基于响应面试验优化稻谷品质深层干燥工艺研究

为优化稻谷深层干燥工艺,采用正交试验分析干燥温度、干燥风速、缓苏时间、粮层厚度因素对稻谷干燥并利用响应面分析干燥温度、干燥风速、缓苏时间3因素对稻谷深层干燥后稻谷爆腰率、脂肪酸值、干燥效率指标的影响。结果表明:影响稻谷爆腰率的主要因素是干燥温度>缓苏时间>干燥风速。优化工艺参数为干燥温度40.0℃、干燥风速0.30 m/s、缓苏时间130 min。干燥后稻谷爆腰率30.1%、脂肪酸值20.12 mg/g、干燥效率0.022%/min。以最优工艺进行稻谷干燥,与回归模型预测无显著性差异(P>0.05),优化结果可靠有效。     

固定床深层干燥稻谷爆腰增率及发芽率试验研究

对固定床深层干燥后稻谷的爆腰增率和发芽率进行了试验研究。研究表明,干燥速率越大,干燥温度越高,干燥过程中稻谷爆腰增率越大,稻谷含水率达15．0％后,继续加热稻谷爆腰会明显增加,缓苏干燥工艺可有效控制干燥过程中稻谷的爆腰,而且缓苏越充分,爆腰越少。研究还表明,干燥温度低于50℃的低温干燥对稻谷的发芽率不会产生显著影响。     

基于核磁共振检测的小麦干燥特性实验研究

利用干燥箱装置进行小麦薄层恒温干燥实验,采用低场核磁共振技术检测小麦颗粒内部水分的不同结合形式并分析温度对干燥过程中各结合形式水分含量及变化规律的影响。通过厚层横流式系统干燥实验验证和分析温度、风速以及缓苏过程对小麦干燥特性的影响。结果表明：小麦颗粒内化合水(T₂₁)与强结合水(T₂₂)是干燥过程中水分流失的主要来源。不同干燥温度对不同结合形式水分的散失和迁移的影响程度不同。适宜的温度和风速能够改善小麦的干燥均匀度、爆腰率,提升小麦整体干燥效果和小麦品质。在厚层横流式系统干燥厚层小麦实验中,适宜的穿透风速为0.4m/s,温度70℃,此时小麦干燥均匀度为3.01%,爆腰率0.67%;在此条件基础上,先保持70℃干燥70min,使干基含水率降至20%左右,再用50℃干燥13分钟后恢复70℃干燥30min结束干燥的缓苏干燥方式,相比70℃恒温干燥能够显著缩短干燥时长37min。     

基于多品质指标的响应面试验优化稻谷流化床干燥工艺

为优化稻谷流化床干燥工艺,采用三因素三水平Box-Behnken响应面分析法,研究干燥温度、降水幅度、缓苏时间对稻谷流化床干燥降水速率和干燥稻谷爆腰增率、垩白粒率、脂肪酸值、硬度、黏着性等品质指标的影响。结果表明：随着干燥温度和降水幅度水平的增加,稻谷降水速率、爆腰增率、垩白粒率和米饭硬度增加,脂肪酸值和米饭黏着性降低;随着缓苏时间延长,稻谷降水速率、爆腰增率、脂肪酸值和米饭硬度降低,米饭黏着性增加。而在较低的干燥温度条件下,缓苏时间延长,稻谷的爆腰增率和垩白粒率降低并不明显。Box-Behnken响应面分析法优化的流化床最优干燥参数为降水幅度2.50%（干基）、干燥温度45 ℃、缓苏时间3 h,此时隶属度综合分达最大值0.75。验证实验结果与拟合值无显著性差异（P＜0.05）,优化结果可靠有效。     

中间水分大豆振动-真空微波联合干燥过程的研究

为了进一步研究中等含水率物料的干燥特性,解决传统干燥方法中物料干燥不均匀、品质下降严重等问题,将振动和真空单元与微波干燥相结合,比较了干燥过程中微波功率、装载量和振动频率对含水率的影响.综合考察了同等条件下热风干燥、传统微波干燥、微波振动干燥和微波真空振动干燥的干燥特性结果表明:在真空度-0.065MPa以下,微波输出功率0.5～ 1.0W/g,传动电机转速350～550r/min的范围内,提高微波功率质量比、增加转速、优化装载量均有助于缩短干燥时间、提高干燥效率;振动-真空微波联合干燥与传统热风干燥相比能耗降低70％,与微波振动干燥相比爆腰率降低60％.在降低能耗量的同时保证了物料的干燥品质.     

微波杀虫工艺条件的优化

以储粮害虫及稻谷为实验对象,采用不同微波功率、稻谷微波加热温度及缓苏时间对试虫致死率、稻谷爆腰增率、食味值进行研究,综合响应面分析法与满意度函数进行工艺操作参数优化。结果表明：微波缓苏操作的实际最优工艺参数为：微波功率5.4 kW、微波加热温度59.7 °C、缓苏时间2.45 h,此时满意度函数值为最大0.866。经检验,最佳工艺参数进行优化的满意度与理论预测值无显著差异(P＞0.05),优化结果可靠有效,为稻谷中微波杀虫的应用提供一定的参考价值。     

流化床干燥对稻谷爆腰增率及微观结构的影响

对25.0%±0.3%高水分稻谷进行流化床干燥,研究在不同干燥温度、降水幅度与缓苏时间下对稻谷爆腰增率的影响,并通过扫描电镜观察稻谷在不同条件下谷粒显微结构的变化情况。结果表明:干燥温度、降水幅度和缓苏时间及干燥温度与缓苏时间的交互作用对稻谷干燥后的爆腰增率影响极显著(p0.01),影响顺序为:干燥温度缓苏时间降水幅度。65℃干燥温度,3.0%降水幅度,3 h缓苏时间条件下,稻谷内部淀粉粒排列结构疏松,横断面细胞间的淀粉粒间间隙大,局部裂纹数量多。稻谷在干燥温度45℃、缓苏时间3 h、降水幅度1.5%的条件下,稻谷爆腰增率1.0%,干燥速率1.32 g H_2O·min~-1,可在保障稻谷加工品质的同时提高稻谷干燥速率。     

稻谷微波处理工艺条件的优化

以储粮害虫及稻谷为实验对象,采用不同微波功率、稻谷微波加热温度及缓苏时间对试虫致死率、稻谷爆腰增率、食味值进行研究,综合响应面分析法与满意度函数进行工艺操作参数优化。结果表明:微波缓苏操作的实际最优工艺参数为:微波功率5.4 kW、微波加热温度59.7℃、缓苏时间2.45 h,此时满意度函数值为最大0.866。经检验,最佳工艺参数进行优化的满意度与理论预测值无显著差异(P0.05),优化结果可靠有效,为稻谷中微波杀虫的应用提供一定的参考价值。     

燃气催化式红外干燥稻谷的平均干燥速率对爆腰率的影响

采用自制的燃气催化式红外干燥实验装置研究稻米的红外干燥特性。本研究在单因素实验的基础上,采用响应曲面设计的试验方法研究了稻米的红外干燥工艺参数(初始含水率、辐射距离、干燥温度、处理量)对稻谷平均干燥速率及其爆腰率的影响规律。用SAS 9.1软件对试验数据进行处理并建立数学模型,并运用SPSS21.0分析软件对所得数据进行分析,获得平均干燥速率与爆腰率之间的相关性。结果表明：催化式红外干燥工艺参数对稻谷平均干燥速率的影响程度依次为：干燥温度、辐射距离、处理量、物料初始含水率。催化式红外干燥工艺参数对稻谷爆腰率的影响程度依次为：辐射距离、干燥温度、初始含水率、处理量。稻谷平均干燥速率与爆腰率之间存在正相关关系,平均干燥速率越快,水分从内部向外部的迁移速度越快,导致爆腰率增加。     

稻谷变温干燥工艺研究

在分批循环式稻谷干燥机上试验了低恒温干燥和变温干燥两种干燥工艺.试验表明,采用变温干燥工艺,稻谷含水率高于21%时,采用60～70℃的介质,降水速率可每小时大于1个百分点.当稻谷含水率低于18%时,介质温度应低于60℃,降水速率每小时小于1个百分点.采用变温干燥工艺,对稻谷进行3～4次烘干缓苏,稻谷烘后的累计爆腰率降低0.85个百分点,能耗降低15%.     

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。     

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。     

食品烘干设备温度控制系统设计

为提高食品烘干设备温控系统的精度和自动化水平,基于改进粒子群算法设计一种温度控制方法。对微波烘干设备进行介绍,以STM32单片机作为控制核心同时结合温度传感器、湿度传感器给出系统设计方案。将粒子群优化算法和分数阶PID控制箱结合,设计一种烘干设备温度控制器。粒子群优化算法可实现PID控制器参数的实时调整。另外,通过动态选取惯性权重系数和引入极值扰动算子实现粒子群算法的改机。仿真和试验结果表明,所述控制方法能适应参数多变的复杂系统,温度控制更加稳定,对于提高食物品质具有重要作用。     

Effect of drying and tempering on rice fissuring analysed by integrating intra-kernel moisture distribution

The fissure generation of one short- and two long-grain rough rice dried at different air conditions for 15, 30 and 60 min, and respectively, tempered at 20, 30, 40 and 50 °C for tempering duration ranging from 0 to 330 min was analysed by integrating moisture gradients in rice kernels. Results indicated that drying and tempering processes had significant effects on the moisture gradient and rice fissuring. The percentage of fissured kernels increased with increasing drying time and decreasing tempering time. The tempering duration required for long-grain rice was shorter than that for short-grain rice to prevent kernel fissuring. Higher tempering temperatures can effectively eliminate moisture gradients and then lower the rice fissuring generation. Tempering at 50 °C reduced fissuring incidence by 32 to 50% compared to tempering at 20 °C. Moreover, short-grain rough rice was very susceptible to fissure whereas long-grain rough rice with a high amylose content was much more fissure-tolerance.     

甘薯片真空微波干燥工艺的优化

为了获得高品质的膨化甘薯脆片,对真空微波干燥甘薯片工艺进行优化研究.在预干燥甘薯片水分含量、真空度、微波功率和加热时间对真空微波干燥甘薯片品质影响的单因素试验基础上,采用二次回归正交旋转组合设计优化真空微波干燥甘薯片的工艺条件.研究结果表明,适宜的水分含量、微波功率和加热时间可以提高甘薯片的膨化率和脆度,高真空度较利于甘薯片膨化;最佳真空微波干燥甘薯片的工艺参数组合为:预干燥甘薯片水分含量31.23％,微波功率771.38 W,微波加热时间39 s,真空度0.085 MPa.     

玉米籽粒缓苏干燥过程动力学分析

对玉米籽粒的缓苏干燥过程进行了理论分析,并假设玉米籽粒为轴对称结构、各向同性的均匀物质,建立了玉米籽粒的缓苏干燥数学模型,利用COMSOL Multiphysics模块进行了热质传递过程的模拟研究。结果表明,该模型可较好地模拟玉米籽粒的干燥过程。利用该模型模拟研究了不同干燥条件下玉米籽粒温度、干燥时间、缓苏时间、缓苏度的变化及其对干燥速度的影响。结果表明,玉米籽粒内外温度在3~5 min内即可达到热风温度,玉米籽粒内部最大水分梯度出现在热风干燥5~10 min后,不同干燥阶段不同初始含水率对缓苏度的影响很小,缓苏60 min水分梯度可以基本消除。利用该优化工艺参数对玉米籽粒交替进行热风干燥和缓苏干燥,可使总的热风干燥时间最少,实现节能目的。     

超声波辅助提取低褐变程度香蕉皮中总酚的研究

本试验首先比较了微波真空干燥、真空冷冻干燥以及热风干燥对香蕉皮干燥后褐变程度的影响。其次,以微波真空干燥得到的香蕉皮为原料,采用正交试验对香蕉皮总酚的提取工艺进行研究,确定了超声波辅助提取香蕉皮中总酚的最佳工艺条件。结果表明:微波真空干燥和真空冷冻干燥的香蕉皮褐变程度远低于热风干燥。香蕉皮中总酚的最佳提取工艺条件为:料液比1:20(g/mL)、60%的乙醇溶液、70℃条件下超声波(固定功率120 W)作用40 min,总多酚提取率最高,香蕉皮总酚的提取量达36.95 mg/g(干基)。     

响应面法优化青椒微波-真空冷冻联合干燥工艺及品质分析

该研究采用微波-真空冷冻联合干燥方式对青椒进行干制,研究微波功率、中间转换点含水率及真空冷冻干燥时间对青椒干燥产品维生素C含量、感官评分、复水比及a*的影响。通过单因素试验和响应面试验优化微波-真空冷冻联合干燥工艺,并对青椒联合干燥产品的营养成分、风味进行了比较分析。最后研究了微波-真空冷冻联合干燥、微波干燥、真空冷冻干燥对青椒干燥品质的影响。结果表明,联合干燥的最佳工艺条件为微波功率381.17 W,中间转换点含水率61.81%,真空冷冻干燥时间12.04 h。3种青椒联合干燥产品在营养成分和风味上分别具有一定差异性。微波-真空冷冻联合干燥和真空冷冻干燥的青椒产品在质构、青椒组织微观结构、部分理化指标方面均优于微波干燥的青椒产品。     

广式凉果加应子缓苏干燥特性研究

目的：研究广式凉果加应子在不同缓苏环境、不同初始水分含量和不同干燥时间下的缓苏干燥特性,探讨最佳缓苏工艺条件。方法：通过改变缓苏环境、初始水分含量、干燥时间对缓苏20h 后再干燥1.5h 的产品进行理化分析和感官评定。结果：样品的理化和感官性质均随着缓苏时间的增长而得到有效改善,不同缓苏环境、水分含量、缓苏时间等因素对样品缓苏后的干燥特性存在影响,缓苏的最佳工艺为空调环境,空调和绝干环境原料的水分均匀化和结构恢复程度最高。样品相对于对照的干燥速率随缓苏时间增长而增大,超过12h 时,样品与对照样的干燥速率增加率没有明显差异。结论：选取空调条件缓苏12h、初始水分含量为35% 为最佳缓苏工艺条件。     

Splitting and dehulling lentil (Lens culinaris): Effects of seed size and different pretreatments

A conservative estimate of 800 000 T of red-cotyledon microsperma lentil (Lens culinaris Medikus) is consumed annually after postharvest processing into split dehulled seed. This process consists of cleaning the seed of foreign matter, brief immersion in water, spin-drying, standing to temper, separation into seed size fractions, dehulling/splitting and final separation. The effects of seed size (4 and 4.5 mm fractions), immersion times (1, 5, 10 and 30 min), temperature (19° and 36°) and duration (0, 30, 60 and 120 min) of air drying, and tempering time (0 and 24 h), on the efficiency of dehulling and splitting lentil were examined. Dehulling efficiency (%) was estimated as the sum of split dehulled seed, whole dehulled seed, and whole hulled seed (whole seeds are separated for recycling to the dehuller). Dehulling efficiency was best with the small seed fraction (4 mm), an immersion time of 1 min, no air drying, and a tempering time of 24 h. The drying air temperature did not have a significant effect on dehulling efficiency. Dehulling efficiency was highest with a low seed moisture content.