基于Weibull分布函数的百合真空远红外干燥过程模拟及应用

为了探究百合的真空远红外辐射干燥的干燥特性,研究红外辐射板温度、干燥室压力和物料厚度三因素对百合真空远红外辐射干燥品质的影响。结果表明:提高辐射板温度、减小干燥室压力和物料厚度,均能明显缩短干燥时间,提高干燥速率;Weibull分布函数能够很好地模拟百合的真空远红外干燥过程(R2=0.995 3~0.999 7);尺度参数α与辐射板温度极显著相关(P0.01),并随辐射板温度的升高而降低;形状参数β与干燥室压力及物料厚度有关;百合在干燥过程中的水分扩散系数Dcal在0.401 3×10-9~1.307 5×10-9 m2/s,干燥的活化能Ea为55.130 3kJ/mol,小于热风干燥的活化能86.911 2kJ/mol;降低干燥室压力有利于总酚含量的保持。辐射板温度140℃、干燥室压力12kPa时百合干制品色泽良好。研究结果可为百合真空远红外辐射干燥加工提供理论依据。     

基于Weibull分布函数对猕猴桃切片中短波红外干燥过程模拟及应用

为了探究Weibull分布函数中各参数的影响因素及其在干燥中的应用,本试验以猕猴桃切片在不同的中短波红外干燥干燥温度(50、60、70、80℃)、干燥功率(675、1350、2025 W)条件下的干燥过程为研究对象,利用Weibull分布函数对其干燥动力学曲线进行模拟并分析。结果表明:Weibull分布函数能够很好地模拟猕猴桃切片的中短波红外干燥过程;尺度参数α与干燥温度和干燥功率均有关,并且随着干燥温度和红外功率的升高而降低;而干燥温度和红外功率对形状参数β的影响较小。通过计算求出干燥过程中的估算水分有效扩散系数,其值在1.06×10-7~3.51×10-7 m2/s范围内随着温度的升高而增大;通过阿伦尼乌斯方程计算出功率为675、1350和2025 W时,干燥活化能分别为32.55、27.02和28.07 kJ/mol。该研究为Weibull分布函数在猕猴桃中短波红外干燥技术的运用提供了技术依据。     

基于Weibull分布函数的超声强化热风干燥紫薯的干燥特性及过程模拟

为探讨直触式超声对热风干燥过程的强化效果,以紫薯为干燥试材,利用超声热风干燥设备,研究不同干燥温度(40、50、60、70℃)及不同超声功率(0、30、60 W)条件下,紫薯片的干燥特性和品质变化规律,并利用Weibull函数对干燥过程进行了动力学模拟。结果表明:随着干燥温度的升高和超声波功率的增加,干燥时间明显缩短,干燥速率显著提高;Weibull分布函数可实现较高的模型精度;尺度参数α范围在92.317~345.764 min之间,且随着干燥温度升高和超声功率增大而减小,形状参数β在0.817~1.032之间,表明超声强化热风干燥紫薯的干燥过程由内部扩散阻力控制;水分扩散系数D_(cal)的范围为1.205×10~(-10)~4.513×10~(-10) m~2/s,其值随干燥温度和超声功率的升高而增大;干燥活化能随着超声功率的增加而相应减少;在相同超声功率下,随着干燥温度升高,总酚和总黄酮含量基本呈现先升高后下降的趋势;在较低干燥温度条件下,增大超声功率有利于提高总酚和总黄酮含量,但在较高温度条件下,增大超声功率则不利于总酚和总黄酮成分的保持。将超声技术用于热风干燥过程的强化可有效提高干燥速率和干燥品质。     

菊芋微波真空干燥过程的水分扩散特性及模型拟合

为了探究菊芋微波真空干燥过程中水分变化规律,本文考察了不同微波强度对菊芋干燥特性的影响。采用Weibull分布函数和Dincer模型对干燥曲线进行拟合,并结合尺度参数(α)、形状参数(β)、滞后因子(G)、干燥系数(S)等分析了干燥过程的传热、传质机制。结果表明:除1.28 W/g外,菊芋整个干燥过程分为升速、恒速和降速3个阶段,且微波强度越大,最大干燥速率愈高,升速阶段历时越短。β介于1.314～2.175之间,表明干燥过程并非完全由内部扩散主导。G为1.043～1.188,且随微波强度增大而减小。毕渥数(Bi)介于0.179～5.762之间,说明干燥过程物料温度变化由内部导热和边界对流换热共同控制。基于Weibull分布函数、Dincer模型和Fick第二定律得到的水分扩散系数分别为D_cal=5.922×10?8～2.717×10?7 m2/s、D_eff=7.570×10?7～1.799×10?5 m2/s、D*_eff =2.353×10?9～7.546×10?9 m2/s;同样微波强度下,其大小依次为:D_eff>D_cal>D*_eff。2.32 W/g下,干燥样品亮度(L*值)最大,为69.05。微波强度愈大,样品色泽参数a*和b*值越小。SEM图片显示:适宜的微波强度下,干燥菊芋细胞结构规则,部分区域含有孔洞;1.28 W/g样品的细胞皱缩明显,而高微波强度下(2.70和3.04 W/g)干燥样品部分组织结构坍塌,细胞内物质外泄。     

基于Weibull函数的超声渗透罗非鱼片真空微波干燥模拟

为建立罗非鱼片干燥过程动力学模型,以超声波辅助渗透处理后的罗非鱼片为研究对象,利用真空微波干燥设备,探讨不同厚度(5、7、9 mm)、微波功率(264、330、396 W)以及真空度(0.05、0.06、0.07 MPa)对罗非鱼片干燥过程的影响,采用3种经典薄层干燥模型和Weibull函数对其干燥曲线进行非线性拟合分析。结果表明:干燥时间对干燥条件的依赖性很大,随着鱼片厚度(T)、微波功率(W)和真空度(V)的改变而变化;Weibull模型拟合优度较好;基于Weibull函数计算求得估算有效水分扩散系数(D_cal)在1.187 7×10^-6～2.052 1×10^-6 m²/s范围内随着微波功率(W)与真空度(V)的增加而增大;几何参数R_g与厚度(T)、微波功率(W)及真空度(V)呈负相关;在实验范围内根据Arrhenius方程计算出干燥活化能为0.92 W/g,干燥较易实现。该研究可为真空微波干燥罗非鱼片工艺条件的完善和Weibull函数在罗非鱼片真空微波干燥技术的运用提供参...     

基于Weibull分布函数的双孢菇热泵干燥特性研究

为提升双孢菇干制品品质,采用热泵式冷风干燥对双孢菇进行脱水处理,以双孢菇热风干燥和冷冻干燥为参照实验,对不同热泵式冷风干燥条件下(进口风速、干燥温度)双孢菇的干燥耗时、干燥能耗、产品硬度以及产品白度进行研究;利用Weibull分布函数对双孢菇热泵式冷风干燥过程中的水分扩散机制进行分析;基于干燥效率指标和产品品质指标,采用加权综合评分法对双孢菇热泵式冷风干燥过程进行评价。实验表明:加快进口风速干燥耗时最小值比最大值降低9.09%,提升干燥温度干燥耗时最小值比最大值降低27.27%;干燥温度对双孢菇热泵式冷风干燥能耗、产品硬度和产品白度影响更为显著(p<0.05);Weibull分布函数能够准确描述(R²>0.99)双孢菇热泵式冷风干燥过程,不同干燥条件下双孢菇冷风干燥的形状参数均小于1,整个干燥主要受内部水分扩散控制;相对于冷冻干燥,双孢菇热泵式冷风干燥耗时及能耗分别降低了50%和26.35%;而相对于热风干燥,冷风干燥技术将双孢菇干制品的产品硬度降低13.44%,同时干制品产品白度提升了59.92%;实验操作条件范围,双孢菇冷风干燥最佳干燥条件为25 ℃干燥温度和2 m/s进口风速。结论:热泵式冷风干燥技术能够提升双孢菇干制品品质同时降低干燥耗时和能耗。     

基于Weibull分布函数的浆板热风干燥特性

以未漂硫酸盐针叶木浆为干燥对象,研究了热风温度和风速对浆板干燥特性的影响。利用Weibull分布函数对浆板的干燥特性曲线进行了模拟,并建立热风温度、风速与模型中参数(尺度参数α、形状参数β)的定量关系。结果表明,Weibull分布函数可以很好地模拟浆板的热风干燥过程;模型的尺度参数α与热风温度和风速有关,并且随热风温度和风速的升高而降低;模型的形状参数β与热风风速有关,随热风风速的升高而降低;浆板热风干燥过程的估算水分扩散系数在2. 116×10-7～3. 251×10-7m2/s之间,干燥活化能为14. 8 kJ/mol。     

基于Weibull分布函数的杏鲍菇干燥过程模拟及理化性质分析

研究了不同温度(40,50,60℃)、不同切片厚度(4、7、10 mm)对杏鲍菇热泵干燥动力学、体积收缩率、复水动力学、干制品色泽和氨基酸含量的影响。结果表明,Weibull分布函数能很好模拟杏鲍菇的热泵干燥过程,尺度参数α随温度升高而减小,随切片厚度增加而增大,形状参数β均小于1。干燥初期,体积收缩率与水分含量的降低呈线性关系,水分含量降低到60%时,体积收缩至原体积的70%且变化不再明显。Page模型能很好模拟杏鲍菇的复水动力学。干燥温度50℃、切片厚度4、7 mm条件下的干制品色泽较好,较长的干燥时间和高温会使杏鲍菇色泽变差。低温条件下能够保留较高的氨基酸含量。研究结果可为热泵干燥技术在杏鲍菇干燥工业生产中的应用提供借鉴。     

白萝卜间歇微波热风耦合干燥过程干燥特性分析

对比不同的间歇微波功率与热风耦合干燥及间歇微波干燥对白萝卜干燥特性（水分比、有效扩散系数和活化能）、中心与表面温度和颜色的影响。结果表明,有效扩散系数随水分含量的下降先缓慢上升后快速上升,活化能随水分含量的降低先缓慢升高后快速升高,Logistic模型能很好地反映活化能和水分之间的关系,并且单独进行间歇微波干燥的样品的活化能较高。干燥条件设定为间歇比5 s/20 s,热风温度30 ℃的样品其在干燥过程中物料中心温度最低,中心温度与物料表面温度相差最少,且干燥产品颜色最好。     

微波烫漂预处理下百合热风干燥特性及动力学模拟

以兰州鲜百合为研究对象,将微波烫漂技术应用到百合热风干燥加工中。研究不同微波烫漂时间、微波功率和热风温度对百合干燥特性的影响,并利用Weibull分布函数对其干燥动力学曲线进行拟合、分析。结果表明：Weibull函数能够较好地拟合在不同试验条件下百合的干燥过程,百合干燥是典型的降速干燥;模型的尺度参数α与微波时间、微波功率及热风温度均相关,并且随着微波烫漂时间的增长、微波功率增大及热风温度的升高而减小;模型的形状参数β与微波时间和微波功率有关,但热风温度对β的影响较小。计算求出干燥过程中水分有效扩散系数D_eff值在3.374~5.563×10^-9 m²·min^-1之间,当微波烫漂时间越长、微波功率越大及热风温度越高时,其值越大。通过阿伦尼乌斯公式计算得到百合的干燥活化能E_a为23.68 kJ/（mol·K）。本研究可为百合微波烫漂-热风干燥加工提供参考。     

基于威布尔分布函数的金银花气调干燥实验研究

以金银花为研究对象,进行充入氮气调节氧气体积分数的气调干燥实验研究。结果表明：提高干燥温度可显著缩短干燥时间,降低氧气体积分数可略微缩短干燥时间;采用威布尔分布函数拟合干燥曲线,决定系数R2、平均误差MBE及均方根误差RMSE的区间分别为0.992 5～0.999 6、0.001 3～0.007 4及0.003 8～0.017 5,其尺度参数随温度的升高而显著降低,随氧气体积分数的升高而略微增大,而形状参数稍大于1;水分扩散系数随温度的提高及氧气体积分数的降低而增大,绿原酸含量随着氧气体积分数及干燥温度的下降而升高。因此,威布尔函数能很好地描述金银花气调干燥的水分比动力学,气调干燥可有效提高金银花的产品品质。     

玛咖切片的微波真空干燥特性及品质特征

为缩短玛咖切片干燥时间,提升干制品品质,实验采用微波真空干燥技术对玛咖切片进行脱水处理,研究了其在不同干燥条件下的干燥及品质特征;通过逐步回归分析构建了干制品品质与干燥条件之间的数学模型;利用加权综合评价对不同条件下玛咖微波真空干燥过程进行对比研究。结果表明:微波密度对干燥速率及产品品质的影响更为显著(p0.05);Weibull分布函数能够高精度描述(R~20.99)玛咖切片微波真空干燥过程中水分比随时间的变化规律;玛咖切片微波真空干燥有效水分扩散系数在2.98×10~(-12)～5.08×10~(-12)m~2/s之间,且有效水分扩散系数受微波密度影响更明显;逐步回归分析能够准确构建(R~20.99)玛咖切片干制品品质与干燥条件之间的数学模型;当微波密度和干燥压强分别为1.5 W/g和300 Pa时,玛咖微波真空干燥过程综合评分值最高,该条件最适合应用于玛咖切片微波真空干燥。     

不同干燥方式下海马干燥特性及其数学模型

采用热风干燥、真空干燥和冷风干燥对海马进行干燥,比较不同干燥工艺下海马的干燥特性、水分有效扩散系数以及活化能的区别,并建立海马的干燥动力学模型。获得了50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃、90 ℃及100 ℃条件下海马热风干燥特性曲线,50 ℃、60 ℃、70 ℃、80 ℃及90 ℃条件下海马真空干燥特性曲线,20 ℃、30 ℃及40 ℃条件下海马冷风干燥特性曲线。以R2、χ2和RMSE为评价指标,选用13种典型干燥模型对海马的干燥曲线进行拟合,结果表明Page模型和Midilli模型最适合描述海马热风干燥过程;Page模型和Weibull模型可以准确描述海马真空干燥过程;Page模型、Logarithmic模型和Weibull模型可以很好的描述海马冷风干燥过程。海马热风干燥、真空干燥及冷风干燥的有效水分扩散系数Deff分别在1.1714×10-10 m2/s~6.7873×10-10 m2/s、4.9252×10-10 m2/s~10.4920×10-10 m2/s和2.3510×10-10 m2/s~4.0174×10-10 m2/s区间内,活化能分别为37.05 kJ/mol、18.75 kJ/mol和20.55 kJ/mol。