熟化甘薯片微波真空干燥特性及其动力学北大核心CSCD

研究熟化甘薯片微波真空干燥过程中微波功率密度(0.6,0.75,1,1.5,3 W/g)和相对压力(0,-20,-40,-60,-80 kPa)对其干燥特性的影响,通过建立动力学模型来预测熟化甘薯片微波真空干燥过程中的水分变化。研究结果表明:在不同微波功率密度下,将初始干基含水率为1.61的熟化甘薯片进行干燥,所需时间为22~95 min,明显少于同等试验条件下的热风干燥;且熟化甘薯片的微波真空干燥过程包含有升速、恒速和降速三个阶段;随着相对压力的降低,干燥速率逐渐增大,但相对压力低于-60 kPa后,再次降低压力对于干燥速率影响不显著。熟化甘薯片的微波真空干燥动力学模型满足Page模型。本研究可为实现熟化甘薯片的高效干燥及品质保证提供新思路,为相关设备的开发提供理论依据。     

熟化甘薯片微波真空干燥特性及其动力学

研究熟化甘薯片微波真空干燥过程中微波功率密度(0.6,0.75,1,1.5,3 W/g)和相对压力(0,-20,-40,-60,-80 kPa)对其干燥特性的影响,通过建立动力学模型来预测熟化甘薯片微波真空干燥过程中的水分变化。研究结果表明:在不同微波功率密度下,将初始干基含水率为1.61的熟化甘薯片进行干燥,所需时间为22～95 min,明显少于同等试验条件下的热风干燥;且熟化甘薯片的微波真空干燥过程包含有升速、恒速和降速三个阶段;随着相对压力的降低,干燥速率逐渐增大,但相对压力低于-60 kPa后,再次降低压力对于干燥速率影响不显著。熟化甘薯片的微波真空干燥动力学模型满足Page模型。本研究可为实现熟化甘薯片的高效干燥及品质保证提供新思路,为相关设备的开发提供理论依据。     

聚醚型热塑性聚氨酯薄膜的真空干燥特性研究北大核心CSCD

采用模压成型工艺将聚醚型热塑性聚氨酯粒料压制成膜,研究了温度对TPU薄膜真空干燥特性的影响,计算了干燥过程中的有效扩散系数和扩散活化能,选取了5种干燥动力学模型进行拟合分析,并考察了不同温度干燥前后TPU薄膜力学性能的变化。结果表明:真空干燥温度越高,干燥速率越快,干燥时间越短,同时,TPU薄膜的干燥过程主要发生在降速阶段。两相扩散方程能够很好的反映TPU薄膜真空干燥过程中的水分比变化规律,计算得出其有效水分扩散系数为2.26×10^(-10)-7.28×10^(-10)m^(2)/s,扩散活化能为37.49 kJ/mol。此外,聚醚型TPU薄膜的断裂伸长率几乎不因吸水和干燥过程发生变化,而60℃以下的真空干燥可使其因吸水而降低的拉伸强度得到明显恢复。     

稻谷真空干燥动力学实验研究

以干基含水率为28.02%的稻谷为研究对象,研究了相对压力(-20、-50和-80 k Pa)和温度(40、50、60和70℃)对稻谷真空干燥特性的影响。结果表明,相对压力对稻谷干燥的影响不大,温度对稻谷干燥的影响较明显。温度越高,达到目标含水率所需的时间越短,干燥速率和峰值干燥速率越大。采用9种不同的等温干燥模型对不同干燥温度下的实验结果进行拟合分析,模型拟合的相关系数R2均高于0.9860,拟合效果均较好,其中Midilli and Kucuk模型的R2均高于0.9990,拟合效果最好。稻谷的有效水分扩散系数随温度的升高而增大,干燥活化能为37.43 k J/mol。     

真空干燥动力学实验平台的设计及测试北大核心CSCD

真空干燥既能保证干燥后物料品质,又能提高干燥速率,且具有干燥温度低,温差热应力小和适用于热敏性物料干燥等优点。相对于传统热风干燥,作为热敏性作物的稻谷采用真空干燥可以有效降低爆腰率和提高发芽率。为研究稻谷真空干燥动力学特性,设计搭建了可准确控制相对压力、温度并实时测量质量的干燥动力学实验平台。该平台包括真空控制模块、温度控制模块、质量称量模块、实时数据采集与控制模块以及数据处理模块。对实验平台的真空控制、温度控制和质量测量性能进行测试分析,结果表明该平台能够实现相对压力和温度的准确控制并实现干燥数据的实时精确采集。     

稻谷薄层真空脉动干燥特性及含水率预测模型

为探究稻谷的真空脉动干燥特性,提升干燥品质,本文研究了不同干燥温度、相对真空度和真空保持时间对稻谷干燥时间和速率的影响;同时根据单因素试验结果进行正交试验确定稻谷真空脉动干燥最佳工艺参数;构建基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的稻谷干燥过程含水率预测模型。结果表明:干燥温度和真空度对稻谷干燥时间、爆腰增率均有显著影响,各因素影响顺序为干燥温度真空度真空保持时间,此时稻谷的最佳干燥工艺为:干燥温度55℃,真空度80 kPa,真空保持时间3 min,干燥过程中有效水分系数为(1.7371～3.1285)×10~(-10) m~2/s,干燥活化能为35.59 kJ/(mol·K)。利用网格搜索和交叉验证的方法进行参数寻优,建立LS-SVM的含水率预测模型精度高,平均预测精度达99.4425%,为稻谷真空脉动干燥应用及含水率在线预测提供理论依据。     

猕猴桃切片真空干燥设备及工艺的研究

针对猕猴桃干燥过程所存在的各种问题,提出并分析了圆筒真空干燥箱和箱式真空干燥箱方案的特点,优先选择箱式真空干燥室试验了猕猴桃切片的干制.本试验以热风干燥为参照对象,分析了它们之间的干燥时间,干制品Vc保存率,体积收缩率等.结果表明:在低于60℃的温度和真空度为4.2～20 kPa的环境中对物料进行低温脱水,加工的猕猴桃脆片仍保持猕猴桃原有的浅绿色、Vc保存率高于90％、含水量仅为2％ ～5％;相对热风干燥,真空干燥有低成本、高效率、高品质等优越性.     

带辐射的真空冷冻联合干燥系统的实验研究

设计了一套带辐射的真空冷冻干燥系统实验装置,以对虾为物料,进行干燥过程实验,分析研究干燥过程随辐射温度、真空度、含水率及时间等参数的变化规律。实验结果表明:物料中水份的升华干燥阶段与解析干燥阶段具有明显的转折点;辐射温度主要影响升华干燥阶段的水份升华速率,对于解析干燥阶段的水份升华速率只有略微影响,因此较低的辐射温度即能满足解析干燥的要求。     

响应面法优化西芹热风真空组合干燥工艺

以西芹为原料,通过试验研究了在热风真空组合干燥工艺条件下,中间转换点含水率、热风温度、真空温度和真空度等因素对西芹组合干燥过程的影响;通过响应面法分析了中间转换点含水率、热风温度、真空温度及真空度与西芹复水比、干燥时间之间的关系,建立了西芹热风真空组合干燥的回归数学模型;并对西芹热风真空组合干燥工艺进行了综合优化。结果表明,西芹所需干燥时间随着热风温度和真空温度的增大而减少,随着中间转换点含水率和真空绝对压力的增大而增多;西芹热风真空组合干燥的最优工艺是中间转换点含水率(w.b.)为39%,热风温度为67℃,真空温度为60℃,真空度为20 kPa。     

韭菜花酱热泵干燥特性及干燥数学模型研究

目的 研究韭菜花酱热泵干燥特性,并建立其干燥动力学模型。方法 以韭菜花酱为实验材料,对其进行热泵干燥处理,研究不同风温、风速、装载量、铺料厚度对韭菜花酱干燥时间和速率的影响,并根据实验数据对干燥模型进行非线性回归。结果 韭菜花酱热泵干燥过程无明显恒速阶段,当风温升高、风速增大时,干燥速率增大,干燥时间缩短,物料的色泽和气味会受到较大影响,干物料品质会降低;增大铺料厚度能显著地降低干燥速率,延长干燥时间。在所有实验工况下,Midilli模型预测的数据和实验数据拟合结果较好。结论 风温、风速、装载量和厚度均会不同程度地影响韭菜花酱热泵干燥过程,Midilli模型是描述韭菜花酱干燥过程中水分变化规律的最优模型。     

微波对褐煤介电特性及干燥的影响

为研究微波干燥褐煤的可行性,选取云南昭通褐煤进行试验研究,采用微波介电特性变温测试系统研究褐煤介电特性及微波穿透深度随表观密度的变化。结果表明,褐煤介电特性与表观密度成正相关,穿透深度与表观密度成负相关,同时拟合得到褐煤表观密度与介电特性、微波穿透深度的关系式。采用微波干燥系统对不同功率和质量下的褐煤升温特性进行研究。结果表明,微波可以在1min内将褐煤升温至100℃,最大干燥速率为0.198(g/g db)·min-1,微波加热过程中,温度变化表现出3个阶段:快速升温阶段、恒温阶段、减速升温阶段。褐煤升温至100℃前,物料的质量和功率对升温速率影响不大,100℃之后,褐煤的升温速率随着功率的增加而增大,随物料质量增加而减小;通过微波干燥与常规干燥对比,发现当褐煤完全干燥时,微波干燥用时17min,常规干燥用时320min,微波干燥明显优于常规干燥。     

胡萝卜热泵干燥特性及动力学模型分析

目的 优化胡萝卜的热泵干燥工艺,并提升胡萝卜干燥后的品质。方法 研究干燥初始温度、干燥温升值和切片厚度对胡萝卜热泵干燥特性的影响,并探讨上述条件与有效水分扩散系数和干燥活化能的关系。确定可以精确预测胡萝卜热泵干燥时含水率变化的干燥动力学模型,进而预测胡萝卜在不同热泵干燥条件下的体积变化规律。结果 干燥速率的变化与初始干燥温度、温升值的变化呈正相关,与切片厚度呈负相关;胡萝卜在热泵干燥过程中表现为降速过程,其中,切片厚度对干燥速率的影响最大,温升值对干燥速率的影响最小;对比分析了4种薄层干燥模型,Page模型能更好地描述胡萝卜的热泵干燥过程和水分迁移规律,模型所得拟合值相对于试验值的平均误差为5.76%;在此次试验范围内,胡萝卜的有效水分扩散系数介于3.0401×10^-10～7.1555×10^-10m²/s之间。该系数随着干燥温度的提高、温升值的增大及切片厚度的减小而呈增加的趋势。通过Arrhenius方程计算得到该试验条件下胡萝卜的干燥活化能为13.374 kJ/mol。结论 Page模型能够更好地预测胡萝卜在热泵干燥过...     

干燥温度对萝卜品质的影响及动力学模型建立

目的采用热风干燥的方式,优选出对萝卜最适的干燥温度。方法通过测定不同干燥温度下萝卜的含水率和干燥速率,绘制热风干燥曲线和失水速率变化曲线,测定复水比、总糖含量和维生素C含量,并观察萝卜的微观结构。结果当萝卜的干燥温度为70℃时,复水比值为2.01,总糖的质量分数为2.21%,维生素C的含量为112.4mg/kg。萝卜热风干燥的动力学模型满足Page方程:M_R=e~(-rt~N),其中r=e~(0.7078-0.0079θ+0.0003θ~2),N=0.7658-0.0057θ+0.0002θ~2。结论当干燥温度为70℃时,能较好地维持萝卜的品质,建立的模型也能描述萝卜干燥过程中的水分变化。     

核壳型复合乳胶膜干燥速率的研究

采用饥饿态加料的两阶段乳液聚合法,制备了由苯乙烯-丙烯酸丁酯无规共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯无规共聚物组成的核壳型复合乳液,测定了该复合乳液成膜过程中水的蒸发速率,根据干燥速率的变化将苯丙核壳型乳液的成膜过程分为3个阶段.此外,考察了不同温度、压力、固含量、乳化剂用量、AAc用量、壳层玻璃化转变温度等因素对乳液的失水量、干燥速率的影响.结果表明,增加温度、降低压力可显著增加乳液的失水量和干燥速率;而改变其它因素仅仅影响失水量但不影响恒速干燥速率.     

低温低压下工业铁粉的干燥特性及传热传质分析

本文通过搭建低温低压热泵干燥装置,研究了工业铁粉在不同低压下的干燥效果并分析了低温低压干燥过程中的传热与传质。结果表明:降低干燥环境压力会增大湿铁粉的除湿量,当环境压力从101 kPa降至10 kPa,除湿量增加2.5倍,且在10 kPa压力下铁粉含湿量能降至1%以下。当干燥空气为50℃,风速为0.5 m/s时,随着压力从101 kPa逐渐降至10 kPa,传质系数降低28.1%,传热系数降低68.4%,因此表征传热传质相对强度的刘易斯因子LF随着环境压力的降低而降低。当环境压力为10 kPa、风温为50℃时,流速从0.2 m/s增至2.0 m/s时,传质系数增加32.9%,传热系数增加67.8%,表明低压环境抑制了风速对传质系数的强化作用,因此LF随着风速的增加而增加。在10 kPa环境压力下,LF低至0.5~0.6,表明低压环境中质量扩散与热量扩散存在明显区别。     

微生物凝固湿天然橡胶微波干燥特性研究

对微生物凝固湿天然橡胶进行了不同表面温度的微波干燥试验,并对其微波干燥特性进行了分析.结果表明,微生物凝固湿天然橡胶微波干燥的全过程可分为加速、减速、相对恒速3个阶段;干燥温度对干燥过程影响较大;快速和较快失水阶段为物料干燥的主要阶段;从综合效益考虑湿天然橡胶微波干燥最佳干燥温度为115℃.     

真空干燥动力学实验平台的设计及测试

真空干燥既能保证干燥后物料品质,又能提高干燥速率,且具有干燥温度低,温差热应力小和适用于热敏性物料干燥等优点。相对于传统热风干燥,作为热敏性作物的稻谷采用真空干燥可以有效降低爆腰率和提高发芽率。为研究稻谷真空干燥动力学特性,设计搭建了可准确控制相对压力、温度并实时测量质量的干燥动力学实验平台。该平台包括真空控制模块、温度控制模块、质量称量模块、实时数据采集与控制模块以及数据处理模块。对实验平台的真空控制、温度控制和质量测量性能进行测试分析,结果表明该平台能够实现相对压力和温度的准确控制并实现干燥数据的实时精确采集。     

S波段变频微波方腔干燥PET切片的研究

目的 针对聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）材料传统干燥方式能耗高、效率低等不足,运用微波干燥材料具有速度快、效率高、易于控制的特点,研究微波深度干燥PET技术并研制实验装置。方法 提出微波变频和变功率加热干燥技术,通过主动调整频率改善微波均匀性,结合微波变功率技术,控制PET材料温度在170～180℃,提升PET材料温度均匀性,并防止“热失控”现象的发生。结果 当干燥时间为2 h时,实现了PET深度干燥,能耗率为1.03 kW·h/kg,含水率降低至0.01%以下,达到了后续包装材料注塑加工的要求。结论 微波变频变功率加热技术适用于低含水率PET的深度干燥,比传统干燥方式能耗低并且时间短。     

干燥方式对SiO2/TiO2减反膜性能的影响

用溶胶-凝胶法在清洁的K9玻璃表面成功制备了均匀透明的纳米SiO2/TiO2复合减反射薄膜。分别采用远红外干燥、真空干燥、冷冻干燥、微波干燥等不同的干燥方式和不同干燥时间对同一薄膜进行热处理,系统地研究了不同干燥方式、温度、时间对薄膜的粗糙度、表面形貌及透射率的影响。结果表明,薄膜的最佳干燥条件为真空干燥箱160℃,干燥10h。     

香菇热泵干燥特性及数学模型研究

本文研究了不同风温(50、55、60℃)、风速(3、4、5 m/s)、装载量(1 000、1 500、2 000 g)及放置方式(菌褶迎风放置、菌盖迎风放置)对香菇干燥品质的影响,得到香菇热泵干燥特性曲线,并通过SPSS软件对实验数据进行拟合,建立了香菇热泵干燥动力学模型。结果表明:随着干燥风温的升高、风速的增加及装载量的减少,香菇干燥时间明显缩短,并且菌褶迎风放置在干燥前、中期更有利于水分的蒸发;香菇热泵干燥过程主要为加速和降速干燥阶段,无明显的恒速干燥阶段;与热风干燥相比,热泵干燥香菇在复水率及色泽等方面较优;经回归拟合,香菇热泵干燥动力学模型符合Page方程,该方程可用于描述香菇热泵干燥过程。