微波冷冻干燥传热传质模型的研究进展

微波冷冻干燥技术是一种快速干燥脱水技术,可应用在一些特定食品上,尤其是海产品、水果和蔬菜等。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量,提高产品质量。文章主要介绍微波冷冻干燥的原理、国内外对其传热传质数学模拟的研究进展及在线检测技术,同时在干燥模拟过程考虑物料的介电特性,分析问题所在,并展望微波冷冻干燥数学模拟的发展方向。     

基于三文鱼介电特性的模拟食品研发

基于三文鱼的介电特性,以乳清蛋白粉为主要原料,研发适用于三文鱼微波巴氏杀菌的模拟食品。采用同轴探针法测定了20～110℃,频率300～2 500 MHz三文鱼的介电特性,分析模拟食品介电特性随乳清蛋白含量的变化,以此匹配三文鱼的介电特性。结果表明,温度一定时,三文鱼的介电常数和介电损耗均随频率的升高而减小;频率一定时,介电常数随温度的升高而减小,介电损耗随温度的升高而增大。乳清蛋白粉含量增加,模拟食品的介电常数和介电损耗均减小。模拟食品配方(质量分数)为10%乳清蛋白粉,1%结冷胶,1%D-核糖,1%L-赖氨酸,0. 3%CaCl_2,86. 7%蒸馏水时,在433、915、2 450 MHz频率下介电特性曲线和三文鱼接近,可以用于三文鱼微波巴氏杀菌温度分布和冷热点位置的确定,为三文鱼微波巴氏杀菌工艺开发提供了理论基础。     

基于微波加热的馒头介电特性的分析与研究

基于一种同轴探头网络分析仪技术和混合方程的途径研究微波加热馒头的介电特性。测量馒头在不同密度下的介电特性值,运用回归分析方法得出介电特性与频率的关系,通过比较馒头介电特性混合方程计算值和测量值,得到Bottcher方程适用于计算馒头的介电常数,Landau and Lifshitz,Looyenga方程用于计算馒头的损耗因子。研究频率范围915~2 450 MHz、含水率范围40.12%~48.50%(w.b.)和温度范围25~100℃下馒头介电特性的变化规律。研究表明:馒头的介电常数随着频率的增加而减小,损耗因子随着频率的增加呈现出先减小后很缓慢增大的趋势;介电常数和损耗因子均随含水率和温度的增加而增加。馒头微波加热的穿透深度随着各影响因素的增加而减小,且在25~100℃温度范围内,915 MHz和2 450 MHz微波加热馒头最大厚度分别不超过12.82 cm和10.62 cm。     

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。     

微波泡沫干燥对树莓果粉介电特性的影响

为探讨微波辅助泡沫干燥条件对树莓果粉介电特性影响的规律,以树莓为原料,采用Box-Behnken设计试验,研究微波功率、风速、物料质量和干燥时间对介电常数和介电损耗因子的影响。用Design Expert软件处理试验数据,研究结果表明,各工艺参数对介电常数和介电损耗因子变化影响显著,所建立的数学模型可以描述树莓果粉介电特性变化规律。研究结果可为控制微波辅助泡沫干燥树莓果粉品质提供理论依据。     

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。      

基于微波介电特性无损测量水果品质的研究

水果从结果到成熟再到腐败的过程中,其风味会不断发生变化,如何甄别品质优越的果品对于果农选种育种、建立优质品牌形象以及消费者获得良好消费体验十分重要。近年来,无损检测技术以其无损性、快速性在果品检测方面占据重要地位。目前常见的无损检测方法有X射线检测、近红外光谱法、高光谱成像技术、太赫兹光谱技术、机器视觉检测技术、声学特征检测、光学特征检测以及介电特性分析法等,而微波介电技术以其无损、快速、精确的优点在评估水果品质方面得到广泛研究。本文综述了基于介电特性测定果品品质的原理、基于介电特性的无损检测方法以及各技术的适用场景、优缺点,分析了无损检测的重要性以及微波介电技术未来的研究方向。     

圆环对撞流干燥的传热传质特性

对对撞流的传热传质过程进行了理论分析,论证了对撞流这一干燥形式强化传热传质原理。设计了同轴对撞流干燥器,进行了对撞流强化传热传质过程的试验验证,总结了对撞流强化传热传质的特点和影响传热传质的因素。     

食用植物油介电特性的研究进展

近年来,我国食用植物油生产和消费量明显增长,对油的品质检测也越来越受关注。目前,介电特性用于食用植物油品质检测越来越受人们的重视。本文分析了食用植物油介电特性机制和介电特性测试原理,综述了目前出现的几种有关食用植物油介电特性的测试方法和测试系统以及与食用油介电特性相关的如频率、温度等因素,介绍了基于食用油介电特性研究方法上的其它食品的介电特性研究。     

食用植物油介电特性的研究进展

近年来,我国食用植物油生产和消费量明显增长,对油的品质检测也越来越受关注。目前,介电特性用于食用植物油品质检测越来越受人们的重视。本文分析了食用植物油介电特性机制和介电特性测试原理,综述了目前出现的几种有关食用植物油介电特性的测试方法和测试系统以及与食用油介电特性相关的如频率、温度等因素,介绍了基于食用油介电特性研究方法上的其它食品的介电特性研究。      

烟叶在叶片复烤机干燥过程中的传热传质研究

烟叶在叶片复烤机内的干燥包含传热和传质两个过程.通过对传热传质过程的分析,建立干燥过程的数学模型,分别总结出烟叶在恒速干燥阶段和降速干燥阶段的能量平衡方程,推导出烟叶温度、水分随热空气的温度以及干燥时间的变化关系,对于优化控制设备的工艺参数、指导烟叶复烤生产、节约能耗有着重要的作用.     

稻谷的微波干燥特性及质热模型

微波干燥时谷物的失水、温度变化过程均可分二个阶段。干燥功率０．２Ｗ／ｇ或０．２Ｗ／ｇ以下，发芽率高，爆腰率低。干燥贮藏后脂肪酸含量比热风的低。建立了谷物微波干燥的水分和热量传递模型，确定了水分扩散系数。     

农产品热风干燥传热传质数值模拟研究进展

干燥是农产品安全贮藏的重要手段。热风干燥具有成本低、效率高、可持续大量干燥等优点,在农产品干燥中应用十分广泛。农产品热风干燥过程包含复杂的传热传质过程,对该过程进行准确预测可为绿色节能提质增效的干燥工艺开发、设备研制等提供重要理论依据。本文综述了农产品热风干燥传热传质过程的三种常用的数值模拟方法,即干燥动力学模型方法、连续介质假设模型方法和孔道网络模型方法。简要回顾这三种方法的发展历程,重点介绍其基本理论及数学模型,阐述其在农产品热风干燥研究中的应用,总结其优缺点,并对其未来发展进行展望。     

烟叶在复烤机干燥过程中的传热传质研究

烟叶在叶片复烤机内的干燥包含传热和传质2个过程。通过对传热传质过程的分析,建立了干燥过程的数学模型,分别总结出烟叶在恒速干燥阶段和降速干燥阶段的能量平衡方程,推导出烟叶温度、水分随热空气的温度以及干燥时间的变化关系,对于优化控制设备的工艺参数、指导烟叶复烤生产、节约能耗有着重要的作用。     

纸页干燥过程计算模型

基于多孔介质传热传质理论，建立了计算纸页抄造过程干燥参数变化规律的模型，以此模型计算了纸板在烘缸表面和自由行走阶段的温度、水分的变化。计算结果表明，自由行走阶段水分的蒸发率大于纸在烘缸表面的蒸发率；在干燥部的中前段，相对水分蒸发率随烘缸数增加呈线性增加。与实测值的比较证明了模型计算结果的准确性，该模型还可用于烘缸数的选择与设计。     

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。     

微波真空冷冻干燥对芒果干制品品质特性的影响

为获得较优的芒果干燥方法,以复水性、感官为评价指标,比较微波真空冷冻干燥、热板真空冷冻干燥和热风干燥3种不同干燥方法对芒果干制品品质的影响。结果表明：真空冷冻干燥法的产品各项指标均优于热风干燥法。微波真空冷冻干燥的产品复水性最好,25℃与100℃最大复水比分别为3.363、3.674;其次为热板真空冷冻干燥,两温度条件下与微波真空冷冻干燥产品复水比相差较小;热风干燥产品复水性最差,分别为2.140、3.028。感官指标中色泽、香气和口味3方面均为：微波真空冷冻干燥＞热板真空冷冻干燥＞热风干燥。     

Heat and Mass Transfer Coefficients in Drying of Starch Based Food Systems

Experiments were conducted to measure the temperature and moisture content of starch and starch-fructose samples during drying. A two-dimensional finite element model was developed. An exhaustive parameter estimation technique was applied in conjunction with the model and drying data to estimate the moisture filtration coefficient k_p and the surface heat and mass transfer coefficients, h_q and h_m. Minimization of the deviation between experimental and simulation data resulted in a k_p value of 0.51*10^?7 kg.m/N.h and 0.52*10^?7 kg.m/N.h for the starch and starch-fructose samples. Corresponding values of h_q were 15.8 W/m²K and 21.2 W/m²K and that of h_m were 1.12*10^?6 m/s and 0.94*10^?6 m/s respectively.     

海参冻干-微波联合干燥技术研究

由于海参离开海水后很快会发生自溶,所以海参一般都是脱水后在市场上流通。传统的海参干制方法耗时太长,而且品质较差;真空冷冻干燥方法可以获得品质优良的海参干制品,但能耗太大。为了缩短冷冻干燥的干燥时间,同时保证海参的干燥质量,将海参真空冷冻干燥至一定含水率,再进行真空微波干燥,并与其他典型干燥方法进行了比较,发现微波-冻干联合干燥方法能有效缩短冻干时间,其产品和常规冻干产品无明显差异。     

基于浸入边界法的流水线烘房非稳态流动传热模拟研究

运用浸入边界流动计算方法结合实验验证,模拟仿真集装箱烘干流水作业中隧道式烘房内的非稳态气体流速场和温度场.在计算中将运动的集装箱体设置为浸没体,烘房内空气近似为不可压流体.模拟计算与实测温度随时间变化趋势基本吻合,计算与实测值相对误差在7％以内,表明所采用的计算方法,对模拟计算隧道式流水作业烘房内的气流与传热非稳态问题是切实可行的.