番木瓜热泵干燥特性及数学模型的研究

本文以新鲜番木瓜为原料,研究干燥温度、物料厚度对番木瓜热泵干燥特性的影响,并通过SPSS10.0软件对实验数据进行拟合并建立番木瓜热泵干燥模型。结果表明:干燥温度对番木瓜热泵干燥的速率有较大影响,而切片厚度对干燥速率的影响较小;Page模型能较好模拟番木瓜热泵干燥过程,模型预测值与实验值比较吻合,可以用来描述预测番木瓜热泵干燥过程。     

魔芋热泵干燥特性及数学模型的研究

为解决魔芋干燥过程中褐变问题,采用热泵低温干燥技术结合护色剂处理,对魔芋进行了干燥研究。考察了干燥温度、风速、切片厚度等因素,对魔芋热泵干燥特性的影响,得到了魔芋干燥特性曲线。并通过origin软件对实验数据进行拟合,建立了魔芋热泵干燥数学模型。研究结果表明:温度越高、风速越大、切片厚度越薄,干燥速率快,干燥时间短。干燥温度对魔芋热泵干燥速率影响较大,风速对干燥速率的影响较小,魔芋热泵干燥过程符合Page干燥模型,其R2值最大,平均RMSE和SEE值最小,分别为0.99971、0.00559和0.00104。热泵干燥的魔芋色泽呈乳白色,感官品质良好。     

香蕉片热泵干燥特性及数学模型研究

以新鲜香蕉片为原料,考察干燥温度、切片厚度、风速3个因素对香蕉片热泵干燥特性的影响,确定了香蕉片热泵干燥的干燥特性曲线和干燥速率曲线,结果表明干燥温度越高、切片厚度越薄、风速越大,香蕉片的干燥速率越高,干燥时间越短;但干燥温度和切片厚度对香蕉片热泵干燥的速率有较大影响,而风速对干燥速率的影响较小。采用SPSS17.0软件对试验数据进行分析拟合,得出香蕉片热泵干燥符合Page模型。模型拟合效果很好,经试验数据验证,模型预测值与试验值较吻合,Page模型能正确反应香蕉片干燥规律,该模型可以用以描述热泵干燥香蕉片的变化过程。     

苹果片气调热泵干燥特性及数学模型

研究苹果片充氮低氧热泵干燥的干燥特性,结果表明：温度、切片厚度对其干燥速率影响较大,风速和氧体积分数对干燥速率影响较小。通过干燥曲线的对数转换及线性拟合,确定苹果片的薄层干燥模型为Page方程。利用逐步回归法,确定由干燥温度、物料厚度、风速及氧体积分数表示的干燥常数k、n的表达式。通过实验值与计算值的比较,可知该模型具有较高的预测精度,能很好地描述苹果片充氮低氧热泵干燥过程。     

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。     

阳春长山药热泵干燥工艺初步研究

采用热泵干燥技术对阳春长山药进行干燥试验研究,以热烫处理、切片厚度和干燥温度为试验变量,通过对干燥后山药品质进行分析,确定最佳工艺参数为:新鲜物料切片后直接浸泡清水无需进行热烫处理,切片厚度6 mm,热泵干燥温度60℃,干燥时间3 h~4 h,可获得较好的山药干制品。     

蚕蛹热泵干燥特性及其动力学模型研究

以蚕蛹为原料,探索不同铺料密度、不同干燥温度对蚕蛹热泵干燥特性的影响,得到蚕蛹热泵干燥的干燥速率曲线和干燥特性曲线,并且建立干燥动力学模型。结果表明蚕蛹在热泵干燥过程中存在有加速干燥、恒速干燥和降速干燥3个阶段;蚕蛹的干燥温度越高、铺料密度越小,所需的时间就越短,干燥速率也就越高;蚕蛹的热泵干燥过程符合Page模型,经验证,该模型试验值与预测值拟合比较好,可以用来描述预测热泵干燥过程任意时刻蚕蛹水分比的含量。     

柠檬热风干燥特性及数学模型

以新鲜柠檬为原料,研究其热风干燥特性及数学模型。以柠檬片厚度、热风温度、热风风速为因素,分析其对柠檬热风干燥特性的影响,建立柠檬热风干燥的干燥特性曲线、干燥速率曲线,并利用SAS8.0软件对试验数据进行拟合,构建柠檬热风干燥数学模型。结果表明:热风温度、柠檬片厚度对柠檬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;柠檬热风干燥符合Page模型。     

山药红外干燥特性与数学模型

以山药为原料,研究其红外干燥特性及数学模型。通过实验收集了不同切片厚度和干燥温度下,山药片水分比(MR)随干燥时间(t)的变化数据,得到了山药片的干燥曲线,并计算了干燥过程中的有效水分扩散系数(Deff)和干燥活化能(Ea)。实验结果表明,干燥温度(T)和切片厚度(L)对山药红外干燥特性有较大影响,温度越高,切片厚度越薄,山药的干燥速率(DR)越快,干燥时间越短。同时,通过拟合计算发现,在14种干燥模型中Modified Henderson and Pabis的预测值与实测值比较吻合,能够更好地反映干燥过程。在实验温度范围内,Deff在(2.1670×10~(-10)~46.369×10~(-10))m~2/s之间,随着干燥温度和切片厚度的增加而增加。山药片的Ea计算结果是30.2697 k J/mol,表明利用红外干燥技术从山药中除去1 kg水需要消耗大约1681.65k J的能量。     

马铃薯小麦复合面条热泵干燥特性及数学模型的研究

以马铃薯粉及小麦粉为原料,制作复合面条,研究不同温度和风速作用下复合面条的热泵干燥特性,并建立热泵干燥数学模型。实验结果表明:干燥温度越高,风速越大,热泵干燥处理时间则越短;温度对复合面条的干燥速率影响较大,而风速影响较小,降速干燥阶段为热泵干燥过程的主要阶段;Midilli模型能很好地反映复合面条的干燥过程,拟合效果较好,实验值和预测值吻合度高;有效水分扩散系数与温度风速均呈正相关,热泵干燥能耗较低,活化能为21.16 kJ/mol。研究结果可为复合面条的热泵干燥提供参考。     

鲜切高山野山药片微波间歇干燥特性研究

为深入研究高山野山药的干燥特性,自制微波间歇干燥试验装置,采用四因素四水平(微波功率、切片厚度、加热时间、间歇时间)对鲜切高山野山药片进行微波间歇干燥试验,得出鲜切高山野山药片微波间歇干燥的干燥变化规律,并对结果进行分析。结果表明:高山野山药片微波间歇干燥过程大致包括加速、恒速和降速阶段;并且加热时间为7s时干燥色泽最好,此时切片厚度对收缩特性产生显著影响,提高切片厚度有利于保持高山野山药片的干后体积。该研究结果对于了解干燥高山野山药乃至相关农产品的过程具有一定的指导意义。     

火龙果热泵干燥数值模拟及试验

目的:提高火龙果干制品的品质。方法:基于多孔介质理论和菲克定律,建立火龙果传热传质与固体力学多物理场耦合的数学模型,并研究火龙果在热泵干燥过程中的温度与含水率的变化规律。结果:考虑体积收缩的模型计算精度更高,达到干燥标准时,模拟值与试验值的最大相对误差为9.2%。火龙果片在干燥初期温度分布由表面向中心逐渐降低,后期达到平衡,而水分分布呈相反趋势。火龙果片在热泵干燥过程中的温度、湿度梯度力是导致其收缩变形的主要因素。不同干燥温度和切片厚度下火龙果片的干基含水率的计算值与试验值变化趋势一致,相对误差均<10%,证明了模型的准确性。结论:试验建立的多物理场耦合的数学模型能够准确模拟火龙果热泵干燥过程。     

山药切片真空干燥特性及模型研究

为了探究山药切片的真空干燥特性,建立干燥模型.在不同干燥温度(40、50、60、70、80 ℃)、真空度(0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 MPa)和切片厚度(2、4、6、8、10 mm)条件下进行真空干燥试验,分别利用BP神经网络模型和Weibull分布函数拟合试验数据;并计算有效水分扩散系数、干燥活...     

胡萝卜热泵干燥工艺优化

目的:优化胡萝卜的热泵干燥工艺。方法:在单因素试验基础上,通过Box-Behnken试验设计,以色差、复水比和β-胡萝卜素含量为指标,研究初始温度、干燥温升和切片厚度对胡萝卜干燥品质的影响。建立回归方程,分析3个独立因素之间交互作用对响应值的影响,得到胡萝卜热泵干燥的最佳干燥工艺参数以及在此条件下的预测值,最后通过实验与预测值进行对比验证,确定最佳参数组合。结果:胡萝卜热泵干燥的最优工艺参数为:初始温度54.1℃,干燥温升9.25℃,切片厚度3.8 mm,此条件下的胡萝卜色差值为9.759,复水比为6.196,β-胡萝卜素含量为34.378 mg/100 g,其干制品色泽呈鲜亮橙红色,复水比高,β-胡萝卜素保留量高。结论:响应面法可确定胡萝卜热泵干燥的最佳工艺参数,使胡萝卜干制品的品质最佳。     

响应面法优化甘薯脆片干燥工艺

为探究甘薯脆片热泵干燥最佳工艺,在单因素试验基础上,以烘干温度、烘干时间、切片厚度、汽漂时间为影响因素,以含油率及感官评分为响应值,用Box-Behnken试验设计建立响应面分析模型。结果表明,甘薯脆片烘干最佳工艺为:烘干温度74℃、切片厚度2.7 mm、汽漂时间3 min,烘干时间为3.5 h,在此优化条件下,甘薯脆片油炸后感官评分为88.75分,含油率为7.84%,在此条件下得到的产品色香味俱全。     

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。     

A novel approach to evaluate the temperature during drying of food products with negligible external resistance to mass transfer

The paper deals with modeling the convective drying process. A relevant and reliable mathematical model that captures the history and distribution of temperature is presented. The attention is focused on the simultaneous heat and mass transfer occurring during drying where dry and hot air flows about the food. In the present study, external resistance to mass transfer is considered negligible. As a result, the drying curve is almost independent of the boundary conditions, which means that drying is diffusion-controlled. The main connotation of present study regards to undertake analytical procedure to establish the novel model for practical applications. The results show that the temperature evolution can be evaluated from an advanced analytical solution in a quick and efficient manner. The model is validated with the literature experimental data obtained for carrot and mango slabs. A good agreement is obtained between the model predictions and the available experimental results.     

Heat pump drying kinetics of a pressed type cheese

Energy management during drying is a key point for the process. Using technologies like heat pump drying could be an interesting way to address the problem. Drying curves of 10⁻² m side cheese cubes obtained during convective heat pump drying at different temperatures (0, 4, 8 and 12 °C) have been examined. A mathematical model is proposed to simulate these heat pump drying curves. The calculated moisture diffusivity was fitted to the Arrhenius equation to express its dependence on temperature. The proposed model provided a good simulation of the drying curves (mean relative error (MRE) = 2.9%) and allowed an adequate simulation of the drying curve at 12 °C of cheese pieces with different geometry and size (0.075 m × 0.130 m × 0.130 m) to those used in the identification of the model parameters (MRE = 0.4%).