熟化甘薯片微波真空干燥特性及其动力学

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

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。     

猕猴桃切片真空干燥设备及工艺的研究

针对猕猴桃干燥过程所存在的各种问题,提出并分析了圆筒真空干燥箱和箱式真空干燥箱方案的特点,优先选择箱式真空干燥室试验了猕猴桃切片的干制.本试验以热风干燥为参照对象,分析了它们之间的干燥时间,干制品Vc保存率,体积收缩率等.结果表明:在低于60℃的温度和真空度为4.2～20 kPa的环境中对物料进行低温脱水,加工的猕猴桃脆片仍保持猕猴桃原有的浅绿色、Vc保存率高于90％、含水量仅为2％ ～5％;相对热风干燥,真空干燥有低成本、高效率、高品质等优越性.     

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。     

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...     

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。     

农产品超声辅助热泵干燥技术的研究进展

目的 概述超声辅助热泵干燥技术在农产品干燥中的研究进展,旨在为超声辅助热泵干燥技术的工业化应用提供理论指导。方法 对超声辅助热泵干燥技术的作用机理、超声辅助技术对农产品热泵干燥过程微观结构及干燥速率的影响、农产品超声辅助热泵干燥的过程预测以及最终品质等进行论述,并提出改进措施。结果 超声辅助热泵干燥技术的发展极具潜力,目前相关研究仍处于初级阶段,其中研究超声强化效果与热泵干燥间的交互影响以及建立合适的动力学模型预测干燥过程是实现工业化生产的研究新方向。结论 超声辅助热泵干燥技术可有效提升农产品的干燥速率,降低设备能耗,同时可减少干燥产品的营养物质损耗及有害物质产生,提高产品质量,在农产品干燥领域具有广泛的应用前景。     

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。     

胡萝卜热泵干燥特性及动力学模型分析

目的 优化胡萝卜的热泵干燥工艺,并提升胡萝卜干燥后的品质。方法 研究干燥初始温度、干燥温升值和切片厚度对胡萝卜热泵干燥特性的影响,并探讨上述条件与有效水分扩散系数和干燥活化能的关系。确定可以精确预测胡萝卜热泵干燥时含水率变化的干燥动力学模型,进而预测胡萝卜在不同热泵干燥条件下的体积变化规律。结果 干燥速率的变化与初始干燥温度、温升值的变化呈正相关,与切片厚度呈负相关;胡萝卜在热泵干燥过程中表现为降速过程,其中,切片厚度对干燥速率的影响最大,温升值对干燥速率的影响最小;对比分析了4种薄层干燥模型,Page模型能更好地描述胡萝卜的热泵干燥过程和水分迁移规律,模型所得拟合值相对于试验值的平均误差为5.76%;在此次试验范围内,胡萝卜的有效水分扩散系数介于3.0401×10^-10～7.1555×10^-10m²/s之间。该系数随着干燥温度的提高、温升值的增大及切片厚度的减小而呈增加的趋势。通过Arrhenius方程计算得到该试验条件下胡萝卜的干燥活化能为13.374 kJ/mol。结论 Page模型能够更好地预测胡萝卜在热泵干燥过...     

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。      

不同干燥方式对纸浆模塑材料性能的影响

目的研究不同打浆度、温度和压力下,热压干燥与真空干燥方式对纸浆模塑材料强度性能的影响。方法分别利用热压干燥方式与真空干燥方式对纸浆模塑材料进行干燥成形,检测不同打浆度、温度和压力下模塑材料的抗张指数、耐破指数、戳穿强度和挺度,最后用扫描电镜对2种干燥方式下的纤维结构进行观察。结果热压干燥制得的模塑材料的抗张指数、耐破指数、戳穿强度和挺度均比真空干燥的性能高;材料的抗张指数、耐破指数和戳穿强度均随打浆度的提高呈现先升高后降低的趋势;耐破指数、戳穿强度和挺度随热压温度的升高而增强;热压压力增大,材料的戳穿强度增强,而挺度减小。通过扫描电镜观察,采用热压干燥方式的纤维间的结合比真空干燥方式的更紧密。结论热压干燥方式下,打浆度为65°SR,温度为110℃时,材料的抗张指数、耐破指数和戳穿强度值最高,分别为26.235 N·m/g,1.234 kPa·m2/g,3.42 J。在今后的生产实践中,可根据制备不同需求的纸浆模塑材料,选取合适的干燥方式。     

南极磷虾粉真空干燥特性及对其品质的影响

目的 探究南极磷虾粉的真空干燥特性及其营养品质变化规律。方法 将磷虾原料在不同真空度(0.04、0.06、0.08 MPa)及温度(75、85、95 ℃)下进行真空干燥。通过测定干基含水率、干燥速率及水分扩散系数,研究其干燥特性。通过测定虾青素含量、TBA和色差,探究其营养品质的差异。结果 在75 ℃下,采用真空度0.06 MPa和0.08 MPa相较于0.04 MPa,其干燥时间分别缩短了15%、21%。在不同真空干燥条件下,磷虾有效水分扩散系数在(3.555 77~6.574 12)×10⁻¹⁰ m²/s之间,Midilli 模型预测值与实验值之间具有较高的拟合度(R²>0.999),能较准确地反映虾粉真空干燥过程。提高真空度可显著抑制虾青素的分解及脂肪氧化,在75 ℃条件下,采用真空度0.06 MPa和0.08 MPa相较于0.04 MPa,其虾青素含量分别提高了21%、48%。在95 ℃条件下,采用真空度0.08 MPa相较于0.04 MPa,其TBA值降低了47%。L^*、a^*受到温度的影响更明显,在同一温度下∆E随着真空度的上升而降低。结论 在0.08 MPa、75 ℃下,通过真空干燥可以有效抑制虾粉中活性物质的降解,同时保证干燥速率,此研究为南极磷虾粉的真空干燥工艺设计及生产控制提供了理论参考。     

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。     

微波对褐煤介电特性及干燥的影响

为研究微波干燥褐煤的可行性,选取云南昭通褐煤进行试验研究,采用微波介电特性变温测试系统研究褐煤介电特性及微波穿透深度随表观密度的变化。结果表明,褐煤介电特性与表观密度成正相关,穿透深度与表观密度成负相关,同时拟合得到褐煤表观密度与介电特性、微波穿透深度的关系式。采用微波干燥系统对不同功率和质量下的褐煤升温特性进行研究。结果表明,微波可以在1min内将褐煤升温至100℃,最大干燥速率为0.198(g/g db)·min-1,微波加热过程中,温度变化表现出3个阶段:快速升温阶段、恒温阶段、减速升温阶段。褐煤升温至100℃前,物料的质量和功率对升温速率影响不大,100℃之后,褐煤的升温速率随着功率的增加而增大,随物料质量增加而减小;通过微波干燥与常规干燥对比,发现当褐煤完全干燥时,微波干燥用时17min,常规干燥用时320min,微波干燥明显优于常规干燥。     

真空冷冻干燥机节能途径浅析

真空冷冻干燥机在运行时产生较高的能耗.本文在概述真空冷冻干燥技术的基本原理和干燥过程的基础上,分析了影响真空冷冻干燥速率的主要因素,提出有效降低真空冷冻干燥机能耗的途径为:改变物料的形态和浓度、控制预冻速度和物料厚度、采用联合冻干工艺和改进真空冷冻干燥机设计,旨在为真空冷冻干燥机在实际应用中节能降耗提供借鉴.