中短波红外和热风干燥对番木瓜干燥特性及品质的比较

本文以干燥特性、色泽、复水性以及抗坏血酸保留率为评价指标,研究了不同干燥温度(60、70、80、90℃)下中短波红外辐射和热风干燥对番木瓜片品质的影响。结果表明:与热风干燥相比,相同温度条件下中短波红外干燥速率更快,所需干燥时间更短;随着干燥温度的升高,两种干燥方式下的水分有效扩散系数均呈升高趋势,番木瓜片中短波红外干燥和热风干燥水分有效扩散系数分别为0.58546×10-10~9.87313×10-10 m2/s、0.01179×10-10~4.88646×10-10 m2/s;番木瓜片中短波红外干燥的活化能32.13 k J/mol低于热风干燥的活化能33.28 k J/mol;此外,中短波红外干燥后番木瓜片的色泽和产品的复水性更好,而番木瓜片的中短波红外干燥抗坏血酸保留率低于热风干燥。综合考虑,试验范围内中短波红外干燥温度为70℃条件下所得产品的品质最好。     

猕猴桃切片中短波红外干燥特性及动力学模型

本试验研究了猕猴桃切片在不同的干燥温度(50、60、70、80℃)、干燥功率(675、1350、2025 W)条件下的中短波红外干燥特性试验,结果表明:干燥温度对猕猴桃切片干燥速率的影响较大,干燥温度越高,干燥用时越短;干燥功率对猕猴桃切片干燥时间影响较小;降速阶段为猕猴桃中短波红外干燥的主要阶段。通过对猕猴桃干燥动力学数学模型拟合发现:Page模型对猕猴桃切片干燥过程的拟合性较好,模型的预测值与实验值吻合性好,可以用来描述和预测猕猴桃的中短波红外的干燥过程。通过费克第二定律求出干燥过程中的水分有效扩散系数(Deff),发现其值在3.3970×10-9~1.2960×10-8 m2/s范围内,且随着温度和功率的升高而增大;通过阿伦尼乌斯方程计算出猕猴桃切片中短波红外干燥活化能在30.237~40.551 kJ/mol范围内。该研究为中短波红外干燥技术应用于猕猴桃的干燥提供了技术依据。     

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。     

胡萝卜薄层干燥动力学模型研究

为探索胡萝卜热风干燥过程中水分的变化规律,本研究以胡萝卜为干燥对象,进行薄层干燥特性及模型研究,探讨不同温度、风速及物料厚度条件下胡萝卜水分比与干燥时间的关系,建立动力学模型;以Fick扩散定律为依据,确定胡萝卜一维传热传质的有效水分扩散系数并建立其数学模型。结果表明：胡萝卜薄层干燥动力学模型可用Page方程来描述,并通过回归分析确定方程系数m、k,通过多元线性回归方法得到有效水分扩散系数（Deff）与温度、风速和厚度的表达式,实验得到的Deff值在0.84×10-9～6.69×10-9 m2/s范围内随着干燥温度、风速和物料厚度的升高而增大。     

渗透-中短波红外联合干燥对猕猴桃切片干燥特性及动力学模型的影响

采用不同含量果葡糖浆与不同中短波红外干燥温度进行联合干燥,研究不同条件下猕猴桃切片的干燥特性、有效水分扩散系数,建立渗透与中短波红外联合干燥动力学数学模型。试验结果表明:猕猴桃切片的渗透-中短波红外联合干燥的过程属于降速干燥,有2个阶段的降速过程,二者的水分转换范围为0.300~0.900(d.b)。在试验条件下,水分有效扩散系数在1.08×10-10~2.38×10-9m2/s范围内变化。所用6个模型均能较好地描述猕猴桃切片联合干燥过程中的水分变化规律,其中"Two-term"模型对整个过程的拟合性最好,其R2的均值达0.99958,χ2和RSME的均值分别为3.90000×10-5,5.01000×10-4。     

桑椹对流-红外联合干燥特性及品质变化研究

本实验研究了不同对流干燥温度(60、70和80℃)和红外功率(675、1350和2025 W)对桑椹对流-红外联合干燥特性和干燥产品品质的影响。结果表明:干燥温度对干燥速率影响较红外功率大;干燥过程属降速干燥,由费克第二定律求出桑椹有效水分扩散系数在2.67×10-9~8.41×10-9 m2/s范围内,并随对流干燥温度和红外功率的增大而增大;由阿伦尼乌斯公式计算出桑椹干燥活化能为53.99 k J/mol;干燥实验数据拟合结果显示,桑椹的对流-红外联合干燥过程符合Page模型;且在对流温度70℃,红外功率675W干燥条件下物料品质最优。相比热风干燥与真空冷冻干燥,对流-红外联合干燥大大缩短了干燥时间,具有最高的总酚含量(30.33mg/g)和较高的花色苷含量(11.55 mg/g),提高了产品的营养品质。该研究为对流-红外联合干燥技术应用于桑椹干燥提供了理论依据。     

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。     

怀山药微波冻干过程的水分扩散特性及干燥模型

为探究怀山药干燥过程中的水分扩散特性,以怀山药为原料,使用微波真空冷冻干燥技术进行干燥,同时采用低场核磁共振的横向弛豫时间（T2）反演谱分析怀山药切片在干燥过程中内部水分的变化,并结合有效水分扩散系数、水分含量、干燥速率的变化规律对微波真空冷冻干燥过程中怀山药的内部水分扩散特性进行分析。结果表明：干燥过程中水分由自由度高向自由度低的方向迁移;不同微波功率（1.5～4.4 W）下怀山药干燥过程的有效水分扩散系数变化范围在1.129×10－9～5.439×10－9 m2/s之间,随着微波功率的增大,有效水分扩散系数升高,水分扩散迁移的速度增大,非结合水向结合水方向转化逐渐增多。采用Page、Newton等模型与实验数据进行拟合,结果表明Page拟合度较高,R2大于0.99,可以较好地对怀山药微波真空冷冻干燥过程进行预测和控制。本实验为怀山药干燥过程的水分实时监测及实现精准干燥提供了理论依据。     

红枣片冷冻—红外组合干燥特性

目的:优化红枣片干燥工艺，改善产品品质。方法:以红枣片为研究对象，研究转换含水率、红外温度和切片厚度与干燥时间和干燥速率的相关关系，计算红枣片在FD-IRD中水分有效扩散系数随转换含水率、红外温度和切片厚度的变化规律，并根据试验数据计算红枣片FD-IRD的干燥活化能。结果:转换含水率越低，红外干燥时间越短，但过低的转换含水率，会使冷冻干燥时间大幅延长；适当提高红外干燥温度有利于提高水分有效扩散系数；红枣片越薄干燥速率越大，减小切片厚度能够提高水分有效扩散系数，利于缩短干燥时间；前后两段均为降速干燥过程，通过费克第二定律求解得到不同干燥条件下的冷冻干燥和红外干燥的水分有效扩散系数分别为3.39×10^-9～9.47×10^-9,3.34×10^-9～2.01×10^-8 m²/s;通过阿尼乌斯公式计算出红外干燥阶段干燥活化能为59.03 kJ/mol。结论:在转换含水率30%,红外温度60℃,切片厚度6 mm的条件下，冷冻—红外组合干燥技术所用干燥时间短、效率高。     

热风和中短波红外干燥对桃渣干燥特性及多酚含量的影响

试验研究了桃渣在60℃、70℃和80℃条件下热风干燥和中短波红外干燥的干燥特性、有效水分扩散系数和活化能,建立了桃渣干燥的数学模型,并比较了桃渣在不同干燥条件下多酚的含量。结果表明,对文中所建立的5种干燥模型进行对比可以发现,Midilli et al.模型最适合描述桃渣在所有干燥条件下的干燥特性(R20.9996);桃渣热风干燥的有效水分扩散系数为(1.1652~1.7393)×10-9m2/s,红外干燥的为(1.6718~2.4993)×10-9 m2/s;利用阿伦尼乌斯方程计算桃渣两种干燥方式的活化能分别为19.56及19.68 k J/mol。此外,相同干燥温度下红外干燥样品中的总酚保留率较高,分别为68.22%、75.42%及82.63%。与热风干燥相比,桃渣中短波红外干燥速率较大,多酚保留率较高,且多酚含量随干燥温度的升高而增大,80℃红外干燥对桃渣的多酚含量影响最小。本试验为桃渣不同干燥条件下的干燥特性以及多酚的利用提供了理论基础。     

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。     

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。     

无核紫葡萄干燥特性及其总酚含量变化研究

通过自然晾晒、烘箱干燥和热风对流干燥3 种常见干燥方法对新鲜无核紫葡萄进行干燥,研究无核紫葡萄干燥特性及其动力学模型,探讨不同干燥方式和温度（50～70 ℃）等因素对无核紫葡萄失水特性的影响,进一步评价干燥方式对无核紫葡萄总酚含量的影响。结果表明：热风对流干燥较好地保留了无核紫葡萄的总酚含量;Henderson-Pabis模型（单项扩散模型）能较好地拟合新鲜无核紫葡萄在自然晾晒、烘箱干燥和热风对流干燥3 种常见干燥方法下的干燥规律;其有效水分扩散系数在1.411 9×10–10～4.297 3×10–10 m2/s之间。本研究准确地测定了无核紫葡萄干燥过程的含水率及失水速率变化,为无核紫葡萄干燥过程的优化和含水率在线检测控制提供理论依据。     

白玉菇中短波红外干燥特性及动力学模型

为提高白玉菇的货架期,采用中短波红外线对白玉菇进行干燥,考察了干燥温度(60、70、80、90℃)和干燥功率(675、900、1125、1350 W)对白玉菇干燥特性的影响,并通过7种常用的农产品干燥模型对干燥过程进行了拟合,建立了白玉菇中短波红外干燥的动力学模型.研究结果表明:干燥温度和干燥功率对白玉菇的干燥过程均有...     

超声处理对中短波红外干燥红枣时间及品质的影响

为提高红枣干燥品质,减少干燥时间,以干燥时间为响应值,响应面优化得到红枣中短波红外干燥前超声处理条件为：频率40 kHz、时间40 min、功率350 W。最优超声处理后中短波红外干燥红枣至其干基含水率约为40%时所需干燥时间为9.55 h;未超声处理中短波红外干燥需13.33 h;传统热风干燥需17.13 h。扫描电镜观察红枣果皮,超声处理40 min使果皮表面产生大量裂缝,表皮层变薄,仅38.8 μm,表皮层和亚表皮层易分离,利于干燥过程中水分扩散,显著缩短中短波红外干燥时间。红枣超声处理后中短波红外干燥的干制品品质显著优于未超声处理红外干燥,极显著优于传统热风干燥。最优超声处理条件结合中短波红外干燥,所得干制品在3 种处理方式中总VC、总酚、总黄酮含量最高,糖酸比最高,色泽最优,能耗最少,是适合红枣干燥的技术方法。     

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。     

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。     

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。