枸杞子贮藏中平衡含水率变化规律及等温吸附曲线研究

目的:研究不同初始含水率枸杞子在相对湿度35%~85%,温度分别为5、15、25、35℃条件下吸附平衡含水率变化规律,得到等温吸附曲线模型,通过模型可对枸杞子贮藏中的安全水分起预测作用。方法:采用静态吸附原理,根据目前在食品吸附中运用较多的6种模型对枸杞子实验吸附数据进行模拟分析比较。结果:枸杞子的平衡含水率随水分活度的增加呈上升趋势,其等温吸附曲线属于"J"型,而描述这一吸附特性的最佳数学模型为Halsey模型,并由模型方程计算得到枸杞子的绝对安全水分和相对安全水分。结论:该实验中的Halsey模型可作为枸杞子贮藏中平衡含水率的预测模型,为枸杞子安全水分的控制及科学贮藏提供参考。     

贮藏温湿度对糙米平衡含水率的影响

为解决糙米贮藏过程中含水率随贮藏温湿度变化的问题,应用静态称重法对糙米籽粒进行了不同温度和相对湿度条件下的吸附与解吸平衡含水率试验,分析了温度、相对湿度对糙米平衡含水率的影响规律.利用SAS软件处理试验结果,拟合了Henderson等5种经典模型的参数并评价了拟合效果,确定了最佳拟合模型及其优化参数.结果表明,修正GAB模型及其优化参数组合最适合描述糙米籽粒的吸附和解吸平衡含水率,其相关系数分别为0.998 3和0.9977.     

芹菜平衡含水率的实验研究

在芹菜的加工和贮藏过程中,等温线是其重要性质之一。取相对湿度10%～90%范围,测定20℃、30℃和40℃条件下芹菜的等温解吸和吸湿平衡含水率,绘出等温平衡曲线,对4个模型和平衡含水率曲线进行拟合研究,结果表明,Modified-Hendenson模型对芹菜平衡含水率的拟合效果最好。     

基于吸附等温线及玻璃化转变的夹心海苔贮藏稳定性研究

为了解夹心海苔在贮藏期间水分活度、含水率、玻璃化转变温度与贮藏温度之间的关系,该研究探讨了夹心海苔吸附等温线和玻璃化转变曲线并用数学模型进行拟合,分析夹心海苔绝对安全含水率和临界含水量,并探讨热力学性质。结果表明：GAB模型能较好地反映出夹心海苔水分吸附特性,并得出在20、30、40 ℃条件下夹心海苔的绝对安全含水率分别为5.19%、4.69%、3.72%,作为预测夹心海苔加工及贮藏过程中最佳含水率的依据;同理可得20、30、40 ℃的临界含水量分别为0.98、0.84、0.71 g/g,作为判断贮藏稳定性的依据。当夹心海苔的平衡含水率高于0.08%时,水同物质的结合能较小,易失水。夹心海苔水分吸附过程中等温速率为0.62 K,吉布斯自由能为2.61 kJ/mol,为一种熵驱动的自发的吸热过程。综合分析,随着温度降低夹心海苔安全含水率升高,不易使玻璃化结构发生崩塌,对其加工工艺及干制品贮藏等方面具一定的参考意义,该研究结果可为夹心海苔产业提供科学依据。     

异型盒包材料对卷烟含水率的影响

为研究异型盒包材料对烟支含水率的影响,建立了烟丝、卷烟纸、接装纸、硫酸纸、滤棒及盒包材料的等温吸附曲线,并通过DLP模型方程拟合水活度和含水率的相关性,验证拟合结果。根据质量守恒定律并结合DLP方程拟合结果,构建异型盒包体系内各物料含水率预测方法,开展方法的验证试验。结果表明,(1)利用DLP模型方程拟合烟丝及各烟用材料的等温吸附曲线,拟合结果的决定系数均大于0.999 0,且含水率实测值与预测值平均相对误差均在5%以内,说明方程具有较高的准确性;(2)相对湿度90%环境条件下,密封度良好的异型烟包在15 d内能较好地隔绝外部环境相对湿度的影响;(3)经不同相对湿度平衡后的盒包装入相同烟支,在18 d后体系内水分可达到充分平衡;(4)根据质量守恒定律并结合DLP方程拟合结果所优化的异型盒包体系内各物料含水率的预测方法具有较高的准确性,不同含水率的异型盒包材料对烟丝、滤棒及硫酸纸造成的影响不同,说明控制异型盒包材料含水率在合理范围内,可以使成品烟支含水率满足质量要求。     

贮藏条件下糙米自然加湿调质工艺研究

采用全因素组合试验方法设计试验,应用静力学法研究贮藏环境温度和相对湿度对糙米水分吸附规律的影响。利用SAS软件处理试验数据,建立了贮藏环境温度和相对湿度对糙米水分吸附规律的数学模型,在此模型基础上对库存后的糙米进行了出库增湿试验,以整精米率和碾米能耗为目标进行了碾米试验,并与原始样品和经加湿调质后的样品相比较。结果表明：贮藏过程中的环境温度和相对湿度对糙米吸附含水率的变化影响显著,所建立的数学模型可以描述和预测贮藏仓内糙米含水率的吸附变化规律,通过自然增湿的方式使糙米水分得到还原。     

五种饲料原料水活性等温吸附曲线研究

通过研究5种常用饲料原料(玉米、豆粕、菜粕、鱼粉和麸皮)的水活性等温吸附曲线,评价了5种常用的数学模型对这几种饲料原料水活性等温吸附曲线的拟合效果,发现玉米的水活性等温吸附曲线效果:Chungpfost方程在(25±1)℃和(17±1)℃时拟合最好,直线方程在(11±1)℃条件下拟合效果最好;豆粕的水活性等温吸附曲线:Henderson方程在(25±1)℃和(17±1)℃时拟合效果最好,直线方程在(11±1)℃条件下拟合效果最好;菜粕的水活性等温吸附曲线:Henderson方程拟合各个试验温度条件下的效果均最好;鱼粉的水活性等温吸附曲线:在(25±1)℃条件下Halsey方程拟合效果最好,Chungpfost方程在(17±1)℃条件下拟合效果最好,而Henderson方程在(11±1)℃条件下拟合效果最好;麸皮的水活性等温吸附曲线:Halsey方程在(25±1)℃条件下拟合的效果最好,Chungpfost方程在(17±1)℃、(11±1)℃条件下拟合效果最好。并选择拟合最好的数学模型计算出各种饲料原料的绝对安全水分含量和相对安全水分含量,以期为饲料储存和饲料生产做出指导。     

储藏条件下糙米水分扩散规律研究

为探讨储藏条件下糙米籽粒的水分扩散规律,以环境温度和相对湿度为影响因素,采用全因素组合试验方法设计试验,应用静态称重法对糙米籽粒进行了不同温度和相对湿度条件下的吸附与解吸试验,推导出储藏条件下糙米籽粒的水分扩散系数求解方程,求出不同储藏温湿度以及不同原始含水率条件下糙米籽粒的水分扩散系数,应用SAS软件拟合出关于储藏条件下糙米水分扩散系数的二次回归方程。结果表明:储藏环境温湿度及含水率显著地影响糙米水分扩散规律,研究结果可以为探讨糙米水分分布及传递机理提供理论参考。     

米威化饼干二组分食品的等温吸湿特性及模型表征

在23,30,45℃条件下对饼皮、馅料的等温吸湿规律进行静态称重法研究,同时对试验数据进行常用等温吸湿模型的Matlab软件拟合,得到3个温度下的等温吸湿曲线。结果表明:饼皮、馅料的等温吸湿曲线均为反S型,在一定的水分活度条件下,随着温度的升高平衡含水率先增加后减少。当水分活度介于0.35～0.90时饼皮和馅料最合适的模型分别是Lewicki模型和Peleg模型,根据多组分食品等温吸湿特性模型理论获得了表征米威化饼干等温吸湿特性的组合模型。     

花椒吸附等温线及热力学性质

采用静态称质量法,测定花椒在20、30、40 ℃,水分活度为0.005～0.982条件下的吸湿特性,绘制出花椒的吸附等温线。结果表明,花椒吸附等温线属于Ⅲ型等温线,在同一温度下,花椒的平衡含水率随水分活度的增加而增加。用8 种经典吸附模型对其进行拟合比较,Oswin模型效果最优,其次是GAB模型。Oswin模型的决定系数R2达到了0.999,平均相对误差E值为4.11%～8.13%。根据上述模型得到花椒的相对安全含水率与绝对安全含水率约为0.06 kg/kg与0.045 kg/kg。热力学性质显示,花椒属于毛细管多孔特性;当花椒的含水率超过0.08 kg/kg时,水同物料的结合能及净等量吸附热较低,花椒中的水分较易去除;花椒的平均单位质容量的范围为13～18 mol/J,可以根据平均单位质容量来选择最合理的预处理方法和干燥方法。     

冻干怀山药贮藏条件研究

通过试验获得了冻干怀山药得到在不同温度范围(5℃~35℃)的等温吸湿特性曲,引入了几个典型模型(GAB、BET和Smith模型)来对冻干怀山药的等温吸湿特性进行了模拟,结果表明Smith方程可准确拟合冻干怀山药的水分活度和平衡含水率的关系。使用差示量热扫描仪(DSC)测定了不同含水率条件下怀山药的玻璃化转变温度,Gordon-Taylor方程可较为准确地预测怀山药玻璃化转变温度与含水率的关系。在怀山药的水分活度和玻璃环转变温度构建的状态图指导下,可根据其贮藏温度条件精确选择关键贮藏水分活度和含水率。     

冬瓜干制品吸附等温线与净等量吸附热研究

运用吸附原理,在水分活度为0.109~0.982条件下,研究冬瓜干制品分别在10℃,20℃,30℃,40℃,50℃和60℃时的水分吸附等温线;采用7种模型对实验数据进行拟合,通过对模型的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和残差平方和(RSS)进行比较,确定描述冬瓜干制品吸附等温线的最优模型;通过不同温度下冬瓜干制品吸附等温线数据,确定净等量吸附热.研究结果表明:冬瓜干制品的水分吸附呈Ⅲ型等温线,且在相同的水分活度时,平衡含水率随着温度的升高而下降;Peleg模型为描述冬瓜干制品吸附等温线的最优模型;冬瓜干制品的净等量吸附热随着平衡含水率的增加而降低,在较高含水率(50%左右)时趋近于0.     

应用动态水分吸附法比较不同烟丝解湿过程的差异

为比较不同烟丝解湿过程的差异,应用SPSx动态水分吸附仪分析了不同原料烟丝在干燥解湿过程中含水率变化差异,考察了烟丝质量对含水率变化率和平衡时间的影响;对10种烟丝干燥解湿过程中含水率变化曲线进行了数学拟合,量化比较了不同烟丝间的差异。结果表明:(1)烟丝质量对含水率变化率和平衡时间均有影响,优化确定的SPSx动态水分分析仪适宜的烟丝质量为0.8 g;(2)烟丝在干燥解湿过程中的含水率变化曲线可用非线性指数方程进行拟合;拟合方程解析和推导结果显示,在实验范围内,不同类型烟丝的理论平衡含水率高低顺序为烤烟白肋烟晒黄烟;(3)与烟叶部位相比,烤烟产地对理论平衡含水率的影响更加显著;(4)烟丝失水比例的平均变化速率大小顺序为白肋烟晒黄烟烤烟;相对于产地,烤烟部位对失水比例的平均变化速率影响较显著,下部烟叶比中部和上部烟叶变化快,而中部与上部烟叶差异不显著。     

干制“储良”龙眼吸附等温线与热力学特性研究

为考察干制"储良"龙眼含水率与水分活度、贮藏温度之间的关系,以及探讨净等量吸附热、焓变、熵变和自由能等热力学特性,采用静态称重法,测定干制"储良"龙眼在20、30、40℃和水分活度为0. 113～0. 946条件下的吸附平衡含水率,并绘制其吸附等温线。采用6种常用的农产品吸附模型,对实验结果进行拟合分析。结果表明,干制"储良"龙眼的水分吸附呈Ⅲ型等温线,Halsey模型是描述吸附等温线的最适模型。热力学特性结果表明,净等量吸附热随含水率的升高而降低,当平衡含水率Me大于30%d. b.(干基)时趋近于0;净等量吸附热与焓变相等,其范围为0. 2～467. 69 kJ/mol;熵变随含水率的增加而降低,但温度对其影响不显著;干制"储良"龙眼的水分吸附过程可用焓-熵互补理论解释,此过程是焓驱动过程。研究结果可为"储良"龙眼的加工、包装和安全贮藏提供参考。     

面包吸附等温线的测定及测定方法比较

目的：研究不同方法对测定面包吸附等温线的影响及在25 ℃下面包含水率与水分活度的关系。方法：采用饱和盐溶液法（SSS）、动态水分转移规律分析仪法（DWT）和动态蒸汽吸附法（DVS）测定面包在25 ℃下和0.100～0.902水分活度范围内的水分吸附等温线,采用7种吸附模型拟合结果。结果：面包的吸附等温线属于Ⅱ型曲线。采用SSS法和DWT法测定整个面包吸附等温线的最佳拟合模型分别为Halsey模型和Peleg模型;采用DVS法测定面包瓤和面包皮吸附等温线的最佳拟合模型分别是Halsey模型和Oswin模型。同时,SSS法不限制面包体积和质量,但试验用时较长且高湿度下难以提供稳定湿度环境;DWT法不限制面包体积和质量且能提供稳定的湿度条件;相对于SSS法和DWT法,DVS法尽管可快速得到面包水分吸附等温线的结果,但该方法限制了面包的质量和体积且无法同时进行平行试验。结论：DWT法更适合面包吸附等温线的测定。     

甘蓝型油菜籽水分解吸等温线及热力学性质

为了提高油菜籽储藏期间的稳定性,延长其保质期。采用静态称量法对油菜籽在20、30、40℃温度条件下的解吸特性进行研究,将实验数据用5种常见数学模型进行拟合并对最佳模型进行解析。采用净等量吸附热(q_(st))、扩张压力(Φ)、微分熵(ΔS)、净积分焓(q_(in))、净积分熵(ΔS_(in))以及焓熵互补等特征参数对其热力学性质进行描述。结果表明,油菜籽等温线属于Type Ⅱ类曲线,油菜籽的平衡含水率与水分活度呈正相关,一定水分活度下,平衡含水率与温度呈负相关;描述水分活度与平衡含水率关系最佳模型为GAB模型,不同温度条件下模型决定系数R~2的平均值为0.993 7,卡方x~2的范围为1.396 5×10~(-5)～0.778,残差平方和RSS最低值为4.189 6×10~(-6);较高Φ值能提高干燥速率,储藏过程中,较低Φ值能延长物料保质期;对ΔS_(in)与平衡含水率的关系分析得到最低ΔS_(in)值,在20、30、40℃条件下,籽粒内结合水和单分子层吸附水分子最稳定的平衡含水率分别为5.03%、4.92%以及4.88%。     

糙米贮藏环境的研究

根据谷物的吸附原理,利用静态调整环境湿度法,在不同温度和相对湿度的环境中,试验测定了糙米的平衡含水率曲线,得出糙米贮藏中不变质的最佳安全贮藏环境温度为5～15℃,环境相对湿度为55%～70%。     

冻干海参的吸附等温特性研究

冻干海参由于具有多孔性的特质,在贮藏过程中容易吸湿,从而使自身水分活度升高,引起微生物的生长而变质.对冻干海参的吸附等温特性进行研究,从而为冻干海参的贮藏提供理论和试验依据.通过模拟不同相对湿度的贮藏环境下冻干海参吸湿等温曲线的测定,结合农产品吸附理论的常用模型进行吸附等温曲线的拟合,得出冻干海参的吸湿特性,并找到较为准确的预测模型.     

曲奇饼干等温吸湿规律及模型研究

重点研究了曲奇饼干在水分活度为0.11～0.92,温度分别为25、35、45℃条件下的吸湿平衡含水率变化规律。并根据目前在食品吸湿规律研究中常用的6种模型时3个温度条件下对曲奇饼干的吸湿试验点进行了模拟比较。得到饼干在3种温度下的等温吸湿曲线,并进一步推导出GAB模型为符合该曲奇饼干吸湿规律的数学模型。     

糙米安全贮藏试验研究

为满足糙米的贮藏品质及最佳含水率要求,根据糙米吸附含水率模型,选择恰当的贮藏温湿度,以贮藏品质为指标进行了贮藏试验,以回归评分值来评定糙米的贮藏品质。结果表明:可以通过入库前自然降湿的方式使高含水率的糙米水分降低,糙米入库前自然降湿调质贮藏是可行的,可保证糙米在贮藏过程中的品质稳定。