基于介电特性的白蘑菇微波冻干传热传质模拟

真空冷冻干燥技术常用来生产高品质的冻干白蘑菇,但其能耗大、干燥时间长的缺点限制了其推广应用。与传统冷冻干燥技术相比,微波冷冻干燥可节约干燥时间和能耗,同时可保持其冻干产品的特点。微波冷冻干燥过程的质热传递现象极为复杂,其过程的预测对干燥过程的控制至关重要。此外,目前国内外对于微波冻干过程的传热传质模拟都未考虑物料介电损耗因子变化会导致其微波吸收特性的改变,故模拟结果都不甚理想。本文通过矢量网络分析仪对白蘑菇介电特性进行精确测定,得出白蘑菇介电损损耗因子相对其温度和水分含量的回归方程;在此基础上利用较为通用的升华-冷凝模型对微波冻干过程质热传递进行了数值模拟研究,通过白蘑菇微波冻干试验验证,表明考虑了介电特性的微波冻干质热传递模型可对物料温度分布进行较准确的预测。     

脱水米饭冷冻干燥传质模型推导与初步应用

通过控制影响传质的压力、温度等环境因素,研究了冷冻干燥过程中脱水米饭在不同压强(100、60、20 Pa)和温度(60、50、40、30℃)条件下,水分升华速率的变化情况,并建立了相应的传质方程。实验结果表明,升华速率与干燥时间存在显著的线性关系,且传质方程与辐射传热型单侧传热单侧传质模式下的实际过程一致。     

食品微波加热过程中的传热模型

微波加热是一种快速简便的食品复热手段,但此种方法通常会导致受热不均匀。为了更好的将微波加热技术应用于食品的复热过程,解决受热过程"冷点"的出现,作者综述了食品微波加热过程传热模型的研究进展,并针对数值计算方法、模型理论和功率吸收进行了详细阐述,探讨了微波能在食品中转化成热能的机制,并分析了研究过程中存在的问题和发展方向。     

人体着装传热传质过程的数学模型(一)--模型方程

基于液汽两相流质量、动量、热量守恒方程组及表征性体积单元的概念，考虑到人体-服装-环境这一体系中的对流、扩散、蒸发、毛细运动、吸附等现象，建立了人体着装传热传质过程的数学模型，得到了较为满意的结果，为利用计算机技术对此进行数值分析和模拟奠定了基础。     

蒜苔冻干试验及其传热传质模型研究

确定了蒜苔冻干工艺条件，探讨了热烫温度及时间、预冻速率、干燥室及捕水器真空度和温度对制品品质与干燥时间的影响，描述了蒜苔冻干的传热传质模型并计算了蒜苔冻干时间。     

微波泡沫干燥条件对树莓果浆干燥特性影响

为了研究微波泡沫干燥树莓果浆传热传质特性,以树莓为原料,采用中心组合实验设计方法,研究干燥条件对物料温度、含水率以及介电特性的影响规律,分析微波泡沫干燥过程中传热传质过程。结果表明:微波泡沫干燥树莓果浆过程中,干燥初期,介电常数与介电损耗因子均增大,使得物料吸收的微波能增大,果浆温度由室温上升至70℃,含水率无明显变化;干燥中期,介电常数与介电损耗因子先增大后减小,因此物料吸收的微波能呈先增大后减小趋势,果浆含水率由90%降至40%,温度变化不明显;干燥后期,介电常数与介电损耗因子均减小,物料吸收的微波能减少,果浆含水率缓慢降至15%左右,温度继续升高。微波泡沫干燥方法可有效提高高粘度果浆的干燥速度。      

升华干燥中的传热传质分析

应用数学分析方法对升华干燥的基本条件和必要条件及其传热传质过程进行了分析计算 ,为研究和应用升华干燥技术提供了理论依据     

油菜籽热风干燥传热传质与优化的研究进展

油菜是经济价值高、发展潜力大的油料作物,也是蛋白质、饲料、蜜源和能源作物,油菜籽的干燥和储存联系油菜高产栽培和油脂深加工综合利用。本文在分析油菜籽干燥特点和主要干燥技术的基础上,综述了油菜籽热风干燥传热传质与优化的研究进展,以期为油菜籽热风干燥装置设计、干燥工艺、参数和过程优化等的研究提供依据。目前,有关油菜籽热风干燥传热传质与优化的研究多限于实验层面,不具有广泛适用性。传统干燥理论和模型大多以Luikov理论和Whitaker理论为基础,对其适当简化或修正,由于假设多孔介质为均匀分布连续介质,无法揭示局部和整体之间的本质联系。将分形理论与孔道网络模型相结合是多孔介质干燥尺度综合的有效方法。数值研究有宏观、多尺度和微观三个层面,借助CFD技术可以有效获悉干燥速率、能量消耗和湿分分布等信息,以优化干燥装置和过程控制。油菜籽热风干燥实验研究主要集中在干燥特性、干燥品质及其测量技术等方面,为获得良好的干燥品质,应注意干燥工艺、参数和过程优化。     

冷冻干燥法生产牛肉丁的研究

确定了牛肉丁冻工艺条件，探讨了热烫，预冻速率，捕水器温度对制品品质与干燥时间的影响，建立了牛肉丁冻干的传热传质模型，由模型计算出理论干燥时间，并与实验值进行了比较。     

升华干燥中的传热传质分析

应用数学分析方法对升华干燥的基本条件和必要条件及其传热传质过程进行了分析计算,为研究和应用升华干燥技术提供了理论依据。     

基于URIF模型的圆柱型物料冷冻干燥过程的二维模拟及验证

通过冰界面均匀退却模型(URIF模型)的研究,建立了圆柱型物料的二维质热传递数学模型并进行数值模拟.采用变时间步长法对所建立的模型进行求解,获得物料内部的温度分布及水分升华速率.最后通过对胡萝卜的实验表明,实验结果与理论计算值能很好的吻合,从而验证了模型的正确性.这些工作比目前模型简单、适用范围窄的研究更进了一步,对工程实践具有一定的指导作用.     

人体着装传热传质过程的数学模型(二)--模型的数值求解

对人体着装传热传质过程的数学模型进行了三维离散，并利用完全隐式差分格式和MATLAB软件进行了数值求解，得到了较为满意的结果。通过与实验结果的比较，验证了模型的正确性，为利用计算机技术对人体热湿舒适性的仿真分析奠定了基础。     

真空微波冻干法制备怀山药片的研究

以怀山药为原料,经护色、灭酶,用真空微波冻干法制备怀山药片。通过正交实验分析,以产品质量为指标,探索出微波冻干怀山药最佳的工艺参数:速冻温度-30℃、速冻时间2.5h、升华干燥时真空室压强90Pa、厚度3mm、电场强度E为220V/cm。     

喷水室热、质传递的理论分析

以水滴在喷水室中的受力情况为出发点，借助于相对运动理论，建立了数学模型。得出了水滴运动过程中的速度分布函数及水滴在喷水室中参与热质交换的时间，进而得出了顺喷情况下喷水室热交换效率系数。并分析了各因素对水-空气处理系统全热交通性能的影响，对实际问题有一定指导意义。     

柱状胡萝卜样品热风微波耦合干燥数学模型

利用热风微波耦合干燥装置研究了柱状胡萝卜样品的干燥特性,一个实验室规模的热风微波耦合干燥装置用来实现此实验目的。基于干燥过程中同时具有传热传质现象,建立了一个数学模型以此来预测干燥过程中样品内温度和含水量的分布。考虑到柱状样品的半径和微波的穿透深度,假定微波中的电场强度在样品内均匀分布。由于表面水分的蒸发而造成的热损失被考虑在内并将其作为模型的一个边界条件,利用数值方法中的隐式有限差分法对模型进行求解。通过干燥尺寸不同的柱状胡萝卜样品得到的实验值和模型的预测值进行比较来对模型进行验证,探讨了微波功率密度和热风温度的影响作用。      

微波真空冷冻干燥蜂蛹工艺的研究

采用微波真空冷冻干燥及光纤/红外温度测试控制等技术集成进行蜂蛹冻干中试工艺研究,用0.20、0.24、0.28、0.32W/g四个微波强度进行工艺优化,获得优化工艺参数为微波强度0.28W/g、最高解析温度30℃,微波冻干时间420min,最终产品水分含量为2.84%,产品品质好,无干瘪变形,保持蜂蛹原有色泽,电镜观察显示切面呈海绵多孔状,口味鲜美,于20℃水中复水1s,复水率达1.9倍,复水效果好,解析干燥过程中蜂蛹超氧化物歧化酶(SOD)活力呈现先略有增加后有所降低的趋势,蜂蛹冻干至水分含量为2.84%时,SOD活性为36.9U/mgprot,与真空冷冻干燥对比,所需干燥时间减少65%以上,并使存活微生物菌落数显著降低,SOD酶活力相近。      

山茱萸微波冷冻干燥动力学及品质变化分析

目的：研究山茱萸微波冷冻干燥动力学特性及产品品质。方法：采用微波冷冻干燥技术,分析微波不同功率（100,200,300,400,500 W）下山茱萸干燥特性、总黄酮、总酚等品质变化并建立相关动力学模型。结果：山茱萸干燥过程分为升速和降速阶段,无明显的恒速阶段,微波功率升高,能够提高干燥速率、缩短干燥时间,数据拟合发现Page模型可以较为准确地预测山茱萸干燥过程中水分含量变化。整个干燥过程中,总黄酮含量呈快速下降和下降平缓两个阶段,总酚含量均呈快速下降趋势,且微波功率越高总黄酮、总酚含量下降速度越快。微波功率对复水比及色泽具有显著影响（P＜0.05）。结论：提高微波功率可以提高干燥速率、缩短干燥时间,但微波功率过高易造成干制品品质下降。     

奶粉微波真空喷雾冷冻干燥技术与设备研究

主要分析了微波真空冷冻干燥的技术特性,以及在应用中容易出现理论、工艺和设备问题,并提出了相应的技术方法和手段。研究开发了集微波技术、喷雾干燥、冷冻干燥为一体的奶粉干燥装置,实现奶粉在-40～-30℃冷冻干燥。     

A method for the calculation of the heat transfer coefficient in potato drying

A method for the determination of the heat transfer coefficient was proposed for the first falling drying period of potato cubes. During this period, heat and mass transfer were considered as coupled phenomena. Temperature calculation inside the sample was performed using the macroscopic heat transfer balance. The heat transfer coefficient was computed by means of parametric identification, using the Gauss–Newton method. The figure obtained for the heat transfer coefficient shows good agreement with other sources.