麻雀搜索算法优化BP神经网络的牛肉微波干燥含水率预测

干燥过程的监测和控制对保证肉制品干燥品质意义重大,针对牛肉微波干燥过程中含水率变化非线性强耦合的特点,提出一种肉类干燥过程含水率实时预测方法。以牛通脊肉为研究对象,通过设计单因素试验方案分析微波功率、相对湿度、干燥时间对牛肉微波干燥过程的影响。利用麻雀搜索算法(Sparrow search algorithm,SSA)对反向传播(Back propagation,BP)神经网络预测模型参数进行优化,进而准确估计干燥过程中牛肉含水率变化,对9种不同微波干燥条件下牛肉的含水率变化进行预测,对传统BP、GA(Genetic algorithm)BP、SSA-BP 3种预测模型进行分析。结果表明：SSA-BP含水率预测模型误差最小、精度最高,含水率预测值与实测值的决定系数R2为0.9995,均方根误差为0.4345,可以为肉类干燥过程含水率预测提供新的思路和理论依据。     

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。     

干燥方式对大果山楂粉干燥速率及品质的影响

探究真空微波脉冲干燥、真空微波干燥、热风联合真空微波干燥和热风干燥4种干燥方式对大果山楂粉色泽、褐变度、持水性、持油性、透光性、Vc、总酸和黄酮含量等品质指标的影响。结果表明:干燥方式对大果山楂粉的色泽、褐变度、透光性和总酸含量有显著影响(P0.05);真空微波脉冲干燥大果山楂粉的综合品质优于其他3种,该工艺生产效率较高,成本低,是大果山楂粉生产中较适宜的干燥工艺。     

盐焗鸡微波干燥特性及数学模型

为了探讨盐焗鸡微波干燥过程中水分变化规律,通过测定盐焗鸡在不同微波功率条件下的干燥水分比（moisture ratio,MR）和温度变化,并与国内外常用的10 种干燥数学模型进行拟合,结合模型的相关系数（R2）、均方根误差（root mean square error,RMSE）以及卡方（χ2）对模型拟合优劣进行评判,从而确定出最佳的干燥模型。结果表明：Wang and Singh模型能够很好地反映盐焗鸡的微波干燥规律。     

山楂热风干燥工艺研究

报导了不同干燥条件下,山楂脱水不存在恒速降速阶段的情况,并从理论上分析了几个变量对干燥速率的影响,探讨了干燥机理。     

龙眼果肉微波干燥特性及干燥模型研究

探讨不同微波功率密度(P/m)对龙眼果肉干燥过程中水分比MR、失水速率及干燥时间的影响,结果表明龙眼果肉微波干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。采用7种常见食品薄层干燥模型对试验数据进行非线性拟合,通过比较决定系数R2、均方根误差RMSE、卡方χ2,结果表明Midilli模型是表述龙眼果肉微波干燥的最优模型。对不同微波功率密度下的有效扩散系数Deff及活化能Ea进行求解,结果表明有效扩散系数Deff随功率密度的增大而增大,Deff的值介于0.7057×10-9～1.8×10-9m2/s之间,平均活化能为1.266W/g。     

板栗微波真空干燥特性及干燥工艺研究

研究微波真空干燥方式下,微波强度、腔体压力等参数对板栗干燥过程中质热传递的影响规律。采用Box-Behnken中心组合试验设计,以水分含量和白度值为评价指标,确定板栗微波真空干燥过程中微波功率、压力、干燥时间的最适工艺参数。结果显示:板栗微波真空干燥过程主要为加速和降速阶段,恒速阶段持续时间较短。微波功率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,干基含水率和水分比都随着干燥时间的延长而逐渐下降。由回归模型得出板栗微波真空干燥的最佳工艺参数为时间12min,压力-56kPa,功率3kW。微波真空干燥的微波功率、腔体压力、干燥时间均对板栗品质有影响,以模型得出的干燥参数进行干燥,可保证板栗干燥后的品质,且干燥效率高、能耗低。     

蔗渣热风干燥和微波干燥特性比较及评价

为了探讨蔗渣干燥特性,利用功率分别为中火档、中高火档的微波对蔗渣进行微波干燥,同时分别在90℃、100℃的条件下进行热风干燥实验对比,研究了不同干燥方法蔗渣的干燥特性,计算了不同实验条件下的有效水分扩散系数。结果表明：整个干燥过程,微波干燥相对于热风干燥时间缩短了80％以上;热风干燥、微波干燥蔗渣的平均绝干含水量分剐为7．56％、0．98％;在实验条件范围内,微波干燥过程内部水分扩散速度较热风干燥速度要大。     

苦瓜微波干燥特性及动力学模型

采用单因素试验法,研究切片厚度、微波功率和装载量对苦瓜微波干燥特性的影响,并建立苦瓜微波干燥动力学模型。试验结果表明:微波功率对苦瓜干燥影响最大,其次是装载量,最后是切片厚度;苦瓜微波干燥分加速干燥阶段和降速干燥阶段。对7种常用的薄层干燥动力学数学模型拟合,通过比较相关系数R~2、残基平方和RSS和卡方χ~2得出,tian model最适于描述苦瓜片微波薄层干燥过程,其模型系数在0.99以上。     

芒果微波干燥特性及数学模型研究

为研究芒果微波干燥特性,并确定其最适干燥动力学模型。以芒果为原料,探讨不同微波功率(1250 W和2500 W)和切片厚度(8、10、12 mm)对芒果干基含水率和干燥速率的影响;其次,采用6种常见的数学模型对微波干燥进行非线性拟合,得到芒果微波干燥动力学模型。结果表明,芒果微波干燥过程主要表现为升速阶段和降速阶段。微波功率越大,干燥速率越快,干燥耗时越短;切片厚度越大,干燥速率越慢,干基含水率到达平衡所需时间越长。芒果微波干燥过程中的水分有效扩散系数随微波功率增加而增大。通过模型拟合发现,Wang and Singh模型是芒果微波干燥的最佳模型,具有最大决定系数R²(0.9957)、最低卡方χ²(0.0005)和最小残差平方和RSS(0.0079),可有效描述芒果微波干燥过程。     

基于高光谱成像技术预测牡蛎干制加工过程中的水分含量

提出一种应用高光谱成像技术结合化学计量学检测牡蛎干制加工过程中水分含量的方法。采用高光谱成像系统,在400～1 100 nm范围内,采集到5个干燥时期的100个牡蛎干样本高光谱图像。提取所有样本感兴趣区域的平均光谱数据,对原始光谱数据进行多元散射校正(MSC)、卷积平滑(S-G)预处理,采用相关系数法提取8个特征波长。基于所提取的特征波长,建立光谱数据与水分含量的多元线形回归(MLR)和BP神经网络模型。结果表明:两种模型均有较好的预测效果。MLR模型的校正集、预测集和交叉验证集的相关系数较BP神经网络低;校正集、预测集和交叉验证集均方根误差分析结果表明,BP神经网络效果较MLR好。高光谱成像技术结合化学计量学方法可检测牡蛎干制过程中水分含量的变化。     

Smart NMR Method of Measurement of Moisture Content of Vegetables During Microwave Vacuum Drying

Microwave drying is usually combined with vacuum environment in conjunction with hot air flow to draw the moisture rapidly. The moisture content of the vegetables undergoing drying is hard to measure online. This research designed a microwave vacuum drying (MVD)-low-field nuclear magnetic resonance (NMR) smart device and investigated the feasibility of NMR method for online measurement of state of moisture during MVD. The relation between the signal amplitude (A ₂) and the true moisture content (M ₁) of six kinds of vegetables (mushroom, carrot, potato, lotus, edamame, vegetable corn) was fitted to estimate if NMR can measure the M ₁ of vegetables directly. Results showed that A ₂ and M ₁ of different fresh vegetables had no single empirical mathematical model to fit. However, for each kind of these vegetables, the A ₂ and corresponding M ₁ in different MVD stages showed a significant linear relationship. The predicted moisture content (M ₂) of mushroom: M ₂ = 5.25351 × 10^?4 A ₂ ? 0.34042, R = 0.996; carrot: M ₂ = 5.78756 × 10^?4 A ₂ ? 0.14108, R = 0.998; potato: M ₂ = 3.10019 × 10^?4 A ₂ ? 0.10612, R = 0.991; lotus: M ₂ = 2.32415 × 10^?4 A ₂ ? 0.01573, R = 0.998; edamame: M ₂ = 3.13310 × 10^?4 A ₂ ? 0.4198, R = 0.996; vegetable corn: M ₂ = 1.69461 × 10^?4 A ₂ ? 0.09063, R = 0.995. The linear models between M ₂ and A ₂ were able to estimate the end point (M ₁ < 8%) of MVD with a high accuracy (P > 0.950).     

洋葱微波干燥特性研究

研究不同微波功率下洋葱的干燥特性。结果表明：与热风干燥相比,微波干燥所需时间短,在119W和231W条件下干燥时间分别是80℃热风干燥时间的0.35倍和0.125倍;当微波功率大于385W时,洋葱发生褐变,且功率越高,褐变越严重;功率为119W和231W时,洋葱基本不发生褐变。复水实验表明：功率为119W和231W时,洋葱的复水比高,其复水比分别为4.87和4.67。洋葱微波干燥过程主要处于恒速期,其数学模型符合Page方程。     

山楂切片冷冻干燥动力学与品质特性研究

为了解山楂切片冷冻干燥特性,采用新鲜的山楂为原料,设置山楂切片厚度分别为2、3、4、5、6 mm,得到山楂干基含水率随干燥时间的变化曲线.将曲线与3种常见的果蔬干燥模型进行拟合.对真空冷冻干燥后的不同厚度的山楂切片进行复水率、收缩率、褐变度、抗坏血酸、总酚等指标测定.结果表明:山楂冷冻干燥过程与Lewis与Page模型...     

粮食干燥过程中的在线水分测量方法

介绍了粮食干燥过程中水分的在线测量方法 ,给出了测量原理和应用特点 ,指出了粮食水分测量技术的若干发展趋势     

烘丝过程烟丝含水率的MFA控制

烘丝过程中烟丝含水率的变化具有较强的非线性、不确定性和大滞后特性,同时存在干扰和噪声,运用常规的PID算法难以达到期望的控制效果。采用无模型自适应控制器(MFA)并结合渐进辨识(ASYM)方法对烘丝过程的烟丝含水率控制系统进行了改造,建立了前馈和含水率对象的数学模型,提高了模型的精度。利用MFA的自适应和抗滞后功能,减小了烟丝含水率的波动幅度,降低了“干头干尾”的数量,提高了卷烟生产质量。     

胡萝卜微波干燥特性及动力学模型

为研究胡萝卜微波干燥特性,开展不同微波功率(406、567、700 W)、切片厚度(2、4、6 mm)和载料量(30、40、90 g)的干燥试验研究,探讨了其失水速率、干基含水率的干燥特性曲线和有效水分扩散系数D_eff的影响规律,构建了胡萝卜薄层干燥动力学模型。结果表明:胡萝卜微波干燥分为预加热干燥阶段和降速干燥阶段;微波功率700 W、切片厚度6 mm和载料量30 g时,干燥效果最佳;通过回归拟合分析,Page动力学模型最适于描述胡萝卜微波干燥过程,模型决定系数R²均大于0.98,验证试验最大误差为6.91%。     

3种微波干燥模式下板栗片的干燥特性

为确定更优的微波干燥模式以缩短干燥时间、降低干燥能耗,并获得外观无明显褐变的板栗片,研究固定功率连续干燥、固定功率间歇干燥和变功率连续干燥3 种模式下,微波频率、微波功率和干燥时间对板栗片干燥特性和能耗的影响,并对较佳的微波干燥模式进行对比。结果表明,915 MHz 和2 450 MHz 频率下,变功率连续干燥均为最好的板栗片微波干燥模式。其中,915 MHz 频率下变功率连续模式干燥用时120 min,单位质量微波能耗为7.6（kW·h）/kg,干燥效率为2.22%,优于其他2 种微波干燥模式;2 450 MHz 频率下变功率连续干燥模式用时和单位质量微波能耗分别为60 min 和3.3（kW·h）/kg,干燥效率为4.40%,优于其他2 种微波干燥模式;2 450 MHz 频率的干燥用时、单位质量微波能耗、亮度L*值和干燥效率均明显优于采用915 MHz 微波设备的情况。因此,2 450 MHz 变功率连续微波干燥耗时短、能耗低且适应连续化生产要求,是一种具有应用前景的板栗片干燥方法。