种用油菜籽真空干燥动力学特性及对Weibull模型的解析

为了获得发芽力较好的种用油菜籽,以及提高其真空干燥效率,将Weibull分布函数应用于油菜籽真空干燥动力学特性的研究。在装载量(50±0.5) g条件下,将初始含水率(M)为16.12%、18.19%、20.26%的油菜籽样品分别置于不同温度(T)(40、50、60、70、80℃)以及不同真空度(V)(0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 MPa)进行实验。考察初始含水率(M)、温度(T)及真空度(V)对油菜籽干燥特性的影响。利用决定系数(R~2)、均方根误差(RMSE)、卡方(χ)~23个指标对拟合结果进行评价。对尺度参数(α)、形状参数(β)、水分扩散系数(D~(eff))、有效扩散系数估算值(D_(cal))和几何参数(R_g)进行解析。结果表明,尺度参数(α)与温度(T)和真空度(V)呈负相关,与初始含水率(M)呈正相关;形状参数(β)值均低于1,水分扩散系数(D_(eff))值为6.051×10~(-9)～2.908×10~(-8)m~2/s,几何参数(R_g)值均低于1,油菜籽真空干燥活化能(E_a)为22.369 k J/mol;温度(T)与平均干燥速率(r)呈正相关,与发芽率(g)和芽长(l)呈负相关;真空度(V)仅与平均干燥速率(r)呈正相关;初始含水率(M)与单位能耗(e)呈正相关,与发芽率(g)、芽长(l)以及平均干燥速率(r)均呈负相关。     

魔芋真空干燥特性及动力学模型的建立

为了实现魔芋的规模化真空干燥,缩短干燥时间,提高脱水制品的品质,降低生产能耗和成本。该文采用真空干燥技术将其干燥至安全含水率15%,选取温度(50、60、70℃)和真空度(0.04、0.05、0.06 MPa)为试验因素进行研究,考察了温度和真空度对魔芋切片干燥水分比MR和干燥速率DR的影响、水分扩散系数以及干燥活化能。利用6种常见食品干燥数学模型对实验数据进行非线性拟合,通过比较评价决定系数R~2、卡方χ~2、和标准误差eRMSE以及平均相对误差E得到较优模型模型并与BP神经网络模型进行对比检验。结果表明,魔芋切片真空干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程;魔芋真空干燥最佳动力学模型为BP神经网络模型,模型平均相对误差E为1.32%;在不同干燥条件下对魔芋有效扩散系数Deff和活化能Ea进行求解表明,有效水分扩散系数Deff与真空度和温度成正比,平均干燥活化能E_a为28.96 k J/mol。     

百合热风干制动力学的研究

为了探讨热风温度对百合热风干制动力学的影响,分别将百合鳞片和百合切丝置于65～85℃的热风干燥箱内进行干制处理,并采用5种常见食品薄层干燥模型对实验数据进行非线性拟合,通过比较评价决定系数(R~2)、卡方(χ~2)和均方根误差(RMSE)等统计数据确定百合薄层热风干燥过程的最优模型。结果表明:百合薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。Page模型是描述百合薄层热风干燥过程的最优模型。不同干燥条件下有效水分扩散系数D_(eff)和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度升高而增加,在干制温度范围内,百合切丝有效扩散系数的值在7.73～14.12×10~(-9)m~2/s之间变化,而百合鳞片有效扩散系数的值在4.12～9.49×10~(-9)m~2/s之间变化。对于百合切丝和百合鳞片,活化能Ea分别为30.37和42.42 k J/mol。百合切丝干制能缩短干制时间,减少能量消耗。     

南瓜红外干燥模型及关键参数计算

以南瓜为原料,研究了不同厚度和干燥温度下,南瓜水分比(MR)随干燥时间(t)的变化规律,通过拟合计算确定了干燥模型。同时计算了南瓜片的有效水分扩散系数(D_(eff))和干燥活化能(E_a)。实验结果表明:干燥温度(T)越高,厚度(L)越小,南瓜片的干燥速率(DR)越快,干燥时间越短。通过拟合计算发现,在3种基础干燥模型中Page模型能够更好的反映干燥过程,南瓜片红外干燥的模型MR=exp(-kt~n),k=exp(-7.061 3+0.037 6T-0.306 9L),n=1.214 7。进一步的计算得出实验条件下南瓜片的D_(eff)在(0.204 3~11.740 4)×10-10m~2/s之间,南瓜片厚度在1、3、5和7 mm时,相对应的E_a分别为34.777 5、31.527 8、31.992 5和30.172 6k J/mol。     

黄花菜热风干燥动力学与维生素C降解动力学研究

该文研究热风干燥温度(50、60、70℃和80℃)对黄花菜干燥动力学(水分比、干燥速率、有效扩散系数、活化能)和维生素C降解动力学的影响。结果表明,黄花菜的干燥以降速阶段为主,随干燥温度的升高干燥时间显著缩短,水分有效扩散系数(D_(eff))显著升高。水分扩散活化能(E_a)与水分含量(M)呈指数关系:E_a=37.886 85exp(-M/1.739 28)+25.272 19。黄花菜干燥过程中维生素C降解呈Weibull模型,R~20.99,其降解的活化能(E_a)为72.25 kJ/mol。     

马铃薯超声强化远红外辐射干燥特性及神经网络模型研究

为研究马铃薯直触超声强化远红外辐射干燥规律,利用超声远红外辐射干燥设备,探讨超声功率及远红外辐射温度对马铃薯干燥特性和有效水分扩散系数的影响,并构建了Elman、RBF、BP 3种神经网络模型。结果表明:提高超声功率及辐射温度能够改善物料内部传质和传热状况,进而减少干燥时间及提升干燥速率;超声的强化效果随超声功率的增大而加强,随着物料含水量的降低而逐渐减弱,随辐射温度升高先加强后减弱;有效水分扩散系数D_(eff)值为1.15×10~(-10)～3.18×10~(-10)m~2/s,提高远红外辐射温度及超声功率均能促使水分流动与扩散,从而提高D_(eff)值;3种神经网络模型均有较好的预测性能,其中使用优化算法的BP网络模型的预测值与真实值拟合精度最高,能够快速准确地预测马铃薯超声强化远红外辐射干燥过程中的含水率。     

燕麦马铃薯复合面条热风干燥特性及其数学模型研究

为探讨燕麦马铃薯复合面条热风干燥特性,以燕麦马铃薯粉为原料,制作复合面条,分析在不同温度、风速和面条厚度条件下复合面条的热风干燥特性,并建立相关的数学模型。结果表明:热风温度越高,风速越大,面条厚度越小,干燥时间越短;温度及面条厚度对复合面条的干燥特性影响较大,而风速影响较小,降速阶段为其主要阶段;Midilli模型能很好地表征复合面条的干燥过程,拟合效果较好(R~20.9),试验值和预测值能够较好地吻合,该模型可为复合面条热风干燥过程提供可靠的分析和预测;有效水分扩散系数D_(eff)在10~(-10) m~2/s数量级范围内,且随干燥温度和风速的升高、面条厚度的降低而增大,复合面条干燥活化能Ea为43.15kJ/mol。     

南美白对虾过热蒸汽干燥特性及干燥数学模型

为研究南美白对虾过热蒸汽干燥特性,对南美白对虾在过热蒸汽温度130～160℃下进行干燥实验。对实验所得数据与6种常用干燥模型进行非线性回归拟合分析,确定最佳干燥模型,并对模型进行验证。进一步计算不同温度下的水分有效扩散系数,根据Arrhenius经验公式建立有效扩散系数与温度的关系。结果表明:白对虾的过热蒸汽干燥是一个降速干燥过程,干燥温度对干燥过程影响显著,提高干燥温度可加快干燥速率。比较模型评价指标发现,干燥实验数据最符合Logarithmic模型。该模型预测值与实测值拟合良好,可以较为准确地模拟干燥过程中白对虾的失水率变化规律。随着过热蒸汽干燥温度的升高,有效扩散系数从3.186 08×10~(-9) m2/s增大到7.289 72×10~(-9) m~2/s,并符合Arrhenius方程,活化能为39.631 kJ/mol。此外,过热蒸汽干燥温度越低,南美白对虾的色泽度越好,温度过高会影响干制品色泽。综合考虑干燥速率和干制品品质,过热蒸汽干燥温度不宜超过150℃。     

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。     

用Weibull函数分析单粒莲子热风干燥的水分扩散系数和活化能

为了研究单粒莲子在不同温度(50、60、70、80、90℃)条件下热风干燥的干燥特性、水分扩散系数及活化能,利用Weibull函数及经验模型对单粒莲子干燥过程进行模拟分析。结果表明:Weibull函数和Midilli模型可以很好地拟合单粒莲子的热风干燥过程;尺度参数α随干燥温度的升高而减小(p0.05);干燥温度对形状参数β的影响较大(p0.05);计算得到干燥过程中估算的水分扩散系数为(8.79×10~(-9)~2.45×10~(-8))m~2/s,水分有效扩散系数为(4.73×10~(-10)~1.31×10~(-9))m~2/s,活化能为22.61 kJ/mol,水分扩散系数随温度的升高而增大。该研究为Weibull分布函数应用于莲子干燥提供参考。