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。     

疏解棉秆微波真空干燥特性及动力学模型

疏解棉秆在进行重组材之前,要进行干燥处理。本研究以疏解棉秆为研究对象,探讨了疏解棉秆在不同微波功率密度(8,10,13,20 W/g)和不同相对压力(0,-20,-40,-60,-80 kPa)时的干燥情况,研究了不同的微波功率密度和相对压力对疏解棉秆干燥特性的影响,通过建立动力学模型来预测疏解棉秆微波真空干燥过程中的水分变化。结果表明:当初始含水率大约为100%时,不同的微波强度下,干燥所需时间为9~16 min,明显少于同等条件下热风干燥时间;并且在干燥过程只有升速和降速两个阶段,没有明显恒速阶段;随着微波真空相对压力的降低,干燥速率增大,干燥时间缩短,但相对压力低于-60 kPa后继续降低压力对干燥速率影响不显著。疏解棉秆微波真空干燥的动力学模型满足Page方程,该模型可较好地描述疏解棉秆含水率随干燥时间、微波功率密度的变化关系。本研究可为实现疏解棉秆快速、高效的干燥以及品质保障提供新思路,为相关干燥设备的设计开发提供理论依据。     

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。     

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。     

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。     

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。     

真空压力下液体沿炭纤维织物铺层厚度方向的渗透特性

使用自行设计的装置对真空压作用下液体沿单向织物厚度铺层方向的渗透特性进行了初步研究, 通过一系列实验对设备和操作方法进行了规范。通过改变所加真空压力的大小, 研究了蒸馏水、酚醛溶液、丙三醇三种流体对炭纤维织物铺层的渗透规律。结果表明, 随着真空压力增加, 流体对单向织物堆积体的渗透速率增加。相同真空压力条件下, 三种流体中蒸馏水的渗透速率最快; 在5 kPa 和20 kPa 真空压作用下丙三醇的渗透速率快于酚醛溶液; 在40 kPa 和60 kPa 真空压力下, 酚醛溶液的渗透速率快于丙三醇。      

应用二维轴对称模型的微波真空干燥数值模拟

本文建立基于多孔介质的多物理场二维轴对称模型,对微波真空干燥过程进行数值模拟计算。通过数值模拟研究可知,随着微波真空干燥过程中环境压力的降低,干燥样品能在较低的温度下迅速干燥,有效提高样品干燥效率。但是,样品内部的温度及水分均匀性会随着环境压力的降低而变差。适当牺牲干燥量,降低总的微波能量输出或降低微波功率输出,可有效提高干燥样品的温度和水分的均匀性。     

胡萝卜真空干燥特性及动力学

探究胡萝卜真空干燥过程中系统压力和温度对胡萝卜干燥特性的影响。结果表明:在同一系统压力下,温度越高,干燥速率越快;在同一干燥温度下,系统压力越小,干燥速率越快。通过应用Fick扩散定律描述胡萝卜的水分迁移规律,在研究的温度范围内其有效水分扩散系数在6.717~18.594×10-10之间变化。根据Arrhenius方程得到胡萝卜厚度为4和6mm的活化能分别为31.46和33.06 k J/mol。通过非线性回归方法将MR与五个薄层干燥模型进行拟合,参照评价指标R2、RMSE及χ2等,对多个模型进行综合分析,其中Midilli and Kucuk模型显示出更好的拟合效果。     

基于真空冷冻干燥和高真空微波烧结方法制备TiN-Cu电火花电极

探索真空冷冻干燥和高真空微波烧结方法对TiN-Cu电火花加工用(EDM)电极性能的影响。经过高能球磨混合TiN粉末和Cu粉末、浆料制备、干燥、烧结等工艺制备出电火花加工用电极。对比了真空干燥与真空冷冻干燥、真空管式烧结与高真空微波烧结等工艺性能,采用正交实验方法探索高真空微波烧结最佳工艺参数组合,并且通过电子扫描电镜观察EDM电极形貌。试验表明:真空冷冻干燥制备坯体收缩率较小;在微波烧结在烧结温度1200℃、保温时间20 min、升温速率15℃/min工艺参数下,制备出TiN-Cu EDM电极相对损耗率为3.55%,比商业上应用的紫铜EDM电极相对损耗率低。     

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。     

玫瑰花瓣压花材料真空干燥特性及动力学模型

采用真空干燥获得玫瑰花瓣压花材料,研究真空度、温度等条件对玫瑰花瓣干燥特性、压花艺术美观性的影响,采用差热-热重(TG-DTG)分析、扫描电镜对玫瑰花瓣热变化过程、表面微观形态进行表征,建立干燥过程动力学模型并计算动力学参数。结果表明,温度越高,真空度越大,玫瑰花瓣的干燥越快,但温度过高,玫瑰花瓣的艺术美观性下降,在真空度0.1MPa、45℃、30 min下干燥,可以获得具有较好艺术美感的玫瑰花瓣压花材料。真空干燥下,玫瑰花瓣正面原阵列状的乳突结构和反面的沟回结构逐渐收缩,导致正面乳突腔体塌陷,反面形成浮雕状突起。干燥过程的有效扩散系数为8.119×10-9m2/s,活化能为10.045 k J/mol,动力学模型可用薄层干燥Wang and Singh模型来描述。     

化学气相渗积压力对渗积速率和热解炭组织结构的影响(英文)

采用天然气为前躯体在不同压力下使用化学气相渗积法制备炭/炭复合材料。利用甲烷分解热力学与沉积动力学研究了渗积压力对渗积速率和热解炭组织结构的影响。采用偏光显微镜观察热解炭的组织结构。结果表明:随着渗积压力的增加,初始渗积速率增大;但在渗积后期,渗积速率随着渗积压力的增大而降低,导致在高渗积压力下相同时间制备样品的最终密度降低。热解炭组织结构对渗积压力具有很强的依赖性。在低压(1 kPa)下渗积得到的热解炭基体全部为粗糙层结构。在适中的压力(3kPa,5 kPa,10 kPa)下,以炭纤维为圆心由内到外依次得到各向同性和粗糙层热解炭,整个基体以粗糙层为主。在15 kPa下,得到的热解炭组织结构为各向同性和光滑层组织。     

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。     

甘露醇冷冻干燥室内真空压力特性的研究

冷冻干燥室的真空系统为冷冻干燥提供了真空环境,真空压力特性对冷冻干燥过程顺利进行至关重要,本文以甘露醇溶液的冷冻干燥过程为例,从三个方面对冷冻干燥室内真空压力特性进行了研究:一、真空度对冷冻干燥物料质量称量的影响;二、真空度对冷冻干燥物料瓶内温度的影响;三、真空度对冷冻干燥物料一次干燥速率的影响.通过实验,得出结论:真...     

面向药材贮藏的热泵干燥系统实验研究

目的 针对药材贮藏前传统干燥处理方法效率低,药材易变质,处理能耗高,不利于药材高品质贮藏等问题,优化药材干燥处理方法至关重要。方法 采用真空低温干燥技术,设计一套以真空干燥箱为传质系统进行低温干燥的热泵干燥处理系统。系统包含基于热泵压缩机驱动的真空低温干燥系统、真空泵、变频风机等设备,通过对其进行干燥性能实验研究,分析获得热泵冷凝温度、空气入口风速以及空气入口温度对该系统干燥性能的影响。结果 在环境真空压力-40～0 kPa实验条件下,热泵真空低温干燥系统的干燥量、干燥效率、传质系数及传热系数最大值分别为3.96 kg/h、44.19%、3.75 g/(m²·s)、3.25 W/(m²·℃),析湿过程传质系数及传热系数最大值分别为44.51 g/(m²·s)及36.03 W/(m²·℃),热泵系统最大能效为6.08。对实验数据进行回归分析,得到热泵真空低温干燥系统干燥效率模型,模型计算值与实验值的最大偏差在±21%以内,平均偏差为9.18%,预测效果较好。结论 相较于常压下热泵低温干燥技术,基于真空...     

百合真空旋蒸干燥工艺优化

为了探究百合干燥新工艺,提高百合干品质,缩短干燥周期,本文试用真空旋蒸技术进行干燥脱水的试验研究。试验研究了真空干燥温度(55、60、65、70和75℃)、干燥真空度(0.06、0.07、0.08和0.09 MPa)和干燥转速(0、60、120和180 r/min)对百合干燥特性和品质的影响,以维生素C含量、复水比和色泽(L~*、a~*、b~*和E~*)作为品质指标。同时,采用Box-Behnken试验设计构建二次多项式回归方程模型以及百合真空旋蒸干燥较优工艺条件。单因素试验中真空干燥温度、干燥真空度和干燥转速对百合真空干燥特性均有极显著影响(p0.01),其中干燥温度和真空度对百合片维生素C含量也有极显著影响(p0.01),干燥转速有显著影响(p0.05),各因素对维生素C含量的影响均呈现先上升后下降趋势。响应面试验分析中,各因素对百合片干燥综合评分的影响顺序为干燥温度=干燥真空度干燥转速。百合真空旋蒸干燥最佳工艺参数为干燥温度70℃,干燥真空度0.08 MPa,干燥转速80 r/min,所需时间5.5 h,测得维生素C含量13.98 mg/100 g,复水比2.01,色泽ΔE~*值9.26。试验表明真空旋蒸干燥工艺后,百合片品质优秀,较热风干燥和真空冷冻干燥干燥时间大大缩短,研究结果可为真空旋蒸干燥技术在百合干燥工业生产中的应用提供借鉴。     

百合真空旋蒸干燥工艺优化北大核心CSCD

为了探究百合干燥新工艺,提高百合干品质,缩短干燥周期,本文试用真空旋蒸技术进行干燥脱水的试验研究。试验研究了真空干燥温度(55、60、65、70和75℃)、干燥真空度(0.06、0.07、0.08和0.09 MPa)和干燥转速(0、60、120和180 r/min)对百合干燥特性和品质的影响,以维生素C含量、复水比和色泽(L~*、a~*、b~*和E~*)作为品质指标。同时,采用Box-Behnken试验设计构建二次多项式回归方程模型以及百合真空旋蒸干燥较优工艺条件。单因素试验中真空干燥温度、干燥真空度和干燥转速对百合真空干燥特性均有极显著影响(p<0.01),其中干燥温度和真空度对百合片维生素C含量也有极显著影响(p<0.01),干燥转速有显著影响(p<0.05),各因素对维生素C含量的影响均呈现先上升后下降趋势。响应面试验分析中,各因素对百合片干燥综合评分的影响顺序为干燥温度=干燥真空度>干燥转速。百合真空旋蒸干燥最佳工艺参数为干燥温度70℃,干燥真空度0.08 MPa,干燥转速80 r/min,所需时间5.5 h,测得维生素C含量13.98 mg/100 g,复水比2.01,色泽ΔE~*值9.26。试验表明真空旋蒸干燥工艺后,百合片品质优秀,较热风干燥和真空冷冻干燥干燥时间大大缩短,研究结果可为真空旋蒸干燥技术在百合干燥工业生产中的应用提供借鉴。     

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。