超声强化真空干燥全蛋液的干燥特性与动力学模型

为研究超声对真空干燥黏稠食品物料的强化效应,搭建了一套真空超声干燥设备。以全蛋液为研究对象, 进行超声强化真空干燥实验,探讨超声声能密度、超声作用时间、干燥温度对全蛋液干燥特性及微观结构的影响, 并建立动力学模型。结果表明：超声波作用可强化物料内部传质过程,提高干燥速率,且超声强化效应随着声能 密度的增大而增强。此外,超声处理时间不宜过长,当干燥温度为50 ℃,超声声能密度为2.0 W/g持续作用2.5 h之 后,进一步延长超声作用时间对全蛋液干燥过程的强化效果不明显。扫描电子显微镜结果发现,超声处理会使物料 组织间隙增大、连通性增强,同时形成更多的微细孔道,降低水分扩散阻力。对9 种薄层干燥数学模型进行实验数 据的非线性拟合分析,结果显示：Page模型的决定系数R2均大于0.99,均方根误差和残差平方和均小于0.01,拟合 效果最好。因此,Page模型可用来描述全蛋液超声真空干燥过程中水分比的变化规律。以Fick扩散定律为依据,确 定全蛋液干燥传热传质有效水分扩散系数（Deff）的变化范围为：1.645 6×10－9～6.549 7×10－9 m2/s,且随着温度及 超声声能密度的增大而增大。由Arrhenius方程建立有效水分扩散系数与温度的关系,得到全蛋液水分活化能（Ea） 为16.151 2 kJ/mol。实验结果可为全蛋液真空超声干燥工艺参数优化及生产控制提供理论依据。     

超声波协同真空卤煮牛肉过程中的传质动力学分析

以牛腱子肉为研究对象,通过不同真空卤煮、不同超声功率协同真空卤煮、不同超声频率协同真空卤煮3种卤煮方式卤制牛肉,测定卤煮过程中卤牛肉的食盐、水分和质量变化,研究超声波协同真空卤煮牛肉的传质规律。结果表明：食盐含量变化随着真空度、超声波功率和频率的增加而增大,水分含量变化与质量变化随着真空度、超声波功率和频率的增加而减小。卤煮过程中卤牛肉食盐含量变化的动力学参数k1、k2与真空度、超声功率和频率的大小有关;真空度-0.043 MPa、超声波频率28 kHz、功率1 000 W下,食盐含量变化的有效扩散系数De值最大,为1.42×10-4 m2/s,3种卤煮方式的传质驱动力与t0.5/l具有很好的线性关系。真空卤煮与超声协同真空卤煮对卤牛肉的微观结构有显著影响。因此,超声协同真空卤煮对卤牛肉中的传质有显著影响,能促进传质进程,超声波协同真空卤煮最佳传质条件为真空度-0.043 MPa,超声频率28 kHz,超声功率1 000 W,超声时间30 min。     

废弃双孢蘑菇菇柄微波真空干燥特性及动力学模型

为提高双孢蘑菇废弃菇柄的综合利用率,探讨了其微波真空干燥过程中水分含量的变化,分析真空度、脱水温度、装载量、微波功率对干燥特性和水分有效扩散系数的影响,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,废弃的双孢蘑菇菇柄微波真空干燥速率随装载量的减少和微波功率的增加而升高,其微波真空干燥过程主要为降速期,干燥过程符合Page方程。该模型预测值与试验值拟合良好,可用于描述废弃菇柄的微波真空干燥过程。废弃菇柄水分有效扩散系数随脱水温度的升高,装载量的降低,微波功率的升高而升高。本研究结果可为废弃双孢蘑菇菇柄微波真空干燥过程的水分变化提供参考。     

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。     

超声波强化热风干燥梨片的干燥特性

为探讨超声波对常规热风干燥的强化效应,本实验以梨片为研究对象,进行气介超声波强化热风干燥的研究。结果表明：超声波传播能量随超声波辐射距离的延长而显著衰减,缩短超声波辐射距离有利于提高超声波能量利用率及干燥速率。提高干燥温度及超声波功率均有利于提高干燥速率及缩短干燥时间,超声波对干燥速率的强化效应在干燥初期较为明显,但随物料含水率的下降而有所减弱。有效水分扩散系数的范围为3.21×10－10～7.43×10－10 m2/s,且随干燥温度及超声波功率的提高而增大。将气介超声波应用于梨片的热风干燥,可获得显著的强化效果,实现干燥速率的有效提高。     

超声渗透脱水-热风干燥梨的研究

超声波的空化效应及机械效应可有效增强脱水过程中物料内外的质量传递速率,因此超声波技术可用于果蔬渗透脱水的强化,而超声渗透脱水又常作为其他干燥方式的预处理以提高脱水速率。本研究以砀山梨梨片为实验材料,进行超声波渗透脱水预处理联合热风干燥研究。结果表明：提高超声功率及渗透液糖度可显著增加失重率;与直接热风干燥相比,单一的渗透脱水预处理延长总脱水时间约30～60 min;而超声渗透脱水预处理可缩短热风干燥的干燥时间40～120 min,并提高有效水分扩散系数11%～56%。因此,在热风干燥前进行超声渗透脱水预处理,可有效缩短总工艺时间,提高干燥效率。     

基于Weibull分布函数的超声强化热风干燥紫薯的干燥特性及过程模拟

为探讨直触式超声对热风干燥过程的强化效果,以紫薯为干燥试材,利用超声热风干燥设备,研究不同干燥温度(40、50、60、70℃)及不同超声功率(0、30、60 W)条件下,紫薯片的干燥特性和品质变化规律,并利用Weibull函数对干燥过程进行了动力学模拟。结果表明:随着干燥温度的升高和超声波功率的增加,干燥时间明显缩短,干燥速率显著提高;Weibull分布函数可实现较高的模型精度;尺度参数α范围在92.317~345.764 min之间,且随着干燥温度升高和超声功率增大而减小,形状参数β在0.817~1.032之间,表明超声强化热风干燥紫薯的干燥过程由内部扩散阻力控制;水分扩散系数D_(cal)的范围为1.205×10~(-10)~4.513×10~(-10) m~2/s,其值随干燥温度和超声功率的升高而增大;干燥活化能随着超声功率的增加而相应减少;在相同超声功率下,随着干燥温度升高,总酚和总黄酮含量基本呈现先升高后下降的趋势;在较低干燥温度条件下,增大超声功率有利于提高总酚和总黄酮含量,但在较高温度条件下,增大超声功率则不利于总酚和总黄酮成分的保持。将超声技术用于热风干燥过程的强化可有效提高干燥速率和干燥品质。     

番茄脯微波真空干燥特性的研究

微波真空干燥番茄脯,研究了微波功率、真空度、番茄单果大小对干燥特性的影响。试验结果表明番茄脯微波真空干燥过程可分为加速干燥、恒速干燥及降速干燥3个阶段。微波功率对干燥速率有较大影响,微波质量功率越大,干燥速率越大,干燥时间越短。真空度和番茄大小对干燥速率影响较小。     

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。     

多模式超声波预处理促进克氏原螯虾酶解效果的优化

为了探寻一种多模式超声高效促进克氏原螯虾酶解效果的方法，分别采用双频探头式超声波和三频发散式超声波对克氏原螯虾进行预处理，对比研究了多模式超声预处理对克氏原螯虾酶解效果的促进作用。通过单因素实验得到探头式双频超声设备的最佳频率模式为20/28 kHz双频顺序超声，三频发散式超声波设备的最佳频率为20/40 kHz双频顺序超声。在此基础上，通过三因素三水平的响应面实验对超声预处理条件进行改进，并建立相应回归方程，优化试验以获得最佳的超声预处理条件。结果表明：双频探头式超声设备的最佳处理条件为：超声功率为250 W，时间为10 min，温度为35 ℃，此时克氏原螯虾的水解度为38.98%；三频超声波设备的最佳处理条件为：超声功率为250 W，时间为40 min，温度为40 ℃，此时克氏原螯虾的水解度为46.12%。实验结果表明多模式超声可以有效提高克氏原螯虾酶解效果。     

肉苁蓉超声真空干燥的动力学研究

以新鲜肉苁蓉为原料,研究了20、30、40℃条件下肉苁蓉的超声真空干燥特性。选取了6种经典薄层干燥模型并进行非线性拟合。结果表明,肉苁蓉的超声真空干燥过程一直处于降速干燥阶段,无明显恒速干燥阶段。在20℃~40℃内,温度升高可提高肉苁蓉的超声真空干燥速率,提高内部有效水分扩散系数,水分有效扩散系数在2.66×10-10 m2/s~3.65×10-10m2/s;Midilli et al.模型(R20.999)能较好地描述肉苁蓉超声真空干燥过程水分的变化规律,该模型为肉苁蓉超声真空干燥工艺的优化提供了理论基础。     

玉米红外低温真空干燥试验

以玉米为试验物料进行红外低温真空干燥工艺基础性研究,分析红外加热温度、真空度对玉米水分变化规律和干燥速率的影响。结果表明,干燥过程没有明显的恒速干燥阶段;与干燥室内真空度相比,干燥温度对玉米干燥的影响程度较大。红外低温真空干燥方法是粮食干燥可选的方法。     

调味山药片真空微波干燥特性及其动力学模型

为了解调味山药片在真空微波条件下的干燥特性,以调味山药片为试验对象,以干基含水率和干燥速率为考察指标,研究不同微波功率、真空度和切片厚度对调味山药片真空微波干燥特性的影响,并建立其动力学模型。结果表明,调味山药片真空微波干燥过程中呈现出加速、恒速和降速干燥3个阶段;微波功率、真空度和切片厚度对调味山药片的干燥特性影响较大,随着微波功率和真空度的增大,干燥速率增大;随着切片厚度的增大,干燥速率降低。根据试验数据建立数学模型,调味山药片真空微波干燥的动力学符合Page模型,此模型适合对调味山药片真空微波干燥过程进行预测和描述。     

超声波预处理对桉木试件干燥速率的影响

本文以巨尾桉(Eucalyptus granis raE.Urophylla)为研究对象,在超声波频率为25 kHz、28 kHz、40 kHz的条件下,分别进行30 min和60 min的预处理,对比分析了不同超声波预处理条件对桉木干燥速率的影响。结果表明:超声波预处理能明显加快桉木的干燥速率;超声波预处理时间越长、频率越高,桉木的干燥速率越快。通过比较分析得出本实验中的最优预处理条件:超声波频率为40 kHz、预处理时间为60 min。     

基于微波真空干燥圆竹材含水率变化研究

圆竹材的合理干燥是决定其利用程度的重要环节,圆竹材微波真空干燥是一种具有快速干燥、环境友好等优点的低温干燥技术。本文采用微波真空干燥方法,以5年生红竹圆竹材为研究对象,在不同干燥条件下,研究干燥过程中含水率的变化,为圆竹材的利用提供新的选择。结果表明,随着微波辐射功率、干燥温度及真空度的增加,干燥速率均呈现逐渐增加的趋势,且达到10%含水率时,所需要的干燥时间逐渐缩短。方差分析表明微波功率、温度及真空度对圆竹材干燥速率的影响非常显著。本研究为圆竹资源利用提供科学依据,为竹材工业化利用提供技术支撑。     

热风真空组合干燥苹果片试验研究

以苹果为原料,通过试验探讨了在热风真空组合干燥条件下,热风温度、热风时间、真空温度、真空度等因素对热风真空组合干燥苹果片品质的影响。结果表明:热风真空组合干燥较热风干燥而言可有效提高其干制品的质量;热风真空组合干燥苹果片较优的工艺参数为:热风温度60℃、热风时间1h,真空温度50℃、真空度30kPa。     

冬瓜真空干燥特性及其品质变化

研究了不同温度和真空度条件下冬瓜真空干燥特性及其品质变化,分析不同干燥条件下冬瓜干基含水率变化规律及其对品质的影响。结果表明:随着干燥温度、真空度的增加,干燥速率均有所增加,温度对复水比、Vc保留率影响显著,真空度对色差值、Vc保留率影响显著。通过对试验数据拟合发现,冬瓜真空干燥动力学模型满足Page方程,试验值与模型预测值基本相符,该模型能较好地预测冬瓜真空干燥失水变化过程,实现利用干燥时间对冬瓜水分含量的实时监控。     

基于能耗分析的苹果片干燥试验研究

通过热风干燥、真空干燥和热风真空组合干燥三种不同方式对苹果切片进行干燥能耗试验研究,获得了影响因素及干燥方式的干燥曲线以及能耗曲线,对比分析了不同的热风温度、热风风速、真空温度、相对真空度、中间转换点含水率的干燥速率和干燥能耗,得出热风温度、真空温度对干燥速率影响较大,对能耗的影响也较为明显。热风风速对干燥速率影响有限,但对能耗也有较为明显的影响,相对真空度对干燥速率及干燥能耗影响不是很显著,组合干燥的中间转换点含水率对干燥速率及干燥能耗影响特别显著。     

浒苔低温真空干燥特性研究

采用低温真空干燥技术对浒苔的干燥作了研究。研究发现浒苔的低温真空干燥符合单向扩散模型,其干燥速率取决于干燥介质的温度和真空度,温度越高或真空度越大．干燥越快。在50℃、50kPa下,80min内含水量即可低于20％。低温真空干燥后的浒苔为绿色．腥味较小。     

基于Weibull分布函数猕猴桃切片微波真空干燥过程模拟及应用

为了探究Weibull分布函数中各参数的影响因素及其在干燥中的应用,以猕猴桃切片在不同的微波真空干燥功率(330,460,590W)、真空度(-50,-70,-90k Pa)条件下的干燥过程为研究对象,利用Weibull分布函数对其干燥动力学曲线进行模拟、分析,结果表明:Weibull分布函数能够很好地模拟猕猴桃切片微波真空干燥过程;尺度参数α与微波功率和真空度均有关,并且随着微波功率和真空度的升高而降低;而干燥变量对形状参数β的影响较小。通过计算求出干燥过程中的估算水分有效扩散系数,其值在3.45078×10-7~6.74613×10-7m2/s范围内随着微波功率和真空度的升高而增大;通过阿伦尼乌斯方程计算出真空度为-50,-70和-90 k Pa时,干燥的活化能分别为1.34701,1.49099和1.57108 W/g。本研究为Weibull分布函数在猕猴桃切片微波真空干燥技术提供了技术依据。