗氧化作用最显著,以75℃热风干燥对鱼肉的质构特性与综合品质较好。研究结果阐明了臭鳜鱼干燥特性与品质的相关性,为黄山臭鳜鱼干燥加工过程中品质调控优化提供理论参考。     

中短波红外和热风干燥对番木瓜干燥特性及品质的比较

本文以干燥特性、色泽、复水性以及抗坏血酸保留率为评价指标,研究了不同干燥温度(60、70、80、90℃)下中短波红外辐射和热风干燥对番木瓜片品质的影响。结果表明:与热风干燥相比,相同温度条件下中短波红外干燥速率更快,所需干燥时间更短;随着干燥温度的升高,两种干燥方式下的水分有效扩散系数均呈升高趋势,番木瓜片中短波红外干燥和热风干燥水分有效扩散系数分别为0.58546×10-10~9.87313×10-10 m2/s、0.01179×10-10~4.88646×10-10 m2/s;番木瓜片中短波红外干燥的活化能32.13 k J/mol低于热风干燥的活化能33.28 k J/mol;此外,中短波红外干燥后番木瓜片的色泽和产品的复水性更好,而番木瓜片的中短波红外干燥抗坏血酸保留率低于热风干燥。综合考虑,试验范围内中短波红外干燥温度为70℃条件下所得产品的品质最好。     

黄芪切片热风干燥特性及动力学模型研究

分别研究热风温度(40,50,60℃)、风速(0.4,0.8,1.2m/s)和切片厚度(3,6,9mm)对黄芪切片热风干燥曲线、有效水分扩散系数、复水比和色差的影响,利用Weibull分布函数对试验数据进行拟合,并计算黄芪切片热风干燥活化能。结果表明:黄芪切片热风干燥属于降速干燥过程,热风温度和切片厚度对干燥时间影响较大,干燥过程服从Weibull分布函数(R~2=0.995 1~0.999 2);有效水分扩散系数为0.321×10~(-7)~1.178×10~(-7) m~2/s,热风温度和切片厚度对其影响较大,呈正相关性;干燥活化能为56.49kJ/mol,说明干燥操作较易实现;黄芪切片干制品复水比为2.02~2.43,随热风温度的升高而减小,随切片厚度的增加而增大;色差为1.96~7.01,随热风温度和风速的增加而增大,随切片厚度的增加而减小。     

皂荚籽热风干燥特性及干燥动力学模型研究

目的:为了研究皂荚籽干燥特性,为其机械化剥离应用提供理论参考。方法:研究了不同温度(70、90、110与130℃)与不同预处理方法(清水、碳酸氢钠溶液、焦磷酸二氢二钠溶液和酒石酸氢钾溶液浸泡)对皂荚籽干燥动力学的影响,使用Lewis模型、Page模型与Weibull分布函数对其干燥特性曲线进行非线性拟合并进行评价,并通过应面回归模型建立起干燥动力学模型。结果:皂荚籽干燥过程存在明显的升速降速段,且干燥温度越高,干燥速率越快,预处理方法对其干燥速率有一定影响。通过比较各模型的分别是决定系数()、卡方检验值()、残差平方和()与均方根误差(),结果显示Weibull分布函数能更好地模拟皂荚籽干燥过程,形状参数()随温度的升高而降低,尺寸参数()与预处理方法有关。计算了皂荚籽干燥过程的有效水分扩散系数()及其估算值()与活化能(),水分扩散系数及其估算值随着温度的升高而升高,经过酒石酸氢钠溶液预处理的皂荚籽的活化能低于其它预处理方法,可大大提高皂荚籽干燥效率。结论:经碳酸氢钠溶液预处理的皂荚籽干燥较容易发生,Weibull函数能较好地描述皂荚籽干燥过程中水分含量的变化规律,酒石酸氢钠溶液可以降低皂荚籽的活化能。该研究可为皂荚籽干燥提供理论和技术基础。     

百合热风干制动力学的研究

为了探讨热风温度对百合热风干制动力学的影响,分别将百合鳞片和百合切丝置于65～85℃的热风干燥箱内进行干制处理,并采用5种常见食品薄层干燥模型对实验数据进行非线性拟合,通过比较评价决定系数(R~2)、卡方(χ~2)和均方根误差(RMSE)等统计数据确定百合薄层热风干燥过程的最优模型。结果表明:百合薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。Page模型是描述百合薄层热风干燥过程的最优模型。不同干燥条件下有效水分扩散系数D_(eff)和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度升高而增加,在干制温度范围内,百合切丝有效扩散系数的值在7.73～14.12×10~(-9)m~2/s之间变化,而百合鳞片有效扩散系数的值在4.12～9.49×10~(-9)m~2/s之间变化。对于百合切丝和百合鳞片,活化能Ea分别为30.37和42.42 k J/mol。百合切丝干制能缩短干制时间,减少能量消耗。     

湿芝麻渣的干燥特性与特征参数研究

为了有效处理高含水率且黏度很大的湿芝麻渣,对不同温度条件下(50～120℃)湿芝麻渣的干燥特性以及干燥后芝麻渣氨基酸组成及含量的变化进行了研究。结果表明:干燥温度越高,有效水分扩散系数越大,干燥速率越快;温度从50℃升高到120℃,有效水分扩散系数从5. 47×10~(-10)m~2/s升高到4. 29×10~(-9)m~2/s,表观活化能为32. 84 kJ/mol,而且50℃和120℃两种温度下干燥后的芝麻渣氨基酸组成及含量并没有太大差异。通过扫描电镜观察芝麻渣的表面结构,发现120℃下干燥的芝麻渣比50℃下干燥的芝麻渣水通道更多,结构更疏松。     

苹果汁中维生素C热降解动力学研究

为了探索温度对苹果汁中维生素C降解的影响以及维生素C的降解动力学规律,采用可逆的一级反应模型,对加热温度30、40、50、60、70℃条件下苹果汁中还原型维生素C(AA)和氧化型维生素C(DHA)含量的变化及降解动力学进行了研究,结果表明:60℃的AA反应速率最大,DHA反应速率基本随着温度升高而增大;温度升高,可逆反应速率常数增大,其它降解途径速率常数变化不明显;AA无氧氧化速率与温度有一定关系,50℃的AA无氧氧化速率最大,70℃的AA无氧氧化速率最小;AA和DHA热降解反应活化能均低于一般化学反应活化能,说明苹果汁中维生素C热稳定性较差。维生素C的降解主要是有氧氧化反应,苹果汁中维生素C无氧降解速率比有氧降解速率慢;温度升高,苹果汁中维生素C有氧降解速度加快,无氧降解速度变化不明显。在苹果汁加工工艺中应尽量隔绝氧气,采用高温(70℃)短时热处理。对成品苹果汁应采用低温贮藏。     

单粒莲子热风干燥特性及其干燥动力学

为了提高莲子干燥品质、缩短干燥时间并降低能耗,采用恒温和分段变温两种干燥方式对单粒莲子进行了50~90℃恒温和60(2~4 h)~80℃变温热风干燥试验,研究莲子表观变化、复水性、干燥能耗及干燥特性,计算不同干燥条件下的有效扩散系数和活化能。试验表明:在恒温干燥条件下,温度越高,干燥时间越短,而莲子色泽、复水性等品质则越差;在分段变温条件下,干燥时间较60℃恒温干燥缩短了,但品质均有所提高,60℃(3 h)~80℃变温干燥莲子的复水性优于60℃(2 h)~80℃和60℃(4 h)~80℃变温干燥,为169.41%,单位能耗比60℃恒温干燥减少2033 k J/g。根据菲克第二定律,得到莲子50~90℃恒温干燥有效扩散系数变化范围为1.79×10~(-9)~5.83×10~(-9) m~2/s,60℃(2~4 h)~80℃变温干燥平均有效扩散系数变化范围为2.97×10~(-9)~2.44×10~(-9) m~2/s。由Arrhenius方程建立有效扩散系数与温度的关系,得到莲子水分活化能为28.33 k J/mol。试验结果为莲子干燥工艺参数优化及干燥设备设计提供参考。