紫薯热风干燥特性及数学模型

目的：以新鲜紫薯为原料,研究其热风干燥特性及数学模型。方法：以铺料密度、干燥温度、热风风速为因素,研究其对紫薯热风干燥特性的影响,并通过SAS8.0软件对实验数据进行拟合得出紫薯热风干燥模型。结果：得到紫薯热风干燥的干燥特性曲线和干燥速率曲线;紫薯热风干燥数学模型为ln(－lnMR)＝ln(－0.0104＋0.000283T＋0.00427V－0.0126P)＋(1.1830－0.00067T＋0.0487V－0.1332P)lnt(MR为水分比;T为干燥温度/℃,V为物料干燥热风速率/(m/s);P为物料干燥铺料密度/(g/cm2;t为干燥时间/min)。结论：干燥温度、物料铺料密度对紫薯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;紫薯热风干燥符合Page模型。     

枸杞热风干燥的数字模型与内部水分扩散特性

分析了枸杞在不同热风干燥试验条件下的干燥曲线,建立了枸杞热风干燥过程中水分比与温度、风速、干燥时间之间的模型MR=exp[-(0.0579 +0.00126T+0.0057V)t],描述了在给定条件下枸杞热风干燥过程中的动力学变化规律.同时得到了干燥常数与温度、风速的函数关系式.     

花粉热风干燥特性研究

通过对花粉在不同干燥温度（T）、花粉厚度（h）条件下干燥实验,建立了花粉热风干燥的数学模型：MR=aexp（-kdt）其中：a=exp（0.0566T＋0.4044h-3.3586）;kd=-0.0003T＋0.1776h-0.5321     

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。     

花椒热风干燥特性的实验分析与数学模型

分析了花椒在不同热风干燥实验条件下的实验数据及相应的干燥曲线,建立了花椒热风干燥过程中水分比与温度、风速、干燥时间之间的模型MR=1.0033exp[-(-0.4348+0.0123T+0.0076V)t],描述了在给定条件下花椒热风干燥过程中的动力学变化规律,可精确预测花椒干燥过程中水分比的变化。     

猕猴桃片的热风干燥特性

以猕猴桃片为原料,采用热风法对猕猴桃进行薄层干燥试验。通过对不同热风温度的探讨获得了猕猴桃片在热风干燥条件下温度和水分变化的基本规律。结果表明:猕猴桃片热风干燥失水速率前期比后期要快,干燥过程中没有恒速干燥阶段,只存在降速干燥;热风干燥下(温度100℃时)猕猴桃的有效水分扩散系数和干燥活化能分别是10.421×10-8m2/s和26.60 k J/mol;同时建立的猕猴桃片薄层干燥数学模型方程为MR=exp[-(0.097 62-0.002 888 t+0.000 021 23 t2)t(0.201 8-0.054 8 t-0.000 298 9 t2)],模型符合Page方程MR=exp(-ktn),且模型预测值和试验值具有很好的拟合度。     

营养冲调粥流化床干燥特性及动力学模型的建立

利用流化床干燥装置,对营养冲调粥（玉米、红豆、荞麦、燕麦和小米质量比为3.5∶3.0∶2.0∶0.7∶0.8,加水后经双螺杆挤压膨化制得）的流化床干燥特性进行实验研究,探讨干燥过程中不同风速、进风温度以及产品加工过程中的加水量对营养冲调粥干基水分质量分数和干燥速率的影响,得到了营养冲调粥流化床干燥的失水特性规律。根据实验数据建立营养冲调粥流化床干燥的动力学模型,并对模型进行统计检验。结果表明,经拟合得到营养冲调粥流化床干燥的最佳模型为Page模型,拟合方程为：ln（－ln MR）＝－4.064 63＋0.014 14T＋0.069 85v＋0.327 5H＋（0.570 96＋0.000 976 25T－0.009 68v－0.265 5H）ln t（T为进风温度/℃;v为干燥风速/（m/s）;H为原料加水量/%）,此方程能够较好地描述营养冲调粥的干燥过程,准确预测各阶段营养冲调粥的干基水分质量分数和干燥速率。     

香椿芽热泵式冷风干燥模型及干燥品质

为获得干燥速率快、品质高的香椿芽制品,以新鲜香椿芽为原料对其进行冷风干燥处理,研究不同干燥条件下香椿芽的干燥特性;采用Weibull函数模型对干燥曲线进行拟合并分析干燥过程;以干燥时间、干燥能耗、叶绿素含量、VC含量以及复水率为指标对不同条件下香椿芽冷风干燥过程进行加权综合评价;以热风干燥和真空冷冻干燥为参照,对比研究较优冷风干燥参数下香椿芽干制品的品质。结果表明,提升干燥温度、进口风速以及减少装载厚度均能显著减少香椿芽冷风干燥耗时（P＜0.05）,不同干燥条件对干燥耗时的影响程度由大到小为：温度＞进口风速＞装载厚度;Weibull函数模型能够准确描述香椿芽冷风干燥过程中水分含量变化过程（R2＞0.9）,其形状参数均小于1,整个干燥过程为降速干燥,主要由内部水分扩散控制;香椿芽冷风干燥有效水分扩散系数在（6.272～9.637）×10－9 m2/s之间,均属于10－9数量级,且受温度的影响最大;当干燥温度、装载厚度和进口风速分别为20 ℃、3.0 mm、2 m/s时,香椿芽冷风干燥的综合评分值最高,实验范围内,该条件较适合应用于香椿芽的冷风干燥中;相对于热风干燥而言,冷风干燥产品的品质更接近真空冷冻干燥产品的品质。     

红肉苹果片穿流式热风薄层干燥特性及数学模型

以新疆红肉苹果为试材,研究不同切片厚度、热风温度及热风速率下苹果切片的干燥特性,通过Origin8.0软件对试验数据进行数学模型拟合,得到红肉苹果片的热风薄层干燥模型。结果表明,热风温度、切片厚度和热风风速对红肉苹果片的干燥特性均有一定影响,热风温度对其影响程度最为显著。热风温度越高,切片厚度越小,风速越大,红肉苹果片的干燥速率越大。综合而言,在热风温度80℃、切片厚度2 mm、热风速度1.5m/s时,红肉苹果片干燥速率最大。所选6个数学模型均可以较好地阐述红肉苹果片在热风薄层干燥过程中的水分变化规律,其中Page模型具有最高的R~2值、最低均方根误差RMSE及卡方值χ~2,更适于评估红肉苹果片干燥过程中的水分脱除规律。     

山药微波热风耦合干燥特性及动力学模型

为探索山药微波热风耦合干燥特性,采用微波热风耦合干燥技术研究不同切片厚度、热风温度、热风速率 和微波功率密度对山药干燥特性及水分有效扩散系数的影响,并建立干燥动力学模型。结果表明：山药微波热风耦 合干燥过程按干基含水率的变化主要分为加速和降速两个阶段,无明显恒速阶段;山药的水分有效扩散系数范围 为0.879 1×10－6～8.245 8×10－6 m2/s,其值与切片厚度、热风温度和微波功率密度成正比,并随热风速率的增大先 减小后增大;与热风速率和热风温度相比,切片厚度和微波功率密度对水分有效扩散系数的影响更加显著。通过拟 合9 种常用干燥模型,表明Two-term exponential模型的R2平均值最大,χ2平均值和均方根误差平均值最小,分别为 0.998 0、0.000 2和0.014 7。相同实验条件下Two-term exponential模型的预测值与实验值拟合较好,表明该模型适合 预测山药微波热风耦合干燥过程的水分含量变化规律。本研究结果可为微波热风耦合干燥技术应用于山药及其他农 产品的干燥提供理论依据。     

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。     

番木瓜中短波红外干燥特性

本实验探讨不同干燥温度（60、70、80、90 ℃）和不同红外功率（675、1 125、1 575、2 025 W）下番木瓜中短波红外干燥特性。结果表明：干燥温度对番木瓜干燥速率的影响较大,红外功率对番木瓜干燥速率影响较小;干燥温度和红外功率越高耗时越短,番木瓜中短波红外干燥主要为降速过程。利用3 种数学模型对番木瓜中短波红外干燥实验数据进行拟合发现,Henderson and Pabis模型是番木瓜中短波红外干燥过程的最适模型,模型预测值与实验值较为一致,能够较好地描述番木瓜中短波红外干燥过程。番木瓜中短波红外干燥的水分有效扩散系数随干燥温度和红外功率的增大而增大;不同干燥温度和红外功率下番木瓜中短波红外干燥的水分有效扩散系数（Deff）变化范围分别为11.14×10−10～29.11×10−10、14.29×10−10～17.22×10−10 m2/s。根据阿伦尼乌斯方程计算出番木瓜中短波红外干燥的活化能为32.13 kJ/mol。     

正交试验优化苹果片低氧热泵干燥工艺

以红富士苹果作为实验材料,以氮气为干燥介质置换空气降低设备中氧体积分数,研究了温度、切片厚度、氧体积分数和风速对苹果片热泵干燥速率、L值、VC和总酚含量等指标的影响,正交试验结果表明：最佳干燥工艺参数为干燥温度55 ℃、切片厚度5 mm、氧体积分数5%,干燥后苹果片水分含量为5.83%,L值为83.01,VC含量为3.68 mg/100 g,总酚含量为68.26 mg/100 g。     

土豆失水模型的研究

果蔬的干燥正朝机械化和自动化发展,干燥过程水分预测十分重要。本文探讨了几种适用于农副产品的失水模型,并在实验基础上,拟合土豆失水模型。穿流干燥和平行干燥时切片土豆均宜采用Page方程拟合失水过程(比采用单项指数模型、扩散模型拟合更佳)。模型形式为MR=exp(-kt~N),其中穿流干燥时k=0.895exp(0.026T 0.534V-0.394L)、N=1.237;平行干燥时k=0.980exp(0.022T 0.362V-0.366L)、N=1.152。     

INFRARED AND HOT-AIR DRYING OF ONIONS

The combination of infrared (IR) and hot‐air drying of onion slices was explored, and the effects of processing conditions such as drying temperature, slice thickness, air temperature and velocity on onion slice characteristics were studied. The onion slice quality was evaluated on the basis of the color and the pyruvic acid content, an index of flavor. Drying of thin slices of onion (2 mm) at low temperature (60C) with a moderate air velocity (2 m/s) and air temperature (40C) retained greater flavor and color. An empiric equation developed to correlate the drying process variables and the onion slice moisture with the drying time provided a good fit (R² = 0.92). Similar equations developed to correlate the drying process variables and the drying time with the pyruvic acid content provided an excellent fit (R² = 0.96), while the equations fit for the total color change of onion slices were satisfactory (R² = 0.86). Combination drying resulted in shorter drying process time and in better onion slice quality as compared to IR and hot‐air drying applied individually.     

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。     

西林火姜片微波间歇干燥特性及品质变化

为提高西林火姜干燥效率,研究了西林火姜片微波间歇干燥特性,建立干燥动力学模型.以微波功率密度、间歇时间、铺料密度、切片厚度为考察因素,实时测定各条件下西林火姜片微波间歇干燥过程中水分变化,通过对4种常见干燥模型的拟合,优选出适用于西林火姜片微波间歇干燥的模型,并对其参数求解,得到可实时指导西林火姜片微波间歇干燥的模型....     

真空微波干燥对南瓜片主要类胡萝卜素的影响

利用C30柱及高效液相色谱-二极管阵列检测-大气压化学电离串联质谱方法,对南瓜片中主要类胡萝卜素进行了定性、定量检测,研究了真空微波干燥条件对南瓜片中类胡萝卜素组成及含量的影响。结果表明：真空微波干燥南瓜片总类胡萝卜素含量显著高于热风干燥（P＜0.05）。微波强度对南瓜片中类胡萝卜素的影响最大,其次是真空度和切片厚度。随着微波强度的增加,南瓜片总类胡萝卜素含量显著减少（P＜0.05）,增大真空度和切片厚度在一定程度上提高了干样总类胡萝卜素的含量。与此同时南瓜片中类胡萝卜素主要组分α-、β-胡萝卜素和叶黄素含量随微波强度增加而减少,随真空度和切片厚度增加而增加;而β-胡萝卜素各顺式异构体随真空度增加而减少,但随切片厚度增加含量变化不明显。由此可见,增大真空度和切片厚度有利于提高类胡萝卜素保留率,而高微波强度使类胡萝卜素含量下降。     

五指毛桃的热风干燥特性及动力学模型

本研究选用了五指毛桃切片、五指毛桃段和五指毛桃须根三种不同形态的五指毛桃样品,分别测定其在40、50、60和70 ℃条件下的热风干燥特性,并计算不同时间的干基含水量、干燥速率。并结合经验干燥模型、Fick第二定律,Arrhenius方程等计算五指毛桃干燥过程的水分有效扩散系数D_eff,活化能E_a及干燥特性回归方程,结果表明:在40～70 ℃条件下,五指毛桃切片、段和须根的水分有效扩散系数分别在0.4863×10?9～1.6228×10?9、2.0285×10?9～4.0570×10?9和0.1521×10?9～0.2536×10?9 m2/s范围内;五指毛桃切片、段和须根的表观活化能分别为31.93、35.34和17.34 kJ/mol。在40～70 ℃热风干燥条件下,五指毛桃切片、段和须根符合指数模型,模型预测值与试验值拟合良好（R2分别为0.992、0.979和0.998）。该研究结果可为五指毛桃热风干燥参数的优化及实际干燥工艺提供参考。