熟化甘薯热风干燥特性及数学模型研究

利用热风干燥试验台对熟化甘薯的热风干燥特性进行研究,探讨不同干燥温度、热风风速、铺料密度对干燥速率的影响,其影响因素大小依序为：干燥温度＞干燥风速＞铺料密度.利用3种不同干燥速率模型对实验数据进行拟合,发现甘薯热风干燥符合Page方程,即,模型拟合F值为1 102.35,呈极显著.     

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。     

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。     

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。     

甘蔗皮热风对流干燥特性及数学模型

以甘蔗皮为试材,研究不同甘蔗皮长度、热风温度及热风速度下甘蔗皮的热风对流干燥特性,利用Origin2018软件对实验数据进行数学模型拟合,得到甘蔗皮的热风薄层干燥模型。结果表明:热风温度升高,甘蔗皮干燥速率增大;热风干燥温度超过100℃,甘蔗皮不但成品色泽变暗,而且干燥过程中还散发刺鼻焦糊气味。增大风速,可以缩短甘蔗皮干燥周期;但是,风速超过4 m/s,进一步增大风速对提升甘蔗皮干燥速率不明显。甘蔗皮长度过短、过长都不利于提升甘蔗皮干燥速率,25 cm甘蔗皮干燥速率最大。甘蔗皮热风干燥下(温度为70～120℃)的有效水分扩散系数为(9.221×10~(-9)～2.626 2×10~(-8))m~2/s,活化能E_a=13.58 kJ/mol。对9种不同数学模型进行拟合,发现Page模型具有最高的R~2值和最低的均方根误差RMSE,更适于评估甘蔗皮热风干燥的水分脱除规律。     

竹笋热风薄层干燥特性及动力学分析

干燥是竹笋加工中最为常见的一种方式,为了解竹笋在热风薄层干燥条件下的干燥特性,本实验以大叶麻竹笋为试验原料,竹笋片干基含水率和干燥速率为试验测试指标,研究了不同干燥温度、风速和笋片厚度等因素对干燥速率的影响,并建立竹笋热风薄层干燥的动力学模型。结果表明:热风薄层干燥温度、风速和笋片厚度均对竹笋的干燥特性影响较大。随着干燥温度和风速的升高,干燥速率增加;随着笋片厚度的增加,干燥速率降低。不同条件下的干燥均可分为加速、恒速和降速干燥3个阶段。竹笋的适宜热风薄层干燥条件为干燥温度80℃、风速2.0 m/s、笋片厚度1.0 cm。竹笋热风薄层干燥的动力学满足Page模型,Page模型适合对竹笋热风薄层干燥过程进行描述和预测。所得研究结果将为竹笋干的热风薄层干燥可控制工业化生产提供参考。     

香菇热风干燥工艺研究

利用自制的热风干燥试验台,对香菇进行３因素（前期温度后期温度和风速）二次回归正交试验,得到了指标（干燥质量、脱水速率和单位能耗）的回归方程、３因素对３指标的显著性水平与影响规律,并进行了综合优化,提出了参数的最佳组合．     

红瓜子薄层热风干燥特性及其动力学研究

研究不同温度条件下红瓜子薄层热风干燥特性,并建立定量描述红瓜子热风干燥特性规律的动力学数学模型。结果表明:红瓜子热风干燥过程分为加速干燥和减速干燥2个阶段,大部分处于减速阶段;温度对红瓜子的干燥特性有重要的影响,随着温度升高,干燥时间缩短,干燥速率提高;不同干燥温度下红瓜子热风干燥符合单项扩散模型,其中A、k与干燥温度为二次方程式关系,相关系数R2分别为0.994,0.980。     

三华李果糕热风干燥特性及数学模型的建立

利用洞道式热风干燥装置,探讨不同的热风温度对三华李果糕干燥水分比MR和干燥速率v的影响.采用非线性回归法将7种常见薄层干燥数学模型与实验数据进行拟合,并追加验证实验.结果表明:三华李果糕热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程,且干燥温度不宜高于70℃.比较各模型的决定系数R2,卡方X2和标准误差eRMSE,Logarithmic模型能较好地描述和预测三华李果糕的干燥过程,其干燥动力学方程为:MR=1.0915exp[-(0.51093-0.01497T+ 0.00016T2)·t]-0.13348.     

南瓜热风干燥特性与动力学模型

研究南瓜片在不同温度（60℃、70℃和80℃）下的热风干燥特性。采用Fick扩散模型对南瓜片的水分质量传递进行描述,并计算水分扩散系数。结果表明,热风温度越高,干燥速率越快,干燥过程发生在降速阶段。水分扩散系数随温度的升高而增大,在试验温度范围内,有效扩散系数值在5．4150＆#215;10-10～1．0077＆#215;10-9 m2/s之间。温度对水分扩散的影响可用Arrhenius关系方程来表示,其决定系数为0．997。南瓜的活化能值为30．33kJ/mol。采用12种数学模型对南瓜片的薄层干燥过程进行描述,通过比较水分比的试验值和预测值之间的统计参数---决定系数（R2）、卡方（X2）和均方根误差（RMSE）,发现Modified Henderson and Pabis模型最适宜于描述南瓜片的薄层干燥过程,该模型能较准确地表达和预测南瓜热风干燥过程的水分变化规律。