鲅鱼热风干燥动力学及品质变化研究

研究了腌制鲅鱼在不同热风干燥温度(40℃～60℃)下的干燥动力学以及品质变化。实验结果表明,不同热风温度条件下,鲅鱼干燥均只经历了降速干燥阶段,水分扩散对鲅鱼的干燥速率起到了主导作用,且温度越高,干燥速率越快;在实验温度范围内,鲅鱼干燥的水分有效扩散系数在(1.7162×10~(-10)～3.9276×10~(-10))m~2/s之间,且有效扩散系数随着温度的升高而增大,扩散活化能Ea为37.0446 kJ/mol;通过对比分析6种经验模型的拟合情况,确定Page模型最适合用来描述鲅鱼热风干燥的过程(决定系数R~2均大于0.999,标准偏差s均小于0.3%);通过对鲅鱼品质的测定,发现干燥温度对鲅鱼的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性、挥发性盐基氮(TVB-N)、色泽等7个指标均具有显著影响(p0.05)。     

鲐鱼热风干燥动力学及品质变化研究

为探究鲐鱼热风干燥特性,研究不同热风干燥温度(70,80,90℃)下的干燥动力学,以质构特性、色泽、TBA值和水分分布状态为指标,研究不同干燥温度对鱼肉干品质的影响。结果表明,鲐鱼热风干燥主要经历降速干燥阶段,有效水分扩散系数范围为(4.856 7～9.411 1)×10^-10 m²/s,扩散活化能为33.587 7 kJ/mol;通过比较4种干燥模型的拟合结果,得到Page和Logarithmic模型适用于描述鲐鱼热风干燥过程;随着干燥温度的升高,鲐鱼肉干的硬度和咀嚼性显著增大,TBA值、a*和b*值显著升高;不易流动水是鲐鱼肉干中含量最多的水分,当干燥温度从70℃升至90℃时,其含量由93.06%降至90.25%。研究结果可为热风干燥生产鲐鱼肉干提供理论参考。     

热风温度对湿腌肉鸡翅根干燥动力学及成品品质的影响

对比分析了不同热风温度(60~100℃)对肉鸡翅根干燥动力学及成品品质的影响。实验结果表明,湿腌肉鸡翅根热风过程为内部水分扩散的降速干燥过程,含水率及干燥速率的变化均受温度显著影响(p<0.05);肉鸡翅根的水分有效扩散系数D eff随着热风温度的升高而增大,在60~100℃内为3.09×10-9~11.13×10-9m2/s,扩散活化能E a为33.08kJ/mol。对比分析了8种干燥经验模型的回归统计结果,确定Page方程为最佳干燥模型(平均R2=0.9994,平均χ2=0.000041),可精确预测肉鸡翅根热风过程(60~100℃)的含水率。成品品质分析表明,热风温度对烤翅成品硬度、咀嚼性及剪切力有显著影响(p<0.05),而弹性、内聚性及回复性无明显差异(p>0.05),90℃热风干燥得到的成品硬度、咀嚼性及剪切力均最大;干燥时间对硫代巴比妥酸(TBA)值及酸价的影响要大于热风温度。相关性分析表明,D eff与Page方程的参数k、n值均具有显著正相关性(p<0.05),咀嚼性与硬度、剪切力均有显著的正相关性(p<0.05)。     

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。     

红枣片热风干燥动力学研究

以新鲜骏枣为原料,研究了不同干制温度条件下枣片的干燥特性。选取了5种常用薄层干燥数学型,并采用非线性回归法进行拟合,从而建立枣片干燥数学模型。结果表明,枣片热风干燥过程中有明显的加速和减速阶段,在40℃~50℃内Page模型的拟合效果较好(决定系数R2≥0.998),枣片水分扩散系数在0.730 3×10-7~1.095 3×10-7范围内。经验证,该模型能很好地描述枣片热风恒温干燥过程水分比的变化规律,红枣片热风干燥Page模型的研究为预判干燥过程中红枣片水分含量和干制时间提供理论依据。     

康乃馨热风干燥特性研究

选取康乃馨为研究对象,以热风温度、风速、装载量为试验因素进行单因素试验,分析各个因素对干燥特性的影响。结果表明,3个因素对康乃馨的干燥特性影响均显著,温度越高,风速越大,装载量越少,康乃馨达到安全水分所用的时间就越短。采用3种常用的干燥模型单项扩散模型、指数模型、Page模型对试验数据进行线性回归分析和模型的拟合,得出Page模型适合描述康乃馨的干燥进程,并建立康乃馨的干燥模型。通过试验验证,Page模型的预测值与实测值的最大误差仅为6.7%,很好地描述了康乃馨的干燥进程。     

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。     

无籽刺梨干燥特性及动力学模型

为制备无籽刺梨果干,采用热风干燥和真空干燥研究不同温度(50、60、70、80 ℃)对无籽刺梨干燥特性的影响,并建立动力学模型。采用Page、Newton、Midilli et al、Logarithmic、Wang and Singh、Modified Page、Henderson and Pabis、Two-term、Parabolic 9种干燥模型对2种干燥过程进行模型拟合,构建干燥动力学模型。结果表明:温度越高,干燥速率越大,水分有效扩散系数越大,热风干燥和真空干燥的活化能分别为35.534、17.187 kJ/mol。Modified Page模型适用于无籽刺梨热风干燥过程,模型的R~2、~(χ2)和SSE分别为0.99670、0.0003925、0.00588;Logarithmic模型适用于无籽刺梨的真空干燥,模型的R~2、~(χ2)和SSE分别为0.99538、0.000576和0.008065。研究结果可为无籽刺梨的热风干燥和真空干燥提供参考。     

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。     

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。     

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。     

哈密瓜切片热风干燥特性及数学模型

目的:提高规模化生产的哈密瓜品质,缩短干燥周期。方法:以不同漂烫时间(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 min)、浸渍液(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%柠檬酸溶液)预处理哈密瓜切片,并分别研究不同热风温度(35,45,55,65,75℃)、热风速度(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 m/s)和切片厚度(2,4,6,8,10 mm)条件下的哈密瓜切片热风干燥特性和水分扩散系数,拟合不同薄层干燥数学模型。结果:0.4%柠檬酸预处理后得到品质最优的干制产品,热风温度和切片厚度对切片干燥影响较为显著,哈密瓜切片无恒速干燥阶段,有效水分扩散系数为1.1348×10^-7~4.9080×10^-7 m²/s,活化能为28.15 kJ/mol。结论:哈密瓜切片的最佳热风干燥工艺为热风温度55℃、热风速度2.0 m/s、切片厚度6 mm,Page模型具有最高的R²值和最小的均方根误差,更适于评估和预测哈密瓜热风干燥的水分去除规律。     

Modelling of heat and moisture transport during drying black grapes

In this work, heat and moisture transport occurred during drying of black grapes in a laboratory dryer were investigated. In the experiments, the air was passed through the chamber at a variety of flow rates (0.5, 0.75, 1.0 and 1.25 m s^?1) and temperatures (40, 50, 60 and 70 °C). Thermal and moisture diffusivities were determined. The possibility of expressing the moisture removal from the grapes was searched with the fourteen one‐layer drying models selected from the literature. Among all the models, the Page model was found the best for explaining the experimental results. The effects of the drying temperature and air velocity on the constants and coefficients of Page model and diffusivities were also investigated by multiple combinations of the different equations as the linear, power, logarithmic, exponential, polynomial, inverse polynomial and Arrhenius type by non‐ linear regression analyses. Models obtained were also analysed statistically using t‐test, RMSE, MBE and χ².     

Thin layer drying characteristics of rapeseed (Brassica napus L.)

This study was performed to determine the most appropriate thin layer drying model and the effective moisture diffusivity of rapeseed. The thin layer drying tests were conducted at three different combinations of drying air temperature levels of 40, 50, and 60 °C and relative humidity levels of 30, 45, and 60%. The thin layer drying characteristics of rapeseed were determined. The Page (1949) model was the most adequate model for describing the thin layer drying of rapeseed. Drying occurred in the falling rate period and the rate of moisture removal from rapeseed was governed by the rate of water diffusion to the surface of the seed. Effective moisture diffusivities were calculated based on the diffusion equation for a spherical shape using Fick’s second law. Effective moisture diffusivity during drying varied from 1.72 × 10⁻¹¹ to 3.31 × 10⁻¹¹ m² s⁻¹ over the temperature range. The dependence of moisture diffusivity on temperature was described by an Arrhenius-type equation. The activation energy for moisture diffusion during drying was 28.47 kJ mol⁻¹.     

怀山药微波冻干过程的水分扩散特性及干燥模型

为探究怀山药干燥过程中的水分扩散特性,以怀山药为原料,使用微波真空冷冻干燥技术进行干燥,同时采用低场核磁共振的横向弛豫时间（T2）反演谱分析怀山药切片在干燥过程中内部水分的变化,并结合有效水分扩散系数、水分含量、干燥速率的变化规律对微波真空冷冻干燥过程中怀山药的内部水分扩散特性进行分析。结果表明：干燥过程中水分由自由度高向自由度低的方向迁移;不同微波功率（1.5～4.4 W）下怀山药干燥过程的有效水分扩散系数变化范围在1.129×10－9～5.439×10－9 m2/s之间,随着微波功率的增大,有效水分扩散系数升高,水分扩散迁移的速度增大,非结合水向结合水方向转化逐渐增多。采用Page、Newton等模型与实验数据进行拟合,结果表明Page拟合度较高,R2大于0.99,可以较好地对怀山药微波真空冷冻干燥过程进行预测和控制。本实验为怀山药干燥过程的水分实时监测及实现精准干燥提供了理论依据。     

Modelling of air drying of fresh and blanched sweet potato slices

Effects of blanching, drying temperatures (50–80 °C) and thickness (5, 10 and 15 mm) on drying characteristics of sweet potato slices were investigated. Lewis, Henderson and Pabis, Modified Page and Page models were tested with the drying patterns. Page and Modified Page models best described the drying curves. Moisture ratio vs. drying time profiles of the models showed high correlation coefficient (R² = 0.9864–0.9967), and low root mean squared error (RMSE = 0.0018–0.0130) and chi‐squared (χ² = 3.446 × 10^–6–1.03 × 10^–2). Drying of sweet potato was predominantly in the falling rate period. The temperature dependence of the diffusion coefficient (D_eff) was described by Arrhenius relationship. D_eff increased with increasing thickness and air temperature. D_eff of fresh and blanched sweet potato slices varied between 6.36 × 10^–11–1.78 × 10^–9 and 1.25 × 10^–10–9.75 × 10^–9 m² s^–1, respectively. Activation energy for moisture diffusion of the slices ranged between 11.1 and 30.4 kJ mol^–1.     

热辐射下织物内水分干燥实验及其动力学研究

为研究低热流辐射环境下织物内的水分传递特征,借助红外成像仪及干燥理论方法分析了织物内部水分蒸发过程以及水分蒸发对织物隔热性能的影响。结果表明干燥过程可分为3个阶段：在加热阶段,织物干燥速率和温度快速提高,水分含量缓慢降低;在中间阶段,织物干燥速率保持稳定,温度缓慢升高,水分含量快速下降;在最后阶段,织物干燥速率降低,水分含量缓慢减少。含水率较高的织物其隔热性能较好,但含水率低于20% 时,其隔热性能快速下降,致使织物表面温度快速上升。通过拟合水分干燥速率等数据,采用Page、Niwton 及Henderson 3种经典干燥动力学模型,分析了织物水分扩散机制。结果显示,Page 模型比较适合于描述低辐射热下织物内水分的动态干燥过程。     

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。     

油菜籽微波预处理的干燥动力学及模型研究

为了探明油菜籽微波预处理过程中的水分变化情况,建立油菜籽微波预处理干燥模型,对油菜籽在料层厚度12 mm、不同微波功率（1.0、1.5、2.0 kW）以及微波功率1.5 kW、不同料层厚度（6、12、18 mm）下预处理后的含水率、水分比和失水速率的变化情况进行了研究,并以常用的3种干燥模型指数模型、单项扩散模型和Page模型进行了数据拟合。结果表明:微波功率越高、料层越薄,油菜籽水分流失越快,微波预处理时间越短;微波预处理过程中油菜籽水分变化情况与Page模型拟合度最好。