杏鲍菇的热风干燥特性与动力学模型

研究了杏鲍菇在不同热风温度、风速、物料尺寸、物料堆积层数等条件下的热风干燥特性,并建立热风干燥数学模型。试验表明：热风温度、风速、物料尺寸和物料堆积层数均显著影响杏鲍菇的热风干燥特性。热风温度越高、风速越快,杏鲍菇的干燥速率越快,干燥时间越短。当物料尺寸较小或物料单层干燥时,也能加快干燥速率,缩短干燥时间。杏鲍菇热风温度为80℃时干燥速率较快;风速为1.5 m/s时,杏鲍菇干燥速率较快,干燥时间较短;物料尺寸1 cm×1 cm,物料堆积层数为单层进行干燥时,干燥速率均较快。应用Matlab 7.0软件,采用高斯－牛顿运算法对5种干燥模型进行非线性回归拟合求解,并确定模型系数。结果发现Two-term模型具有较高的决定系数R2,较低的残差平方和SSE及均方根误差RMSE,该模型能准确地表达和预测杏鲍菇热风干燥过程的水分变化规律。     

酸辣猪肉干热风干燥动力学及其品质研究

以猪后腿肉为原料,研究酸辣猪肉在不同热风温度(50,65,80,95℃)、不同热风速率(1,2,3,4 m/s)下的干燥曲线和干燥速率曲线,对干燥过程中水分比与干燥时间的关系进行回归拟合以构建干燥动力学模型,并探讨不同热风温度和风速对酸辣猪肉干品质的影响。研究表明,酸辣猪肉干干燥过程分为降速和恒速两阶段,且干燥时间与干燥温度及风速成反比。通过比较决定系数(R~2)、卡方(x~2)和残差平方和(RSS),Page模型是酸辣猪肉干热风干燥过程的最优拟合模型,模型具体表达式为:MR=exp[-(0.1177lnT+0.02557lnW-0.45892)t~(0.74902)]。不同干燥条件对酸辣猪肉干的总酸含量、感官评价、色泽等品质影响显著。综合选择热风温度65℃、热风风速1～3 m/s为较适宜的酸辣猪肉干热风干燥条件。     

不同切片方式对黄秋葵热风干燥特性的影响

为提升黄秋葵热风干燥效率和产品品质,实验采用两种不同的切片方式处理新鲜黄秋葵。研究了不同切片方式对黄秋葵热风干燥特性及感官评价的影响;利用Weibull分布函数对黄秋葵热风干燥曲线进行拟合,并分析整个干燥过程;采用模糊数学法对干燥产品进行感官评价。研究表明:Weibull分布函数能够准确的描述黄秋葵整个热风干燥过程中水分比随干燥时间的变化规律,其决定系数R2和离差平方和χ2分别在0.994~0.998和8.57×10-4~9.12×10-4之间;不同切片方式下,黄秋葵热风干燥过程中Weibull分布函数的形状参数均小于1,整个热风干燥过程为降速干燥,其干燥过程主要受内部水分扩散的控制;黄秋葵有效水分扩散系数在2.66×10-10~6.97×10-10 m2/s之间,符合食品物料干燥有效水分扩散系数10-12~10-8 m2/s数量级范围;黄秋葵横切处理能够提升其热风干燥产品消费者的接受程度。通过对比不同切片方式下黄秋葵热风干燥行为发现,新鲜黄秋葵横切处理方式较适合应用于高品质黄秋葵干制品加工过程中。     

红肉苹果片穿流式热风薄层干燥特性及数学模型

以新疆红肉苹果为试材,研究不同切片厚度、热风温度及热风速率下苹果切片的干燥特性,通过Origin8.0软件对试验数据进行数学模型拟合,得到红肉苹果片的热风薄层干燥模型。结果表明,热风温度、切片厚度和热风风速对红肉苹果片的干燥特性均有一定影响,热风温度对其影响程度最为显著。热风温度越高,切片厚度越小,风速越大,红肉苹果片的干燥速率越大。综合而言,在热风温度80℃、切片厚度2 mm、热风速度1.5m/s时,红肉苹果片干燥速率最大。所选6个数学模型均可以较好地阐述红肉苹果片在热风薄层干燥过程中的水分变化规律,其中Page模型具有最高的R~2值、最低均方根误差RMSE及卡方值χ~2,更适于评估红肉苹果片干燥过程中的水分脱除规律。     

芒果微波干燥特性及数学模型研究

为研究芒果微波干燥特性,并确定其最适干燥动力学模型。以芒果为原料,探讨不同微波功率(1250 W和2500 W)和切片厚度(8、10、12 mm)对芒果干基含水率和干燥速率的影响;其次,采用6种常见的数学模型对微波干燥进行非线性拟合,得到芒果微波干燥动力学模型。结果表明,芒果微波干燥过程主要表现为升速阶段和降速阶段。微波功率越大,干燥速率越快,干燥耗时越短;切片厚度越大,干燥速率越慢,干基含水率到达平衡所需时间越长。芒果微波干燥过程中的水分有效扩散系数随微波功率增加而增大。通过模型拟合发现,Wang and Singh模型是芒果微波干燥的最佳模型,具有最大决定系数R²(0.9957)、最低卡方χ²(0.0005)和最小残差平方和RSS(0.0079),可有效描述芒果微波干燥过程。     

干制温度和切片厚度对山楂切片热风干制动力学的影响

在本研究中,为了探讨热风温度和切片厚度对山楂热风干制动力学的影响,将厚度为2 mm和4 mm的山楂切片置于50~90℃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)等统计数据确定山楂切片薄层热风干燥过程的最优模型。结果表明:山楂切片薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。Page模型是描述山楂切片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Deff和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度和切片厚度的增加而增加,在干制温度范围内有效扩散系数的值在2.69×10~(-11)~16.12×10~(-11)m~2/s之间变化。对于切片厚度为2 mm和4 mm的山楂切片,活化能Ea分别为20.43、26.25 k J/mol。     

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。     

双孢菇废弃物菇柄热风干燥特性及动力学模型

为提高双孢菇废弃物菇柄综合利用率,探讨其热风干燥过程中水分含量的变化,分析热风干燥过程中热风温度、切片厚度对干燥特性的影响,建立水分比与干燥时间的动力学模型,并对模型进行拟合检验。结果表明,随热风温度的升高,切片厚度的减小,双孢菇废弃物菇柄干燥时间缩短。热风干燥过程主要为降速期,其干燥过程符合Page方程。该模型预测值与试验值拟合良好。双孢菇废弃物菇柄的水分有效扩散系数随热风温度的升高而增大,随切块厚度的增加而降低。通过阿伦尼乌斯公式计算双孢菇废弃物菇柄的干燥活化能为27.274k J/mol。     

哈密瓜切片热风干燥特性及数学模型

目的:提高规模化生产的哈密瓜品质,缩短干燥周期。方法:以不同漂烫时间(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 min)、浸渍液(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%柠檬酸溶液)预处理哈密瓜切片,并分别研究不同热风温度(35,45,55,65,75℃)、热风速度(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 m/s)和切片厚度(2,4,6,8,10 mm)条件下的哈密瓜切片热风干燥特性和水分扩散系数,拟合不同薄层干燥数学模型。结果:0.4%柠檬酸预处理后得到品质最优的干制产品,热风温度和切片厚度对切片干燥影响较为显著,哈密瓜切片无恒速干燥阶段,有效水分扩散系数为1.1348×10^-7~4.9080×10^-7 m²/s,活化能为28.15 kJ/mol。结论:哈密瓜切片的最佳热风干燥工艺为热风温度55℃、热风速度2.0 m/s、切片厚度6 mm,Page模型具有最高的R²值和最小的均方根误差,更适于评估和预测哈密瓜热风干燥的水分去除规律。     

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 m2/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R2平均值最大,χ2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。     

苹果热风干燥工艺优化和特性分析

为提高苹果片的热风干燥品质,采用超声波和护色剂（0.1%的NaCl、1.0%的蔗糖和0.8%的海藻糖）的预处理方法,并以热风温度、切片厚度和预处理作为试验因素,对苹果片进行热风干燥的正交实验研究并建立了苹果片热风干燥特性的数学模型。结果表明:干燥速率随切片厚度的减少、热风温度的升高而增加,超声波和护色剂都能促进干燥过程;苹果片最佳热风干燥工艺参数为热风温度为60℃,厚度为1.5 mm以及预处理方式为护色剂浸泡预处理;Weibull是模拟苹果片热风干燥特性的最优模型,干燥过程苹果片的有效扩散系数为1.1278×10-8~5.2940×10-8 m2·s-1。此次研究为实际苹果热风干燥提供依据。     

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。     

百合热风薄层干燥特性及干燥品质

为提高规模化生产的百合品质,缩短干燥周期,以兰州百合为试样,运用JK-LB1700型薄层干燥试验台制干。系统研究了不同热风温度(60,70,80,90℃),热风速度(0.5,1.0,1.5,2.0m/s)和湿度(20%,30%,40%)对百合热风薄层干燥速率、色泽ΔE*值、VC含量、复水比的影响及各指标的变化规律;通过Weibull分布函数模拟了百合干燥过程及水分扩散规律。结果表明:随热风温度、热风速度增大百合热风薄层干燥时间显著缩短(P<0.01),不同相对湿度下无差异,但在干燥前期湿度大小与物料干燥速率呈正相关,后期呈负相关。采用Weibull分布函数能够准确(R2>0.99)描述百合热风薄层干燥过程,基于Weibull分布函数可准确获得百合薄层干燥水分有效扩散系数(1.213×10-6~3.992×10-6 m2/s),Deff值不仅受干燥参数影响,也受干燥设备和试样贮存时间的影响。试验干燥参数对百合品质指标色泽ΔE*值、VC含量和复水比的综合影响大小依次为干燥温度>热风速度>相对湿度,品质指标色泽ΔE*值和VC含量受干燥参数影响较大,复水比较小。     

香菇热风干燥工艺优化及其对主要营养物质和抗氧化活性的影响

以香菇为原料,通过单因素试验测定不同切片厚度、热风温度及装载量条件下香菇的干基含水率、水分比及干燥速率变化,通过三因素三水平的响应面试验对热风干燥的工艺参数进行优化,比较香菇在热风干燥前后可溶性蛋白质、总酚含量及1,1-二苯基-2-三硝基苯肼(1,1-diphenyl-2-picrylhydrazyl,DPPH)自由基清除率的变化。结果表明:单因素试验中切片厚度在3~12 mm、热风温度在50~70℃、装载量在5~15 g/dm2范围时香菇干基含水率、水分比及干燥速率较合适;响应面试验优化后各工艺参数的最佳组合为切片厚度4.99 mm、热风温度55.21℃、装载量7.88 g/dm2;经热风干燥后香菇的可溶性蛋白质及游离氨基酸含量无显著下降,而总酚含量及DPPH自由基清除率都较干燥前显著降低,说明热风干燥可以较好保留香菇中可溶性蛋白质和游离氨基酸含量,但对香菇总酚含量及抗氧化活性的破坏较大。     

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。     

热风-远红外联合干燥肉脯的工艺优化及其品质研究

为提高肉脯品质,本文研究了不同干燥技术对肉脯品质的影响,以水分含量、剪切力、色差和质构为指标,通过单因素和正交试验优化热风-远红外联合干燥肉脯的工艺条件,确定干燥模型,并对比分析微波、热风、远红外干燥技术对肉脯品质的影响。结果表明:热风-远红外联合干燥肉脯的最佳工艺为:第一段热风干燥温度Ⅰ170℃,第二段热风干燥温度Ⅱ 250℃,第三段红外烤制温度Ⅲ 260℃,干燥100 s,制得肉脯的水分含量低(13.54±0.48) g/100 g,嫩度高,易咀嚼,符合Modified Henderson and Pabis干燥模型(R2=0.9976);与微波干燥、热风干燥和远红外干燥相比,热风-远红外联合干燥的肉脯品质最佳,改善了产品的感官质量,水分含量、剪切力、硬度、咀嚼性、L*值和a*值分别是热风干燥的92%、55%、60%、46%、109%和121%,胶粘性和b*值无显著差异。该研究为肉脯的干燥加工提供了理论依据。     

高压静电场对胡萝卜热风干燥特性的影响

采用控制变量法,以胡萝卜为试验材料,分析了45、55、65 ℃时高压静电场对热风干燥时间、能耗、品质及复水率的影响,利用Weibull函数对胡萝卜干燥过程进行拟合。结果表明:热风干燥添加高压静电场可提高胡萝卜干燥速率,进而缩短干燥时间,加入高压静电场后,能耗与传统热风相比有所降低。高压静电场主要作用于热风干燥前期,热风-静电联合干燥所得胡萝卜干制品品质较好,证实Weibull拟合函数适用于胡萝卜静电-热风干燥。     

姜片热风干燥模型适用性及色泽变化

为研究姜片的热风干燥特性,以姜片厚度、热风温度、热风风速3 个干燥条件为变量,考察其对姜片干燥特性的影响,将不同干燥条件下姜片的水分比、干燥速率进行比较并建立模型。结果表明：姜片的热风干燥以降速过程为主,而且姜片的水分比MR下降的速率随着热风温度、风速的增加而变快,随姜片厚度的增加而变慢。本实验选用常用的8 个薄层干燥模型进行拟合,经拟合后选择Modified Page模型作为姜片干燥过程的最优模型,解出模型为MR=exp[－（kt）n],其中k=－0.023 85＋0.000 505T＋0.023 38V－0.004 993L,n=1.318 307＋0.003 016 5T－0.204 05V－0.002 859L,式中T为干燥温度（℃）;V为热风风速（m/s）;L为姜片厚度（mm）。此模型的平均R2值是0.997 9、χ2最小值是0.000 4、RMSE最小值是0.012 2。模型求解后,以模型外的实验组数据验证表现出较好的拟合度。姜片的有效水分扩散系数Deff随干燥温度、物料厚度、风速的增加而增加,且其值在1.763×10－8～1.054×10－7 m2/s之间变化,活化能为Ea=35.23 kJ/mol（R2=0.948 0）。此外还对姜片在干燥前后的色差进行了测定和分析。     

双孢菇洞道式热风干燥特性及工艺优化

为确定双孢菇的最佳洞道式热风干燥工艺,在单因素试验的基础上,采用Box-Behnken响应面试验方法,分析干燥介质温度(X1)、空气出口风压(X2)、切片厚度(X3)3个因素对感官(Y1)、单位面积耗热量(Y2)、干燥速率(Y3)、复水率(Y4)4个指标的影响及交互作用。根据试验数据得出4个评价指标的二次回归模型。优化的切片双孢菇干燥条件是:干燥介质温度68℃、空气出口风压0.67kPa、切片厚度3.5mm,在此条件下,感官达8.3,复水率38.08%,能耗低。