基于多参数调控薄层干燥试验的玉米积温数学模型及工具图表的建立

：为了将积温控制应用在粮食干燥中,本文以多参数可控的玉米热风薄层干燥试验为基础,探索了在不同的热风温度、热风风速、相对湿度和初始水分等参数正交组合条件下的干燥特性,当湿度、水分、风速一定的情况下,干燥积温随热风温度呈线性递减趋势,温度增加1℃,积温减少5℃·h;温度、水分、风速一定的情况下,干燥积温随湿度呈非线性递增趋势,湿度增加1%,积温平均增加3.75℃·h,60%以下递增不显著;温度、湿度、风速一定的情况下,干燥积温随初始水分呈非线性递增趋势,初始水分在20～27%之间每增加1%,积温平均增加6.43℃·h,28%以下积温递增不显著;当温度、湿度、水分一定的情况下,干燥积温随风速呈非线性递减趋势,风速在0.4～0.8%之间每增加0.1m/s,干燥积温平均递减75℃·h。利用多元二次回归模型建立了积温数学模型,回归方程决定系数R2=0.97。在500T/D连续玉米干燥机测控试验中,干燥模型能很好的控制粮食出机含水率,应用表明干燥积温可用于粮食干燥过程的预测和控制。     

稻谷薄层热风干燥工艺优化及数学模型拟合

对稻谷进行薄层热风干燥,采用正交试验方法研究稻谷在不同热风温度、初始含水率和热风风速条件下的热风干燥特性,比较10种数学模型在稻谷热风干燥中的适用性。结果表明:稻谷在热风干燥过程中没有出现明显的恒速干燥阶段,且干燥主要发生在降速干燥阶段;热风温度是影响稻谷热风干燥的最主要因素,其次是初始含水率;取初始含水率20%、热风温度50℃、热风风速1.4 m/s的方案为稻谷的最优热风干燥工艺,此时的最佳数学模型为Page模型;缓苏可有效抑制稻谷的爆腰率,缓苏温度越高,缓苏时间越长,缓苏效果越好;当初始含水率24%、热风温度40℃时,实验值和模型值的相对平均误差分别为1.563%和1.474%,表明模型预测的干燥曲线和实验所得的干燥曲线一致性较好;随着热风温度的升高,稻谷的有效水分扩散系数变大,经热风温度从40℃升高到60℃,其有效水分扩散系数由9.69×10~(-10) m~2/s增加到10.77×10~(-10) m~2/s,稻谷的干燥活化能为47.1 k J/mol。     

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。     

稻谷热风干燥关键技术工艺优化的研究

为解决稻谷在热风干燥过程中籽粒出现应力裂纹(爆腰)的难题,文章主要针对稻谷热风干燥过程中的多个影响因素进行探讨,并在此基础上选择出热风温度、风速、干燥后缓苏时间3个关键因素,采用响应面分析方法,以稻谷籽粒的应力裂纹率为响应值,进一步对热风干燥关键技术工艺进行优化。结果表明,稻谷热风干燥较佳工艺条件为:热风温度40℃、风速0.25m/s、缓苏时间30min、稻谷初始水分含量控制在25%以下,稻谷干燥后采取慢速冷却方式(15℃),在此条件下能够有效降低稻米在干燥过程中的应力裂纹率。     

玉米平流薄层干燥特性研究

利用热风薄层干燥试验装置进行玉米的平流薄层干燥试验,研究热风的温度、流速、玉米初始水分对玉米干燥速率和发芽率的影响。结果表明:玉米干燥速率受热风温度影响较大,热风流速影响较小;较低温度干燥时,玉米发芽率主要受风速的影响,随着干燥温度升高,发芽率下降较快,80℃以上干燥,玉米发芽率为零。     

胭脂萝卜薄层干燥的动力学模型及工艺优化

采用单因素实验研究热风温度、风速和切片厚度对胭脂萝卜干燥特性的影响,探讨了干燥过程中水分随时间的变化规律,建立胭脂萝卜热风薄层干燥的动力学模型;并在以上单因素实验的基础上,采用正交实验优化提取红色素的干燥工艺参数。结果表明:胭脂萝卜薄层干燥速率的影响因素由大到小是切片厚度温度风速;胭脂萝卜热风薄层干燥的动力学模型满足Page方程;提取红色素的最优参数为热风温度60℃、加热风速0.8 m/s、切片厚度6 mm,此时红色素提取量高达3.12%。     

热风干燥过程中麻竹笋质构特性变化研究

以麻竹笋为原料,研究不同温度热风干燥过程中麻竹笋质构特性的变化规律,同时分析麻竹笋各质构特性参数与水分含量变化的相关性。结果表明:在70,80,90℃的温度下干燥5h后,水分含量分别下降到1.39%,0.26%,0.06%;在3种温度下,麻竹笋的硬度、咀嚼性、回复性都随干燥时间的增加而下降,而弹性在干燥过程中无明显变化。相关性分析表明:热风干燥过程中硬度、咀嚼性和回复性的变化与水分含量的变化呈现较好的相关性关系(R2=0.840~0.918)。说明麻竹笋在热风干燥过程中的硬度、咀嚼性、回复性等质构特性逐渐下降且与水分含量变化呈显著的正相关性。     

香菇脆片真空油炸-热风联合干燥工艺研究

传统真空油炸果蔬脆片含油率偏高,品质有待改善.对真空油炸香菇脆片加工的干燥工艺进行了研究,以热风风速、分阶段干燥的水分转换点、热风干燥阶段温度和真空油炸温度为影响因素,进行了正交优化试验.以含油率结合产品感官为评价指标,得出香菇脆片真空油炸-热风联合干燥最佳工艺条件为:风速1.0 m/s、水分转换点35%、热风温度65℃、真空油炸温度90℃.该工艺加工的香菇比传统真空油炸香菇脆片含油率降低1.78%,产品感官品质也有所提高.     

不同温度热风预干燥对热风-真空冷冻联合干燥龙眼果干品质的影响

本研究分析了不同温度热风预干燥对热风-真空冷冻联合干燥龙眼果干品质的影响,建立龙眼果干联合干燥工艺。通过测定80℃、100℃、120℃热风预干燥过程中龙眼果肉的水分含量、褐变度、体积密度、总糖、多糖含量及单位能耗确定了不同温度下联合干燥过程中的最佳水分转换点。同时比较了热风干燥,真空冷冻干燥及不同温度条件下热风-真空冷冻联合干燥等干燥方式下龙眼果干的硬度,色泽变化及感官评价的差异。结果表明,新鲜龙眼100℃热风预干燥3 h为最佳的水分转换点,此时龙眼的水分含量为67.63%,褐变度为4.89/g·DW,体积密度为1.10 g/mL,总糖含量为2.11 mg/g·DW,多糖含量为1.94 mg/g·DW,单位能耗为16.74MJ/kg,将热风预干燥龙眼果干真空冷冻干燥50 h,水分含量达到7%,此时热风-真空冷冻联合干燥的产品在硬度、色泽及感官评价上都优于热风干燥的产品,更接近于真空冷冻干燥的产品。热风-真空冷冻联合干燥是一种有利于提高龙眼果干品质、高效节能的干燥方式,为高品质龙眼果干的工业化应用提供理论指导。     

甘蓝型油菜籽热风干燥特性及其数学模型

油菜籽的干燥和储存直接影响种用油菜籽的生理特性和作物产量以及加工用油菜籽的加工特性和制油品质,为了给油菜籽热风干燥装置设计、工艺和过程控制优化提供基础依据,本文研究了不同初始含水率、热风温度和风速条件下甘蓝型油菜籽的热风干燥特性,比较了10种数学模型在甘蓝型油菜籽热风干燥中的适用性。结果表明:油菜籽热风干燥过程没有出现明显的恒速干燥阶段,干燥主要发生在降速干燥阶段;Page模型是描述油菜籽干燥特性的最佳数学模型,由模型预测的干燥特性曲线与实验所得的干燥曲线一致性好;热风温度是影响油菜籽热风干燥的主要因素,随着热风温度的升高,油菜籽的有效水分扩散系数增大,当热风温度从45℃增加到65℃时,其有效水分扩散系数由3.835×10-10 m2/s增加到7.666×10-10 m2/s,油菜籽的干燥活化能为29.26 kJ/mol。     

重量法研究大豆水分吸附速率和有效扩散系数

在5种温度(10~35℃)、3个湿度(RH 65%、86%及100%)组合环境中,以称重法测定了初始低水分(4.33%~5.85%)、正常水分(11.74%~12.65%)、高水分(17.58%~17.89%)两个大豆品种"中黄37"和"澄豆"含水率随时间的变化,并采用修正的扩散方程描述水分吸附/解吸速率变化规律,对径向对称的球形大豆籽粒采用斜率方法分析计算水分扩散系数和活化能。在RH 65%~100%范围内,大豆初始水分越低,10~35℃条件的水分吸附速率越大,且温度较高,吸附速率较大。同样的初始水分条件,暴露的相对湿度越高,大豆的水分吸附/解吸速率越大。正常水分的大豆样品20~35℃水分吸附速率均在72 h内快速降低,而10℃水分吸附速率在96 h内缓慢降低。测定的两个大豆品种正常含水率样品10~35℃吸附过程中,水分有效扩散系数为1.920×10-8~5.253×10-8m2·h-1,活化能为10.711~23.358 k J·mol-1。对相同初始水分样品,随着温度增加,大豆籽粒水分扩散系数增加;随着相对湿度增加,籽粒活化能呈现增加趋势。随着进样初始水分增加,同一大豆品种籽粒水分扩散系数和活化能呈现增加趋势。     

热风干燥温度对糯玉米理化特性的影响

本实验以‘彩甜糯6号’为研究对象,研究3种温度热风干燥对糯玉米理化特性的影响。采用低场强核磁共振、扫描电子显微镜、差示扫描量热以及快速黏度分析等技术,分析随糯玉米籽粒水分含量及迁移变化,其微观结构、热特性及加工特性的变化。结果表明:糯玉米在热风干燥过程中T_(21)和A_(21)呈明显变化,温度为30℃时,T_(21)由水分质量分数为29%时的1.97 ms降低到水分质量分数为13%时的1.37 ms,随着水分的散失,籽粒内结合水状态由与大分子松散结合变为紧密结合。当热风干燥温度为70℃时,随着干燥的进行,黏度特性发生显著变化;其淀粉糊体系的峰值黏度呈先上升后下降的趋势。凝胶特性发生变化,凝胶硬度、胶着性、咀嚼性、回复性呈显著下降趋势(P0.05)。热风干燥的进行引起糯玉米粉的热特性变化,糊化温度随着干燥的进行逐渐升高。     

干燥脱水条件对片烟复水特性的影响

为研究不同热湿处理过程间的相互关系,利用调温调湿箱模拟片烟干燥和复水过程的工艺条件,考察了干燥介质温湿度及不同初始含水率对片烟复水特性的影响.结果表明:①二元Weibull分布模型可用于描述片烟干燥过程动力学,且模型参数α可作为表征干燥进程快慢的特征时间参量;②较低干燥温度(70,80℃)下,片烟复水速率随干燥介质湿度的增加呈明显减小趋势;较高干燥温度(90℃)下,干燥介质湿度对片烟复水速率影响则相对较小.复水平衡含水率随干燥介质湿度的增大而降低,不同温度干燥后的片烟复水平衡含水率差异不大;③相同干燥条件下,随片烟干燥后含水率的降低,其复水速率增加.片烟初始含水率从14％降至5％时,复水过程中的平衡含水率呈先增加后降低的趋势,初始含水率降至5％时,复水过程的平衡含水率减小更明显.     

罗非鱼片的热风微波复合干燥特性

研究了3mm厚的罗非鱼鱼片分别在40℃和50℃的热风温度条件下干燥4h后,又分别于200、400、600W的微波功率下干燥不同时间的干燥速率变化和热风微波干燥对鱼片品质的影响。结果表明,在热风初干温度和时间不变的条件下,当微波干燥时间一定时,罗非鱼片的含水率随微波功率的增大而降低;当微波功率一定时,罗非鱼片的含水率随微波干燥时间的延长呈现先快后慢的速率下降。在热风初干温度不同时,较高的热风温度有利于鱼片在微波干燥阶段的含水率的降低。罗非鱼片在热风微波后的收缩率和复水率随微波功率的升高而增加,当微波功率一定时,收缩率和复水率随热风初干温度升高而增加。而复原率则随微波功率的增加而降低,当微波功率一定时,热风初干温度如果越高,那么复原率越低。     

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。     

基于Weibull分布函数的浆板热风干燥特性

以未漂硫酸盐针叶木浆为干燥对象,研究了热风温度和风速对浆板干燥特性的影响。利用Weibull分布函数对浆板的干燥特性曲线进行了模拟,并建立热风温度、风速与模型中参数(尺度参数α、形状参数β)的定量关系。结果表明,Weibull分布函数可以很好地模拟浆板的热风干燥过程;模型的尺度参数α与热风温度和风速有关,并且随热风温度和风速的升高而降低;模型的形状参数β与热风风速有关,随热风风速的升高而降低;浆板热风干燥过程的估算水分扩散系数在2. 116×10-7～3. 251×10-7m2/s之间,干燥活化能为14. 8 kJ/mol。     

柠檬片热风干燥特性及品质研究

以切片厚度为3 mm的新鲜柠檬为原料,研究热风干燥温度(50、60、70、80℃)对柠檬片干燥特性和理化品质的影响。结果表明:热风温度是影响柠檬片干燥的重要因素,柠檬片的干燥过程是一个降速过程。随干燥温度的升高,干燥速率和水分有效扩散系数增大,干燥时间缩短;干燥过程中,水分有效扩散系数随水分含量降低而增大。同其他热风温度相比,70℃热风干燥处理时间相对较短,柠檬片具有较好的颜色品质,总类胡萝卜素、总酚的含量较高,DPPH·清除能力维持在一个较好的水平,适合对柠檬片进行干制。     

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。     

酱油黄豆曲热风干燥工艺研究

研究以酱油黄豆曲为试验材料,对其进行恒温热风干燥和分阶段控温热风干燥的对比试验,找出最优热风干燥黄豆曲的工艺。试验结果表明:分阶段控温干燥优于恒温干燥,曲料经分阶段控温干燥后蛋白酶相对酶活力较高,干燥时间也较短。最优的黄豆曲热风干燥工艺:初始温度42℃10h,中间温度55℃6h,最终温度62℃4h。干燥结束后黄豆曲含水率为10.19%,中性、酸性蛋白酶相对酶活力分别为91.40%,78.64%。     

流化床和薄层热风干燥对稻谷品质的影响

研究流化床和薄层热风干燥在干燥温度50、60、70 ℃条件下对高水分稻谷水分变化的影响,分析稻谷加 工品质（爆腰率）和稻米质构品质（硬度、黏着性、咀嚼性）的变化规律。结果表明：初始含水率相同的稻谷, 在同一干燥温度条件下流化床干燥速率大于薄层热风干燥,但是加工品质略差,对发芽率没有影响。干燥温度为 50 ℃时,流化床和薄层热风干燥稻米的品质较好。稻谷干燥温度和整精米率之间呈显著的负相关。流化床干燥后 稻米的硬度、黏着性、胶性与爆腰率呈显著性相关,薄层热风干燥后稻米黏着性、胶性与爆腰率呈显著性相关,其 他质构指标相关性均不显著。