猕猴桃切片流化床干燥特性与干燥动力学模型研究

为了提高猕猴桃切片制干品质、缩短干燥时间,采用流化床干燥技术对其进行干燥,研究温度(55,65,75,85℃)、风速(1.5,2.5,3.5,4.5m/s)和厚度(5,10,15mm)对猕猴桃切片热风干燥曲线、水分有效扩散系数以及干燥活化能的影响。结果表明:猕猴桃切片的整个干燥过程属于降速干燥,水分有效扩散系数为1.29639×10^-9~4.58994×10^-9 m²/s,且随温度、风速的增大而升高,随切片厚度的减少而增大;猕猴桃切片活化能为23.03kJ/mol。对10种常见的干燥动力学模型进行拟合发现,Logarithmic模型效果最佳。     

油莎豆热风干燥特性及数学模型研究

以新鲜油莎豆为原料,研究风温和风速对油莎豆热风干燥特性的影响,计算干燥过程中有效扩散系数与活化能,并选取8种干燥动力学模型进行拟合分析。实验结果表明：热风温度越高,干燥速率越快,干燥时间越短;风速对干燥速率影响较小。本试验干燥过程主要发生在降速阶段,油莎豆有效水分扩散系数2.2856×10^-10～7.8112×10^-10,平均活化能为35.31kJ/mol,Two-term模型可以很好的反映油莎豆热风干燥过程,实验值与预测值吻合度较高,拟合效果良好。     

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。     

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。     

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。     

番木瓜热风干燥特性分析

探讨不同干燥温度和不同切片厚度条件下番木瓜的热风干燥特性。通过9种数学模型对番木瓜热风干燥试验数据进行拟合,结果表明:同大多数农产品干燥一样,番木瓜热风干燥主要为降速过程。不同干燥温度和物料厚度番木瓜热风干燥的水分有效扩散系数Deff的变化范围分别是1.798 4×10-8~3.323 3×10-8,0.579 3×10-8~2.852 2×10-8 m2/s,由此可以看出番木瓜热风干燥的水分有效扩散系数随着干燥温度和物料厚度的增大而增大;Page模型是番木瓜热风干燥过程的最适模型,平均R2值、SSE值、RMSE值和X2值分别为0.998 1,0.003 3,0.012 4,0.000 2。经回归分析,得到温度、厚度与有效水分扩散系数Deff的关系表达式。研究结果可以为生产实践中预测番木瓜热风干燥的水分变化提供参考。     

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。     

纸浆模塑薄层干燥实验及动力学模型分析

利用隧道式干燥器在不同热风温度、流速及物料厚度条件下,研究了干燥环境对纸浆模塑干燥过程的影响;并采用Page等六种薄层干燥模型对降速干燥过程进行拟合,分析了其有效扩散系数。结果表明:较高的热风温度、热风流速及较薄的物料厚度能够显著缩短干燥时间;Logarithmic模型可以准确预测纸浆模塑干燥曲线;热风温度、热风流速和物料厚度对有效扩散系数影响明显。     

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。     

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。     

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。     

山楂气体射流冲击干燥特性及干燥模型

研究不同干燥温度、风速、物料盒宽度和喷嘴高度对山楂气体射流冲击干燥特性及有效水分扩散系数的影响,采用7 种数学模型拟合实验数据,得到了用于描述山楂气体射流冲击干燥的最适数学模型。结果表明：山楂的气体射流冲击干燥主要属于降率干燥。干燥温度对山楂的干燥曲线和干燥速率曲线均具有显著影响,而风速、物料盒宽度以及喷嘴高度对山楂的干燥曲线和干燥速率曲线的影响均不显著。山楂的气体射流冲击干燥有效水分扩散系数随着风温和风速的增加而增加,随着物料盒宽度和喷嘴高度的增加而降低,且最高有效水分扩散系数为9.271×10-8 m2/s。在实验范围内最适宜于描述山楂在气体射流冲击干燥过程中含水率变化规律的数学模型是Page和Modified Page模型。     

白对虾真空干燥的研究

研究真空干燥因素对白对虾的干燥特性、质构和复原率的影响,及真空干燥的水分比与干燥时间关系的数学模型。结果表明:真空干燥温度和真空度越高,干燥越快,拟合检验显示模型的预测值与实测值拟合良好,模型能描述白对虾的真空干燥动力学规律;50℃、0.08MPa条件下干燥的白对虾组织状态和复原性较好。     

胡萝卜太阳能低温吸附干燥特性与干燥模型研究

以新鲜胡萝卜为研究对象,采用太阳能低温吸附干燥系统为试验设施,探讨干燥温度、相对湿度、干燥介质流速、载样量、胡萝卜切片厚度对胡萝卜太阳能低温吸附干燥特性的影响。结果表明,胡萝卜太阳能低温吸附干燥过程可以分为3个阶段:调整、恒速、降速干燥阶段;其中干燥温度对胡萝卜干燥的速率影响最显著,如50℃比10℃节时达59.7%,各因素对胡萝卜干燥的影响的主次顺序为干燥温度>相对湿度>干燥介质流速>切片厚度>载样量;采用数学软件选用3种模型对试验数据进行计算拟合,胡萝卜干燥数学模型与Page模型拟合程度最高,胡萝卜太阳能低温吸附干燥数学表达式为MR=exp(-0.011666 t^1.62715);此模型的建立为脱水胡萝卜太阳能低温吸附干燥的生产应用提供理论支撑。     

苹果片太阳能低温吸附干燥工艺优化与模型研究

以新鲜苹果片为研究对象,采用本单位研制的太阳能低温吸附干燥(LSAD)系统为实验设施,探讨干燥温度、相对湿度、干燥介质流速、载样量、切片厚度对苹果片太阳能低温吸附干燥特性的影响。结果表明,苹果片太阳能低温吸附干燥过程可以分为三个阶段:即调整、恒速、降速干燥阶段;其中干燥温度对苹果片干燥的速率影响最显著,如50℃比10℃节时达65.9%,各因素对苹果片干燥的影响的主次顺序为干燥温度相对湿度干燥介质流速切片厚度载样量,苹果片太阳能低温吸附干燥优化的工艺条件为:干燥温度50℃、相对湿度20%、干燥介质流速0.9 m/s、载样量7.5 kg/m~2、切片厚度3 mm;采用数学软件选用3种模型对实验数据进行计算拟合,苹果片干燥数学模型与Page模型拟合程度最高,苹果片太阳能低温吸附干燥数学表达式为MR=exp(-0.00557*t^1.76669);此模型的建立为应用太阳能低温吸附干燥生产脱水苹果片提供理论支撑。     

柠檬热风干燥特性及数学模型

以新鲜柠檬为原料,研究其热风干燥特性及数学模型。以柠檬片厚度、热风温度、热风风速为因素,分析其对柠檬热风干燥特性的影响,建立柠檬热风干燥的干燥特性曲线、干燥速率曲线,并利用SAS8.0软件对试验数据进行拟合,构建柠檬热风干燥数学模型。结果表明:热风温度、柠檬片厚度对柠檬热风干燥的速率有较大影响,而热风风速对干燥速率的影响较小;柠檬热风干燥符合Page模型。     

固定床热风干燥模式对荔枝干制特性的影响

采用固定物料位置固定热端(模式I)、变换物料位置固定热端(模式II)和固定物料位置变换热端(模式III)三种模式对荔枝果实进行固定床热风多阶段干燥,分别测定了不同物料层(A、B和C三层)物料的热风风速、温度、水分含量、干燥速率、有效扩散系数(Deff)和体积收缩率。结果表明,不同的干燥层物料的热风和温度分布不均匀。经过四阶段共26 h干燥,模式I、II和III中整体样品的水分含量分别为45.70%、42.07%和41.18%。模式I中A层物料的终水分含量为28.44%,显著低于B层和C层样品(p<0.05),Deff为1.48×10-6m2/s,显著大于B层和C层物料(p<0.05)。模式II各层间物料终水分含量和Deff差异不显著(p>0.05),干燥较均匀。模式III中A层物料的终湿基含水量和Deff与B、C层的物料的相比差异不显著(p>0.05),干燥较均匀,可实现简约操作和规模加工。     

五指毛桃的热风干燥特性及动力学模型

本研究选用了五指毛桃切片、五指毛桃段和五指毛桃须根三种不同形态的五指毛桃样品,分别测定其在40、50、60和70 ℃条件下的热风干燥特性,并计算不同时间的干基含水量、干燥速率。并结合经验干燥模型、Fick第二定律,Arrhenius方程等计算五指毛桃干燥过程的水分有效扩散系数D_eff,活化能E_a及干燥特性回归方程,结果表明:在40～70 ℃条件下,五指毛桃切片、段和须根的水分有效扩散系数分别在0.4863×10?9～1.6228×10?9、2.0285×10?9～4.0570×10?9和0.1521×10?9～0.2536×10?9 m2/s范围内;五指毛桃切片、段和须根的表观活化能分别为31.93、35.34和17.34 kJ/mol。在40～70 ℃热风干燥条件下,五指毛桃切片、段和须根符合指数模型,模型预测值与试验值拟合良好（R2分别为0.992、0.979和0.998）。该研究结果可为五指毛桃热风干燥参数的优化及实际干燥工艺提供参考。     

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。     

康乃馨热风干燥特性研究

选取康乃馨为研究对象,以热风温度、风速、装载量为试验因素进行单因素试验,分析各个因素对干燥特性的影响。结果表明,3个因素对康乃馨的干燥特性影响均显著,温度越高,风速越大,装载量越少,康乃馨达到安全水分所用的时间就越短。采用3种常用的干燥模型单项扩散模型、指数模型、Page模型对试验数据进行线性回归分析和模型的拟合,得出Page模型适合描述康乃馨的干燥进程,并建立康乃馨的干燥模型。通过试验验证,Page模型的预测值与实测值的最大误差仅为6.7%,很好地描述了康乃馨的干燥进程。