胡萝卜真空干燥特性及动力学

探究胡萝卜真空干燥过程中系统压力和温度对胡萝卜干燥特性的影响。结果表明:在同一系统压力下,温度越高,干燥速率越快;在同一干燥温度下,系统压力越小,干燥速率越快。通过应用Fick扩散定律描述胡萝卜的水分迁移规律,在研究的温度范围内其有效水分扩散系数在6.717~18.594×10-10之间变化。根据Arrhenius方程得到胡萝卜厚度为4和6mm的活化能分别为31.46和33.06 k J/mol。通过非线性回归方法将MR与五个薄层干燥模型进行拟合,参照评价指标R2、RMSE及χ2等,对多个模型进行综合分析,其中Midilli and Kucuk模型显示出更好的拟合效果。     

稻谷薄层真空脉动干燥特性及含水率预测模型

为探究稻谷的真空脉动干燥特性,提升干燥品质,本文研究了不同干燥温度、相对真空度和真空保持时间对稻谷干燥时间和速率的影响;同时根据单因素试验结果进行正交试验确定稻谷真空脉动干燥最佳工艺参数;构建基于最小二乘支持向量机(LS-SVM)的稻谷干燥过程含水率预测模型。结果表明:干燥温度和真空度对稻谷干燥时间、爆腰增率均有显著影响,各因素影响顺序为干燥温度真空度真空保持时间,此时稻谷的最佳干燥工艺为:干燥温度55℃,真空度80 kPa,真空保持时间3 min,干燥过程中有效水分系数为(1.7371～3.1285)×10~(-10) m~2/s,干燥活化能为35.59 kJ/(mol·K)。利用网格搜索和交叉验证的方法进行参数寻优,建立LS-SVM的含水率预测模型精度高,平均预测精度达99.4425%,为稻谷真空脉动干燥应用及含水率在线预测提供理论依据。     

疏解棉秆微波真空干燥特性及动力学模型

疏解棉秆在进行重组材之前,要进行干燥处理。本研究以疏解棉秆为研究对象,探讨了疏解棉秆在不同微波功率密度(8,10,13,20 W/g)和不同相对压力(0,-20,-40,-60,-80 kPa)时的干燥情况,研究了不同的微波功率密度和相对压力对疏解棉秆干燥特性的影响,通过建立动力学模型来预测疏解棉秆微波真空干燥过程中的水分变化。结果表明:当初始含水率大约为100%时,不同的微波强度下,干燥所需时间为9~16 min,明显少于同等条件下热风干燥时间;并且在干燥过程只有升速和降速两个阶段,没有明显恒速阶段;随着微波真空相对压力的降低,干燥速率增大,干燥时间缩短,但相对压力低于-60 kPa后继续降低压力对干燥速率影响不显著。疏解棉秆微波真空干燥的动力学模型满足Page方程,该模型可较好地描述疏解棉秆含水率随干燥时间、微波功率密度的变化关系。本研究可为实现疏解棉秆快速、高效的干燥以及品质保障提供新思路,为相关干燥设备的设计开发提供理论依据。     

熟化甘薯片微波真空干燥特性及其动力学北大核心CSCD

研究熟化甘薯片微波真空干燥过程中微波功率密度(0.6,0.75,1,1.5,3 W/g)和相对压力(0,-20,-40,-60,-80 kPa)对其干燥特性的影响,通过建立动力学模型来预测熟化甘薯片微波真空干燥过程中的水分变化。研究结果表明:在不同微波功率密度下,将初始干基含水率为1.61的熟化甘薯片进行干燥,所需时间为22~95 min,明显少于同等试验条件下的热风干燥;且熟化甘薯片的微波真空干燥过程包含有升速、恒速和降速三个阶段;随着相对压力的降低,干燥速率逐渐增大,但相对压力低于-60 kPa后,再次降低压力对于干燥速率影响不显著。熟化甘薯片的微波真空干燥动力学模型满足Page模型。本研究可为实现熟化甘薯片的高效干燥及品质保证提供新思路,为相关设备的开发提供理论依据。     

熟化甘薯片微波真空干燥特性及其动力学

研究熟化甘薯片微波真空干燥过程中微波功率密度(0.6,0.75,1,1.5,3 W/g)和相对压力(0,-20,-40,-60,-80 kPa)对其干燥特性的影响,通过建立动力学模型来预测熟化甘薯片微波真空干燥过程中的水分变化。研究结果表明:在不同微波功率密度下,将初始干基含水率为1.61的熟化甘薯片进行干燥,所需时间为22～95 min,明显少于同等试验条件下的热风干燥;且熟化甘薯片的微波真空干燥过程包含有升速、恒速和降速三个阶段;随着相对压力的降低,干燥速率逐渐增大,但相对压力低于-60 kPa后,再次降低压力对于干燥速率影响不显著。熟化甘薯片的微波真空干燥动力学模型满足Page模型。本研究可为实现熟化甘薯片的高效干燥及品质保证提供新思路,为相关设备的开发提供理论依据。     

黄粉虫热泵低温干燥特性及干燥数学模型

为了研究生物材料热泵低温干燥特性,以黄粉虫为干燥材料,研究了不同干燥温度、风速和漂烫时间对黄粉虫干燥特性的影响,并选用常用的干燥模型对实验结果进行拟合。结果表明:黄粉虫热泵低温干燥可分为加速干燥段,恒速干燥段和降速干燥段。提高热泵低温干燥的风温、风速以及增加漂烫时间均有利于缩短干燥时间。采用Midilli干燥模型拟合实验数据的平均R2值最大,平均RMSE和SEE值最小,分别为0.99971、0.00559和0.00104,是描述黄粉虫热泵低温干燥的最优模型。     

真空干燥动力学实验平台的设计及测试

真空干燥既能保证干燥后物料品质,又能提高干燥速率,且具有干燥温度低,温差热应力小和适用于热敏性物料干燥等优点。相对于传统热风干燥,作为热敏性作物的稻谷采用真空干燥可以有效降低爆腰率和提高发芽率。为研究稻谷真空干燥动力学特性,设计搭建了可准确控制相对压力、温度并实时测量质量的干燥动力学实验平台。该平台包括真空控制模块、温度控制模块、质量称量模块、实时数据采集与控制模块以及数据处理模块。对实验平台的真空控制、温度控制和质量测量性能进行测试分析,结果表明该平台能够实现相对压力和温度的准确控制并实现干燥数据的实时精确采集。     

真空干燥动力学实验平台的设计及测试北大核心CSCD

真空干燥既能保证干燥后物料品质,又能提高干燥速率,且具有干燥温度低,温差热应力小和适用于热敏性物料干燥等优点。相对于传统热风干燥,作为热敏性作物的稻谷采用真空干燥可以有效降低爆腰率和提高发芽率。为研究稻谷真空干燥动力学特性,设计搭建了可准确控制相对压力、温度并实时测量质量的干燥动力学实验平台。该平台包括真空控制模块、温度控制模块、质量称量模块、实时数据采集与控制模块以及数据处理模块。对实验平台的真空控制、温度控制和质量测量性能进行测试分析,结果表明该平台能够实现相对压力和温度的准确控制并实现干燥数据的实时精确采集。     

胡萝卜热泵干燥特性及动力学模型分析

目的 优化胡萝卜的热泵干燥工艺,并提升胡萝卜干燥后的品质。方法 研究干燥初始温度、干燥温升值和切片厚度对胡萝卜热泵干燥特性的影响,并探讨上述条件与有效水分扩散系数和干燥活化能的关系。确定可以精确预测胡萝卜热泵干燥时含水率变化的干燥动力学模型,进而预测胡萝卜在不同热泵干燥条件下的体积变化规律。结果 干燥速率的变化与初始干燥温度、温升值的变化呈正相关,与切片厚度呈负相关;胡萝卜在热泵干燥过程中表现为降速过程,其中,切片厚度对干燥速率的影响最大,温升值对干燥速率的影响最小;对比分析了4种薄层干燥模型,Page模型能更好地描述胡萝卜的热泵干燥过程和水分迁移规律,模型所得拟合值相对于试验值的平均误差为5.76%;在此次试验范围内,胡萝卜的有效水分扩散系数介于3.0401×10^-10～7.1555×10^-10m²/s之间。该系数随着干燥温度的提高、温升值的增大及切片厚度的减小而呈增加的趋势。通过Arrhenius方程计算得到该试验条件下胡萝卜的干燥活化能为13.374 kJ/mol。结论 Page模型能够更好地预测胡萝卜在热泵干燥过...     

干燥温度对萝卜品质的影响及动力学模型建立

目的采用热风干燥的方式,优选出对萝卜最适的干燥温度。方法通过测定不同干燥温度下萝卜的含水率和干燥速率,绘制热风干燥曲线和失水速率变化曲线,测定复水比、总糖含量和维生素C含量,并观察萝卜的微观结构。结果当萝卜的干燥温度为70℃时,复水比值为2.01,总糖的质量分数为2.21%,维生素C的含量为112.4mg/kg。萝卜热风干燥的动力学模型满足Page方程:M_R=e~(-rt~N),其中r=e~(0.7078-0.0079θ+0.0003θ~2),N=0.7658-0.0057θ+0.0002θ~2。结论当干燥温度为70℃时,能较好地维持萝卜的品质,建立的模型也能描述萝卜干燥过程中的水分变化。     

重载纤维模塑材料热压成型的水分传递过程

目的探究各工艺因素(热压温度、热压压力、初始含水率、定量)对重载纤维模塑材料水分传递过程的影响,揭示重载纤维模塑材料热压成型的水分传递机理。方法采用隔层设计测得纤维模塑板坯不同位置的水分变化;引入t检验与F检验法检验对称位置水分变化曲线的差异。结果热压过程中,水分在重载纤维模塑板坯中对称分布,水分变化可划分为2个阶段,即快速下降段(Q段)和集中汽化段(L段)。水分梯度主要发生在L段,其水分传递依次满足菲克第一定律的稳态扩散和菲克第二定律的非稳态扩散,扩散速率由表及里逐渐减慢。在Q段与L段,提高热压温度、增大热压压力或减小定量均能加快芯层水分下降速率,初始水分含量对水分下降速率无明显影响。结论热压过程中,重载纤维模塑材料由表及里先后完成干燥。降低初始含水率、提高热压温度、增大热压压力或减小定量均能缩短重载纤维模塑材料的干燥时长。     

玉米种子真空冷冻干燥微观实验研究及模型分析

目的 探究真空冷冻干燥技术对玉米种子的影响。方法 基于光学显微镜成像及真空冷冻干燥技术探究各冻干条件(冻结终温、升华干燥温度、解析干燥温度)对玉米种子细胞微观结构的影响。对比分析细胞形态学参数(当量直径、周长、面积、圆度)和含水率的变化规律,建立真空冷冻干燥条件与细胞形态学参数变化率之间关联的数学拟合模型。结果 细胞形态学参数变化率和含水率与冻结终温呈负相关趋势,随升华干燥和解析干燥温度的升高呈现先减少后增大的趋势,且升华干燥温度对玉米种子形态学参数变化率影响最大。在冻结终温为−25 ℃、升华干燥温度为5 ℃、解析干燥温度为40 ℃下,含水率(12.81%)最低。在细胞的当量直径(9.2%)、周长(8.4%)、面积(17.68%)的变化率最小且圆度(1.78%)小于4%时,干燥效果最好。采用二次多项式模型,决定系数R²均接近于1,FSSE和FRMSE均接近0。结论 该数学模型能较好地描述各真空冷冻干燥条件对玉米种子细胞形态学参数的影响,可在一定范围内对玉米米种子真空冷冻干燥后的品质进行控制。     

不同含水率混凝土遭受常温至-190℃间冻融循环作用的抗压强度试验研究

通过不同含水率混凝土的常温至-190℃间冻融循环作用试验,探讨混凝土含水率对其超低温冻融循环作用下的受力性能影响。结果表明,不同含水率混凝土的受力性能存在明显差异。经历超低温冻融循环作用的混凝土抗压强度随其含水率的增大,上下限温度时均逐渐提高。但随冻融循环作用次数的增加,上限温度时总是呈减小态势,而下限温度时则与之完全不同、且与混凝土含水率密切相关。其超低温相对抗压强度增量随混凝土含水率的变化趋势,与未经历冻融循环作用时相同但相比均较大。依据试验与已有的研究结果,给出的经历超低温冻融循环作用的混凝土相对抗压强度增量拟合公式可用于液化天然气储罐类的超低温混凝土结构设计。     

聚醚型热塑性聚氨酯薄膜的真空干燥特性研究北大核心CSCD

采用模压成型工艺将聚醚型热塑性聚氨酯粒料压制成膜,研究了温度对TPU薄膜真空干燥特性的影响,计算了干燥过程中的有效扩散系数和扩散活化能,选取了5种干燥动力学模型进行拟合分析,并考察了不同温度干燥前后TPU薄膜力学性能的变化。结果表明:真空干燥温度越高,干燥速率越快,干燥时间越短,同时,TPU薄膜的干燥过程主要发生在降速阶段。两相扩散方程能够很好的反映TPU薄膜真空干燥过程中的水分比变化规律,计算得出其有效水分扩散系数为2.26×10^(-10)-7.28×10^(-10)m^(2)/s,扩散活化能为37.49 kJ/mol。此外,聚醚型TPU薄膜的断裂伸长率几乎不因吸水和干燥过程发生变化,而60℃以下的真空干燥可使其因吸水而降低的拉伸强度得到明显恢复。     

闭式热泵种子干燥系统热力性能研究

热泵干燥是种子节能干燥的重要方式,研究其干燥过程的热力性能具有重要意义。本文以苜蓿牧草种子为研究对象,基于实际干燥过程脱水速率随时间的变化趋势,分析了不同送风温度条件和不同干燥阶段下闭式热泵干燥系统的热力性能,其中系统功耗与干燥前后含水率变化有关。含水率的变化影响所需送风量的变化,从而改变了风机功率和换热器热负荷,使系统功率增大或减小。脱水速率较快时风量及蒸发器吸收回风热量均较大。干燥后期所需的送风量较小,蒸发器回收热量相应也较少,系统功耗较小。     

核壳型复合乳胶膜干燥速率的研究

采用饥饿态加料的两阶段乳液聚合法,制备了由苯乙烯-丙烯酸丁酯无规共聚物和甲基丙烯酸甲酯-丙烯酸丁酯无规共聚物组成的核壳型复合乳液,测定了该复合乳液成膜过程中水的蒸发速率,根据干燥速率的变化将苯丙核壳型乳液的成膜过程分为3个阶段.此外,考察了不同温度、压力、固含量、乳化剂用量、AAc用量、壳层玻璃化转变温度等因素对乳液的失水量、干燥速率的影响.结果表明,增加温度、降低压力可显著增加乳液的失水量和干燥速率;而改变其它因素仅仅影响失水量但不影响恒速干燥速率.     

韭菜花酱热泵干燥特性及干燥数学模型研究

目的 研究韭菜花酱热泵干燥特性,并建立其干燥动力学模型。方法 以韭菜花酱为实验材料,对其进行热泵干燥处理,研究不同风温、风速、装载量、铺料厚度对韭菜花酱干燥时间和速率的影响,并根据实验数据对干燥模型进行非线性回归。结果 韭菜花酱热泵干燥过程无明显恒速阶段,当风温升高、风速增大时,干燥速率增大,干燥时间缩短,物料的色泽和气味会受到较大影响,干物料品质会降低;增大铺料厚度能显著地降低干燥速率,延长干燥时间。在所有实验工况下,Midilli模型预测的数据和实验数据拟合结果较好。结论 风温、风速、装载量和厚度均会不同程度地影响韭菜花酱热泵干燥过程,Midilli模型是描述韭菜花酱干燥过程中水分变化规律的最优模型。     

小径木白桦锯材干燥特性的研究

对小径木白桦锯材(1 000 mm ×45 mm×30 mm)进行了连续加热和间歇加热干燥试验,分析了小径木白桦锯材在不同加热方式下干燥曲线、含水率及干缩率的变化规律.结果表明:锯材的干燥速率在含水率15%左右明显降低;干燥过程中锯材厚度方向上的含水率梯度呈不对称分布,这种不对称分布在含水率降至20%以下才得到改善;锯材在较高的初含水率时就发生了干缩,干缩速率在含水率为15%左右减少;一元三次回归方程较好地反映了干缩率与含水率的相关关系,复相关系数R2在0.97以上;干缩率可以代替含水率作为控制小径木锯材干燥过程的参数.     

不同加载速率下差异性含水率尾砂胶结充填体力学行为及损伤特性研究

充填体的力学特性是充填配比设计和维护地下采场稳定性的关键指标,而加载速率变化与充填体所处环境（湿度、温度）不同均会对充填力学行为产生影响。本工作对不同含水率（干燥、饱水、自然）充填体开展了变加载速率（0.1 mm/min、0.25 mm/min、0.5 mm/min、1 mm/min、2 mm/min）的单轴抗压强度测试,获得了含水率和加载速率作用下的充填体力学参数和破坏模式,并依据能量守恒定理,研究了不同条件影响下充填体的能量演化规律,建立了基于能量的损伤变量。结果表明：（1）随着加载速率增加,充填体的抗压强度先增加再减小,存在临界加载速率;干燥和饱水对充填体的抗压强度和弹性模量分别具有强化和弱化效应,干燥导致充填体由延性向脆性转变,应力-应变曲线达到峰值应力后快速下降,而饱水虽有利于充填体的延性,但水的弱化作用使其在较小应变下即发生破坏。（2）加载速率由0.1 mm/min增加至2 mm/min,干燥充填体破坏模式由拉剪混合破坏逐渐向以拉伸为主的破坏模式转变,饱水充填体以拉伸破坏为主,而自然充填体整体上表现为拉剪混合破坏。（3）提高加载速率加快了充填体的能量交换,干燥、饱水和自然对...     

响应面法优化西芹热风真空组合干燥工艺

以西芹为原料,通过试验研究了在热风真空组合干燥工艺条件下,中间转换点含水率、热风温度、真空温度和真空度等因素对西芹组合干燥过程的影响;通过响应面法分析了中间转换点含水率、热风温度、真空温度及真空度与西芹复水比、干燥时间之间的关系,建立了西芹热风真空组合干燥的回归数学模型;并对西芹热风真空组合干燥工艺进行了综合优化。结果表明,西芹所需干燥时间随着热风温度和真空温度的增大而减少,随着中间转换点含水率和真空绝对压力的增大而增多;西芹热风真空组合干燥的最优工艺是中间转换点含水率(w.b.)为39%,热风温度为67℃,真空温度为60℃,真空度为20 kPa。