龙眼间歇真空微波干燥动力学研究

针对龙眼原料受热不均匀和微波干燥速率过快与局部过焦的问题,采用间歇微波与变功率微波相结合的方式进行龙眼真空微波干燥,从功率密度、真空度、装载量三方面分析龙眼果肉在真空微波干燥过程中水分比及干燥速率的变化,并建立薄层拟合模型;以颜色、总酚含量、复水性为考察指标,建立功率密度、真空度、装载量三因素三水平的正交试验,优化最佳龙眼间歇真空微波干燥工艺。试验结果表明:龙眼间歇真空微波干燥有效扩散系数随着微波功率密度增加、真空度升高以及装载量减少呈上升趋势;7种数学模型中Two-term model模型拟合效果最好;功率密度12 W/g,真空度90kPa,装载量100g为龙眼间歇真空微波干燥的最佳干燥工艺。     

龙眼果肉微波干燥特性及干燥模型研究

探讨不同微波功率密度(P/m)对龙眼果肉干燥过程中水分比MR、失水速率及干燥时间的影响,结果表明龙眼果肉微波干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。采用7种常见食品薄层干燥模型对试验数据进行非线性拟合,通过比较决定系数R2、均方根误差RMSE、卡方χ2,结果表明Midilli模型是表述龙眼果肉微波干燥的最优模型。对不同微波功率密度下的有效扩散系数Deff及活化能Ea进行求解,结果表明有效扩散系数Deff随功率密度的增大而增大,Deff的值介于0.7057×10-9～1.8×10-9m2/s之间,平均活化能为1.266W/g。     

热风和微波干燥对龙眼品质的影响

为了获得品质优良的龙眼干制品,研究分析了龙眼果肉在热风和微波两种干燥过程中的品质变化。结果表明,两种干燥方法下果肉褐变度变化均与多酚氧化酶(PPO)活性相关;过氧化氢酶(POD)活性的激活与果肉水分质量分数相关;PPO对温度的敏感性高于POD;抗坏血酸褐变不是引发果肉褐变的主要原因;双层堆积厚度下微波干燥较均匀,制得龙眼质构较优。通过对比分析,微波干燥的效率显著高于热风干燥,且微波干燥下果肉褐变度及PPO活性均低于热风干燥,故微波干燥法比热风干燥法更适合用于龙眼干燥加工。     

玛咖切片的微波真空干燥特性及品质特征

为缩短玛咖切片干燥时间,提升干制品品质,实验采用微波真空干燥技术对玛咖切片进行脱水处理,研究了其在不同干燥条件下的干燥及品质特征;通过逐步回归分析构建了干制品品质与干燥条件之间的数学模型;利用加权综合评价对不同条件下玛咖微波真空干燥过程进行对比研究。结果表明:微波密度对干燥速率及产品品质的影响更为显著(p0.05);Weibull分布函数能够高精度描述(R~20.99)玛咖切片微波真空干燥过程中水分比随时间的变化规律;玛咖切片微波真空干燥有效水分扩散系数在2.98×10~(-12)～5.08×10~(-12)m~2/s之间,且有效水分扩散系数受微波密度影响更明显;逐步回归分析能够准确构建(R~20.99)玛咖切片干制品品质与干燥条件之间的数学模型;当微波密度和干燥压强分别为1.5 W/g和300 Pa时,玛咖微波真空干燥过程综合评分值最高,该条件最适合应用于玛咖切片微波真空干燥。     

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。     

基于Weibull函数的超声渗透罗非鱼片真空微波干燥模拟

为建立罗非鱼片干燥过程动力学模型,以超声波辅助渗透处理后的罗非鱼片为研究对象,利用真空微波干燥设备,探讨不同厚度(5、7、9 mm)、微波功率(264、330、396 W)以及真空度(0.05、0.06、0.07 MPa)对罗非鱼片干燥过程的影响,采用3种经典薄层干燥模型和Weibull函数对其干燥曲线进行非线性拟合分析。结果表明:干燥时间对干燥条件的依赖性很大,随着鱼片厚度(T)、微波功率(W)和真空度(V)的改变而变化;Weibull模型拟合优度较好;基于Weibull函数计算求得估算有效水分扩散系数(D_(cal))在1.187 7×10~(-6)～2.052 1×10~(-6) m~2/s范围内随着微波功率(W)与真空度(V)的增加而增大;几何参数R_g与厚度(T)、微波功率(W)及真空度(V)呈负相关;在实验范围内根据Arrhenius方程计算出干燥活化能为0.92 W/g,干燥较易实现。该研究可为真空微波干燥罗非鱼片工艺条件的完善和Weibull函数在罗非鱼片真空微波干燥技术的运用提供参考。     

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(T_2)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) m~2/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,R~2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。     

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。     

基于温度控制的猕猴桃片微波真空干燥特性研究

目的：研究温度控制下猕猴桃片微波真空干燥特性,并确定其最佳数学干燥模型。方法：以猕猴桃片为原料,利用自制的温度自适应微波真空干燥机干燥猕猴桃片,研究不同控制温度、真空度和微波功率密度对其干燥特性和水分有效扩散系数的影响,利用SPSS 19.0软件将试验数据与6个常用的薄层干燥模型进行非线性拟合,以确定系数R²,均方根误差R_MSE及卡方χ²作为评价指标,筛选出最佳干燥模型。结果：温度控制条件下的猕猴桃片的微波真空干燥为降速干燥过程,无明显恒速阶段。在试验范围内,控制温度与真空度对猕猴桃片的干燥特性影响显著,控制温度越高、真空度越大,物料的干燥速率越大;根据费克第二定律计算出猕猴桃于温度控制下微波真空干燥过程中的水分有效扩散系数,且随着控制温度与真空度的增大而增大,其最大值为6.814 97×10^-6 m²/s,平均活化能为70.77 kJ/mol。所选用的6个模型中,Two-term exponential模型具有最大的确定系数R²（0.999 9）,最低的R_MSE（0.002 02）和最小的χ²（0.000 30）,是猕猴桃片温度控制下微波真空干燥的最佳模型。结论：控制温度、真空度对猕猴桃片微波真空干燥特性、干燥速率和水分有效扩散系数具有显著影响。在试验范围内,Two-term exponential模型的拟合度最高,可有效描述猕猴桃片温度自适应下微波真空干燥过程中的水分随时间的变化规律。     

板栗片微波真空干燥的动力学模型及品质分析

为获得干燥速率快、品质高的板栗制品,以新鲜板栗为原料对其进行微波真空干燥处理。研究了板栗片在不同真空度、微波功率条件下的微波真空干燥特性。根据试验数据建立板栗微波真空干燥的水分比与干燥时间关系的动力学模型,对模型进行拟合检验,同时对不同干燥条件的板栗品质进行评价。结果表明:微波强度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。在试验范围内水分有效扩散系数随着真空度升高而升高,随着微波功率的升高而升高,而且功率对板栗水分有效扩散系数的影响比真空度更显著。利用Fick第二定律求出其范围为3.5462×10^-9~2.128×10^-8m^2/s。通过对板栗干燥动力学数学模型拟合发现,Page模型对板栗片干燥过程的拟合性最好,模型的预测值与实验值吻合性好,可以用来描述和预测板栗的微波真空干燥过程。在真空度-20 kPa、微波功率3 kW干燥条件下,板栗片的亮度L*值最大为71.77且板栗片的质地最优,与其他干燥条件下有显著差异(p<0.05),。该研究为微波真空干燥技术应用于板栗的干燥提供了技术依据。     

热风微波干燥龙眼肉工艺的优化

针对龙眼肉原料受热不均匀和微波干燥速率过快与局部过焦的问题,尝试在干燥前将原料均匀涂抹经过适度加热的玉米调和油,然后再进行热风微波干燥,旨在通过降低微波干燥的加热速度来提高龙眼肉的生产效率和产品品质。文中建立了具体的感官评价体系,从功率密度、加热方式、初始含水率3个方面分析添加油脂膜的龙眼肉在微波干燥过程中的颜色变化、干燥速率变化、感官评价变化。实验找到了经油脂涂膜处理的龙眼肉在热风微波干燥工艺的优化点:4W/g功率、微波10s间歇40s、初水分含量50%～60%、食用油脂含2%～4%。与未使用任何预处理的热风微波干燥龙眼肉相比较,该工艺可以得到更加良好的品质,且保质期在6m。     

猪肉的微波干燥与能耗分析

目的:探究猪肉微波干燥特性,优化肉类微波干燥过程。方法:采用微波频率为2 450 MHz,微波输出功率为70,140,210,280,350,420 W的微波干燥设备,对干燥质量为20,25,30 g的猪肉进行微波干燥处理;并选用5种经典薄层干燥模型对干燥数据进行非线性拟合,以均方根误差和决定系数为评价指标,筛选出最佳干燥模型。结果:Logarithmic模型为猪肉微波干燥的最佳模型,猪肉微波干燥的最优平均单位能耗为10.89 MJ/kg,微波干燥效率为20.72%。结论:猪肉微波干燥最佳模型为Logarithmic模型,当猪肉质量为25 g、微波功率为210 W时,能够明显降低微波的平均单位能耗,并且提高微波干燥效率。     

青萝卜真空薄层干燥动力学模型研究

研究了青萝卜在不同温度、真空度条件下的真空干燥特性。选取3个常用的薄层干燥数学模型,并采用非线性回归法对实验数据进行拟合,建立青萝卜薄层干燥数学模型。结果表明：青萝卜的干燥过程可以分为2个阶段,加速期和降速期,没有出现恒速期;比较各模型的相关系数R2,结果表明Page 模型拟合效果最好,并考察了温度和真空度对Page模型常数k和n的影响。经验证,该模型能准确地描述和预测青萝卜真空干燥过程中水分的变化规律。     

基于综合加权评分法研究不同干燥方法对龙眼肉品质特性的影响

为了提高龙眼肉干制品的品质,采用太阳能辅助热泵干燥、微波真空干燥、热风干燥、热泵干燥等干燥方法对龙眼肉进行干制,并应用综合加权评分法对龙眼肉干制品感官品质、单位能耗、多糖含量等指标进行评价。结果表明:太阳能辅助热泵干燥龙眼肉所测指标的综合加权评分在4种干燥方法中得分最高。该方法可作为最佳干燥方法应用于生产。     

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) m~2/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R~2平均值最大,χ~2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。     

龙眼真空微波干燥过程中香气成分的研究

以真空微波干燥设备制备龙眼干,采用顶空固相微萃取(HS-SPME)提取不同干燥阶段龙眼干果肉的香气成分,用GC-MS联用仪对香气成分进行分析鉴定。实验结果表明:干燥0、1、2、3h龙眼果肉分别鉴定出27、32、31和39种香气成分,主要由烯类、酯类、醇类组成,有16种共有成分。烯类是香气成分中最主要的组成成分,占总香气成分的74%以上。在微波真空干燥过程中,香气成分由27种增加到39种,酯类物质由7种减少到5种,醇类物质由3种增加到10种,相对含量由2.139%增加到12.371%。     

盐焗鸡微波干燥特性及数学模型

为了探讨盐焗鸡微波干燥过程中水分变化规律,通过测定盐焗鸡在不同微波功率条件下的干燥水分比(moisture ratio,MR)和温度变化,并与国内外常用的10种干燥数学模型进行拟合,结合模型的相关系数(R2)、均方根误差(root mean square error,RMSE)以及卡方(χ2)对模型拟合优劣进行评判,从而确定出最佳的干燥模型。结果表明:Wang and Singh模型能够很好地反映盐焗鸡的微波干燥规律。