火龙果热泵干燥数值模拟及试验

目的:提高火龙果干制品的品质。方法:基于多孔介质理论和菲克定律,建立火龙果传热传质与固体力学多物理场耦合的数学模型,并研究火龙果在热泵干燥过程中的温度与含水率的变化规律。结果:考虑体积收缩的模型计算精度更高,达到干燥标准时,模拟值与试验值的最大相对误差为9.2%。火龙果片在干燥初期温度分布由表面向中心逐渐降低,后期达到平衡,而水分分布呈相反趋势。火龙果片在热泵干燥过程中的温度、湿度梯度力是导致其收缩变形的主要因素。不同干燥温度和切片厚度下火龙果片的干基含水率的计算值与试验值变化趋势一致,相对误差均<10%,证明了模型的准确性。结论:试验建立的多物理场耦合的数学模型能够准确模拟火龙果热泵干燥过程。     

响应面法优化火龙果真空冷冻干燥工艺

目的：提高火龙果冻干品酥脆度。方法：以美龙1号红肉火龙果为研究对象,通过pearson分析选出与感官评价相关性最高的多孔率为检测指标,考察切片厚度、预冻时间、干燥气压和干燥时间对火龙果冻干品品质的影响,并采用Box-Behnken响应面分析法优化火龙果真空冷冻干燥工艺。结果：切片厚度、预冻时间和干燥时间与火龙果冻干品的多孔率线性相关显著;最佳工艺条件为切片厚度7 mm、预冻时间30 h、干燥气压43 Pa、干燥时间40 h,此工艺生产的火龙果冻干品多孔率最高、表面平整、口感酥脆、颜色均匀鲜艳。结论：利用响应面法改进切片厚度、预冻时间、干燥气压和干燥时间工艺参数可以提高火龙果冻干品品质。     

真空冷冻干燥时间的计算

在升华干燥阶段应用传热传质理论对冰均匀退却 (URIF)模型进行了改进与完善 ,在解吸干燥阶段假设结合水的脱除随物料温升的变化率为常数 ,建立了冷冻干燥模型。通过解析求解 ,得出了冷冻干燥过程时间的解析表达式 ,在工程应用中预测冻干时间十分方便     

红心火龙果热风干燥动力学模型及品质变化

为提高红心火龙果干燥效率及产品品质,研究了不同火龙果片厚度（6、8、10、12?mm）和干燥温度（50、60、70、80?℃）条件下火龙果片干燥特性和品质变化。结果表明：厚度越小,干燥温度越高,火龙果片的干燥速率越快,干燥时间越短。通过模型拟合发现,Page模型能够较好地反映热风干燥过程中火龙果片水分比随厚度和干燥温度的变化。红心火龙果片有效水分扩散系数在3.537?4×10－10～19.942?6×10－10?m2/s之间;厚度为6、8、10、12?mm时,对应的活化能分别为32.985?7、27.086?1、26.889?4、17.792?9?kJ/mol。在干燥温度70?℃、切片厚度6?mm、干燥时间6?h下,火龙果片的总酚含量和抗氧化能力较高。干燥温度和切片厚度对火龙果片色泽影响不明显。     

冻干草莓内部孔隙率的分布及其影响的实验研究

冻干食品内部是多孔的疏松结构，针对不同预冻结速率和厚度的草莓，进行了冻干实验，采用微型CT扫描仪对冻干样品进行扫描和图像重构，计算得到了孔隙率。测量了冻干过程失水率，冻干后复水比，并且用二甲苯-二氯靛酚比色法测定了冻干前后抗坏血酸的值。结果表明：预冻结速率越快，孔隙率越小，且超速冻（速率大于10em／h）的孔隙率基本维持在一恒值10％。物料厚度越大，升华干燥速率越慢，孔隙率越大，复水比越大。8mm切片抗坏血酸保持得最好，并且孔隙率越大，抗坏血酸保持率越低。     

油菜籽热风干燥传热传质与优化的研究进展

油菜是经济价值高、发展潜力大的油料作物,也是蛋白质、饲料、蜜源和能源作物,油菜籽的干燥和储存联系油菜高产栽培和油脂深加工综合利用。本文在分析油菜籽干燥特点和主要干燥技术的基础上,综述了油菜籽热风干燥传热传质与优化的研究进展,以期为油菜籽热风干燥装置设计、干燥工艺、参数和过程优化等的研究提供依据。目前,有关油菜籽热风干燥传热传质与优化的研究多限于实验层面,不具有广泛适用性。传统干燥理论和模型大多以Luikov理论和Whitaker理论为基础,对其适当简化或修正,由于假设多孔介质为均匀分布连续介质,无法揭示局部和整体之间的本质联系。将分形理论与孔道网络模型相结合是多孔介质干燥尺度综合的有效方法。数值研究有宏观、多尺度和微观三个层面,借助CFD技术可以有效获悉干燥速率、能量消耗和湿分分布等信息,以优化干燥装置和过程控制。油菜籽热风干燥实验研究主要集中在干燥特性、干燥品质及其测量技术等方面,为获得良好的干燥品质,应注意干燥工艺、参数和过程优化。     

基于COMSOL的平房仓冷却通风过程中粮堆热湿耦合传递研究

粮仓冷却干燥通风是确保储粮安全的重要技术措施,在此过程中粮堆内部的热湿耦合迁移过程非常复杂。在COMSOL软件中,建立了冷却干燥通风过程中高大平房仓的三维物理模型,通过修改COMSOL内置材料方程、耦合渗流、能量守恒、动量守恒和水分迁移控制方程,以实测的送风空气温度和湿度为入口边界条件,数值模拟了湍流、湿空气传热、湿空气传质、多孔介质传热、多孔介质传质等多个物理场,并考虑了热湿耦合、温度耦合和流动耦合,对高大平房仓粮堆内冷却干燥通风过程中的热湿迁移规律进行了研究。基于实际高大平房仓的验证结果表明,通过修改COMSOL内置方程可以准确模拟预测冷却干燥通风过程中粮堆内热湿耦合传递过程,数值模拟结果可用于指导粮仓冷却干燥通风过程和粮仓通风系统优化。     

喀斯特环境火龙果真空冷冻干燥工艺研究

研究火龙果真空冷冻干燥工艺条件,探索火龙果真空冷冻干燥的工艺参数,提高火龙果附加值。分别对3个影响真空冷冻干燥的因素设计正交试验,研究不同切片厚度、升华温度、解析温度对火龙果感官品质及内在品质的影响。结果表明:感官评分优化的最佳工艺参数为:厚度8 mm、升华温度25℃、解析温度50℃;VC含量评分优化的最佳工艺参数为:厚度10 mm、升华温度25℃、解析温度40℃;蛋白质含量优化的最佳工艺参数为:厚度8 mm、升华温度15℃、解析温度45℃。总膳食纤维含量优化的最佳工艺参数为:厚度10 mm、升华温度15℃、解析温度45℃;糖酸比优化的最佳工艺参数为:厚度10 mm、升华温度20℃、解析温度50℃。综合分析得出火龙果最佳干燥工艺条件为:厚度10 mm、升华温度25℃、解析温度50℃,所得火龙果感官得分95、VC含量74 mg/100 g、蛋白质含量9 g/100 g、总膳食纤维含量22.5 g/100 g、糖酸比64.37。     

速溶茶中试冻干过程模拟研究

目的 采用数值模拟方法预测和优化冻干速溶绿茶粉的中试试验生产工艺。方法 通过有限元法建立二维传热传质相变模型, 模型模拟茶粉冻干过程中温度场、压力场、水分迁移的变化过程。结果 利用模型优化的生产工艺为: 物料铺盘厚度调整为15 mm, 采用阶段升温方法, 在升华干燥0~2 h、2~4 h、4~6 h、6~8 h及8~26.5 h五个时间段中, 调整环境辐射温度为0、10、30、50、60℃。按上述工艺生产所得的速溶绿茶粉的水分含量(质量分数)是(3.9±0.19)%, 各项理化指标符合国家产品标准要求。结论 该模型的预测结果与试验结果相吻合, 采用数值模拟方法可以用于预测和优化冻干速溶茶粉的中试试验生产工艺, 为今后进一步的产业化生产提供参考与借鉴。     

基于介电特性的白蘑菇微波冻干传热传质模拟

真空冷冻干燥技术常用来生产高品质的冻干白蘑菇,但其能耗大、干燥时间长的缺点限制了其推广应用。与传统冷冻干燥技术相比,微波冷冻干燥可节约干燥时间和能耗,同时可保持其冻干产品的特点。微波冷冻干燥过程的质热传递现象极为复杂,其过程的预测对干燥过程的控制至关重要。此外,目前国内外对于微波冻干过程的传热传质模拟都未考虑物料介电损耗因子变化会导致其微波吸收特性的改变,故模拟结果都不甚理想。本文通过矢量网络分析仪对白蘑菇介电特性进行精确测定,得出白蘑菇介电损损耗因子相对其温度和水分含量的回归方程;在此基础上利用较为通用的升华-冷凝模型对微波冻干过程质热传递进行了数值模拟研究,通过白蘑菇微波冻干试验验证,表明考虑了介电特性的微波冻干质热传递模型可对物料温度分布进行较准确的预测。     

固态发酵食醋醅真空冷冻干燥工艺优化

以苦荞为原料,辅以沙棘果渣、杜仲叶和燕麦麸皮,以老陈醋传统酿造法制得的醋醅,经真空冷冻干燥、粉碎后制得醋粉。设置升华温度、解析温度、物料厚度为三个评价因素,以干燥速率和干燥醋醅总酸含量为响应值,经单因素和响应面试验,优化醋醅冻干工艺,确定最佳工艺条件为升华温度29℃,解析温度33 ℃,物料厚度3 cm。该优化冷冻干燥条件下,醋醅干燥速率为3.67%/h,干醅总酸含量为8.71 g/100 g,为后续的相关冻干研究提供了理论基础。     

Physicochemical and nutritional properties of spray-dried pitaya fruit powder as natural colorant

Pitaya commonly known as dragon fruit is very popular of its intense color, constituent minerals, vitamins, and antioxidant properties. In this study, physiochemical properties of whole pitaya fruit powder as influenced by 2 different maltodextrin concentrations (20 and 30%) and 4 different inlet temperatures (145, 155, 165, and 175°C) were carried out. As inlet temperature increased moisture content and water activity decreased and this change was apparent at high concentration of maltodextrin. The best spray drying condition in relation to betacyanin content was 155°C inlet temperature and 20% maltodextrin concentration. Concerning the flowability, all factors and their levels resulted in poor flowing powder. From nutritional point of view, pitaya fruit powder was found rich in protein, fat, ash, fiber, and antioxidant. This study indicated that the pitaya fruit powder produced from whole pitaya fruit has potential to use as natural coloring agent and a health supplement.     

草鱼片冰温真空干燥特性及数学模型

本文以草鱼片为试材,研究了不同真空压力(600~700、1100~1200、1600~1700 Pa)、不同物料厚度(3、5、7 mm)条件下草鱼片冰温干燥特性,通过水分比的变化拟合草鱼片冰温干燥数学模型。实验结果表明:真空压力和物料厚度均对草鱼片冰温干燥的速率有较大影响,真空压力越低、草鱼片厚度越薄,干燥用时越短。Midilli模型能较好的模拟草鱼片冰温真空干燥过程,Midilli模型的R2>0.997,χ2<0.08‰,RMSE<0.85%,模型预测值与实验值很好吻合,可以用来描述草鱼片冰温干燥进程。     

基于升华和解析干燥结束点杨梅冻干工艺优化

以东魁杨梅为研究对象,利用自制在线测量系统,实时测量和采集杨梅在冷冻干燥过程中的重量和温度及其变化曲线,对采集的数据进行分析,再结合杨梅冻干制品的吸湿率变化,判断升华干燥时间终结点,根据样品中心温度变化率或重量变化率趋于零时判断为解析干燥结束点。研究结果表明,杨梅冻干工艺优化条件为:杨梅共晶点平均温度-20.5℃,共熔点平均温度-17.7℃,升华干燥阶段搁板温度-20.0℃,升华时间30.0h,解析干燥阶段搁板温度50.0℃。该条件下生产的冻干杨梅色泽为紫红色,形态完整,质密松脆,具有杨梅的浓郁气味,便于贮藏。     

Isolation and Identification of Lactic Acid Bacteria from Fermented Red Dragon Fruit Juices

Abstract: Red dragon fruit or red pitaya is rich in potassium, fiber, and antioxidants. Its nutritional properties and unique flesh color have made it an attractive raw material of various types of food products and beverages including fermented beverages or enzyme drinks. In this study, phenotypic and genotypic methods were used to confirm the identity of lactic acid bacteria (LAB) appeared in fermented red dragon fruit (Hylocereus polyrhizus) beverages. A total of 21 isolates of LAB were isolated and characterized. They belonged to the genus of Enterococcus based on their biochemical characteristics. The isolates can be clustered into two groups by using the randomly amplified polymorphic DNA method. Nucleotide sequencing and restriction fragment length polymorphism of the 16S rRNA region suggested that they were either Enterococcus faecalis or Enterococcus durans. Practical Application: Current research revealed the use of biochemical analyses and molecular approaches to identify the microbial population particularly lactic acid bacteria from fermented red dragon fruit juices.     

响应面法优化杂粮醋粉真空冻干工艺

以苦荞面、燕麦麸皮、黑豆皮为原辅料,采用山西老陈醋传统工艺进行酿造、熏醅,熏醅后物料经真空冷冻干燥、粉碎后制备杂粮醋粉。以干燥速率和总酸含量为指标,通过单因素及响应面实验,对冻干杂粮醋粉的影响因素进行分析。结果表明:冻干最佳工艺条件为预冻温度-40 ℃、物料厚度9 mm、升华温度28 ℃、解析温度33 ℃,此时杂粮醋粉干燥速率为3.60%/h,总酸含量为8.53 mg/g。本研究为杂糖醋粉的工厂化生产提供了理论依据。     

响应面法优化冬枣冻干工艺参数

在200Pa真空条件下,探索冬枣切片的厚度、升华干燥供温、解析干燥供温对枣中VC含量的影响。通过二次通用旋转回归组合响应面设计试验建立冻干因素与VC含量之间的回归模型。采用SAS 9.2软件进行响应面分析,得到冬枣最佳真空冷冻干燥工艺参数为枣片厚度5.5mm、升华温度－22.1℃、解析温度20.6℃。所建模型拟合较好,可以为生产提供参考。