干制温度和切片厚度对山楂切片热风干制动力学的影响

在本研究中,为了探讨热风温度和切片厚度对山楂热风干制动力学的影响,将厚度为2 mm和4 mm的山楂切片置于50⁹0℃的热风干燥箱内进行干制处理,并采用5种常见食品薄层干燥模型对实验数据进行非线性拟合,通过比较评价决定系数（R²）、卡方（χ²）和均方根误差（RMSE）等统计数据确定山楂切片薄层热风干燥过程的最优模型。结果表明:山楂切片薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。Page模型是描述山楂切片薄层热风干燥过程的最优模型。不同干燥条件下有效水分扩散系数Deff和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度和切片厚度的增加而增加,在干制温度范围内有效扩散系数的值在2.69×10^-1116.12×10^-11m²/s之间变化。对于切片厚度为2 mm和4 mm的山楂切片,活化能Ea分别为20.43、26.25 k J/mol。      

百合热风干制动力学的研究

为了探讨热风温度对百合热风干制动力学的影响,分别将百合鳞片和百合切丝置于65～85℃的热风干燥箱内进行干制处理,并采用5种常见食品薄层干燥模型对实验数据进行非线性拟合,通过比较评价决定系数（R²）、卡方（χ²）和均方根误差（RMSE）等统计数据确定百合薄层热风干燥过程的最优模型。结果表明:百合薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。Page模型是描述百合薄层热风干燥过程的最优模型。不同干燥条件下有效水分扩散系数D_eff和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度升高而增加,在干制温度范围内,百合切丝有效扩散系数的值在7.73～14.12×10^-9m²/s之间变化,而百合鳞片有效扩散系数的值在4.12～9.49×10^-9m²/s之间变化。对于百合切丝和百合鳞片,活化能Ea分别为30.37和42.42 k J/mol。百合切丝干制能缩短干制时间,减少能量消耗。      

红枣片热风干燥动力学研究

以新鲜骏枣为原料,研究了不同干制温度条件下枣片的干燥特性。选取了5种常用薄层干燥数学型,并采用非线性回归法进行拟合,从而建立枣片干燥数学模型。结果表明,枣片热风干燥过程中有明显的加速和减速阶段,在40℃~50℃内Page模型的拟合效果较好(决定系数R2≥0.998),枣片水分扩散系数在0.730 3×10-7~1.095 3×10-7范围内。经验证,该模型能很好地描述枣片热风恒温干燥过程水分比的变化规律,红枣片热风干燥Page模型的研究为预判干燥过程中红枣片水分含量和干制时间提供理论依据。     

热风干燥甘薯片的热质传递分析

为探究甘薯片在热风干燥过程中的温度和水分分布,建立数值模型来模拟不同恒定干燥温度(50,60,70,80 ℃)的传热、传质过程。由于物料在热风干燥过程中会发生较为明显的收缩效应,其有效水分扩散系数会发生改变,对模拟的精准度产生影响,因此对比了依赖温度、收缩相关扩散系数两种方式的传热、传质过程。结果表明,基于收缩相关的有效水分扩散系数能准确地描述甘薯片的热风干燥过程,其中依赖收缩的水分比以及温度的模拟值与试验值的决定系数(R2)在 0.976~0.994和0.961~0.981之间。为了分析不同热风温度对甘薯片干燥后质量的影响,从色差、复水率及感官评分方面分析,得出60 ℃为甘薯片热风干燥的最佳温度。模拟试验结果表明,有效水分扩散系数随热风温度的升高而上升,传热、传质系数对甘薯片温度变化以及干燥过程的影响十分显著。所开发的模型可为不同干燥温度下模拟研究其它农作物的干燥过程提供借鉴。     

马铃薯片热风对流干燥模型与特性

为了描述马铃薯片热风对流干燥的特性,在对流热风干燥试验装置中进行了马铃薯片薄层干燥试验,研究了干燥温度对干燥过程的影响,用数学模型关联了试验的水分比与时间,计算了不同温度下的水分有效扩散系数,并拟合了其与干燥温度的关系。结果表明:干燥温度对干燥过程有明显影响;在所用的模型中Logarithmic模型能较好地描述马铃薯片热风对流干燥过程;厚度3 mm的马铃薯片,在风速0.95 m/s时,风温从50℃升高到80℃,水分有效扩散系数从1.73×10~(-9) m~2/s增大到3.33×10~(-9) m~2/s,并符合阿累尼乌斯方程,活化能为20.16 kJ/mol。     

预处理对无核白葡萄热风干燥特性的影响

为研究预处理对无核白葡萄热风干燥特性的影响,用5 g/100 mL碳酸钾和0.6 g/100 mL橄榄油混合液浸泡无核白葡萄,进行不同干燥温度条件下的热风干燥实验。然后对4 种常见的农产品薄层干燥模型进行非线性拟合,并比较评价决定系数（R2）、卡方（χ2）值和标准误差（RMSE）。结果表明：Parabolic模型更加适合描述无核白葡萄热风干燥水分比与干燥时间之间的关系。在干燥温度分别为50、60、70 ℃时,预处理组的干燥时间比对照组的干燥时间分别缩短33.3%、19.2%、15.4%。预处理组的无核白葡萄的有效水分扩散系数分别提高47.4%、32.0%、32.4%;预处理组的平均活化能比对照组降低16.1%。预处理组葡萄干制品的复水率大于对照组。干燥前预处理可以缩短干燥时间、提高物料有效水分扩散系数、降低干燥活化能和保持干制品良好品质。     

猕猴桃片的热风干燥特性

以猕猴桃片为原料,采用热风法对猕猴桃进行薄层干燥试验。通过对不同热风温度的探讨获得了猕猴桃片在热风干燥条件下温度和水分变化的基本规律。结果表明:猕猴桃片热风干燥失水速率前期比后期要快,干燥过程中没有恒速干燥阶段,只存在降速干燥;热风干燥下(温度100℃时)猕猴桃的有效水分扩散系数和干燥活化能分别是10.421×10-8m2/s和26.60 k J/mol;同时建立的猕猴桃片薄层干燥数学模型方程为MR=exp[-(0.097 62-0.002 888 t+0.000 021 23 t2)t(0.201 8-0.054 8 t-0.000 298 9 t2)],模型符合Page方程MR=exp(-ktn),且模型预测值和试验值具有很好的拟合度。     

马铃薯片热风干燥特性及收缩动力学模型

为提高马铃薯片的热风干燥效率及品质,控制其干燥过程中的收缩变形,本文研究了不同热风温度（45、55、65、75 ℃）和切片厚度（3、5、7、9 mm）对马铃薯片热风干燥特性曲线、有效水分扩散系数及活化能等指标的影响。结果表明,干燥室内热风温度越高、马铃薯切片厚度越小时,干燥速率越快。在研究范围内,马铃薯片的有效水分扩散系数在5.02×10?10~11.53×10?10 m2/s范围内,其值随热风温度升高或切片厚度减小而增大。此外,研究发现Weibull分布函数能够很好地描述马铃薯片的降速干燥过程和收缩动力学模型。通过Arrhenius方程计算得到马铃薯片的干燥活化能和收缩活化能分别为27.35和46.44 kJ/mol,马铃薯片干燥比收缩消耗活化能少。本研究为马铃薯片在热风干燥加工中水分迁移和体积收缩变化的预测提供了理论依据和技术支撑。     

胡萝卜薄层干燥动力学模型研究

为探索胡萝卜热风干燥过程中水分的变化规律,本研究以胡萝卜为干燥对象,进行薄层干燥特性及模型研究,探讨不同温度、风速及物料厚度条件下胡萝卜水分比与干燥时间的关系,建立动力学模型;以Fick扩散定律为依据,确定胡萝卜一维传热传质的有效水分扩散系数并建立其数学模型。结果表明：胡萝卜薄层干燥动力学模型可用Page方程来描述,并通过回归分析确定方程系数m、k,通过多元线性回归方法得到有效水分扩散系数（Deff）与温度、风速和厚度的表达式,实验得到的Deff值在0.84×10-9～6.69×10-9 m2/s范围内随着干燥温度、风速和物料厚度的升高而增大。     

鲅鱼热风干燥动力学及品质变化研究

研究了腌制鲅鱼在不同热风干燥温度(40℃～60℃)下的干燥动力学以及品质变化。实验结果表明,不同热风温度条件下,鲅鱼干燥均只经历了降速干燥阶段,水分扩散对鲅鱼的干燥速率起到了主导作用,且温度越高,干燥速率越快;在实验温度范围内,鲅鱼干燥的水分有效扩散系数在(1.7162×10~(-10)～3.9276×10~(-10))m~2/s之间,且有效扩散系数随着温度的升高而增大,扩散活化能Ea为37.0446 kJ/mol;通过对比分析6种经验模型的拟合情况,确定Page模型最适合用来描述鲅鱼热风干燥的过程(决定系数R~2均大于0.999,标准偏差s均小于0.3%);通过对鲅鱼品质的测定,发现干燥温度对鲅鱼的硬度、弹性、内聚性、咀嚼性、回复性、挥发性盐基氮(TVB-N)、色泽等7个指标均具有显著影响(p0.05)。     

Experimental characterization and modelling of drying of pear slices

The effect of temperature on the drying kinetics of pear slices was investigated. The drying process was carried out at temperatures of 55, 65, and 75°C. Drying time decreased considerably with increased air temperature. Seven mathematical models available in the literature were tested with the drying patterns. The Wang and Singh, and Midilli et al. models were given the best results in describing drying of pear slices. Effective moisture diffusivity increased with increasing air temperature, and varied from 0.85 to 2.18×10^?10 m²/s over the temperature range investigated, with activation energy equal to 44.78 kJ/mol.     

苹果热风干燥工艺优化和特性分析

为提高苹果片的热风干燥品质,采用超声波和护色剂(0.1％的NaCl、1.0％的蔗糖和0.8％的海藻糖)的预处理方法,并以热风温度、切片厚度和预处理作为试验因素,对苹果片进行热风干燥的正交实验研究并建立了苹果片热风干燥特性的数学模型.结果表明:干燥速率随切片厚度的减少、热风温度的升高而增加,超声波和护色剂都能促进干燥过程...     

南瓜干热风干燥工艺的研究

以南瓜为原料,采用热风干燥方法,在不同的干燥温度（60℃、70℃、80℃）、不同的切片厚度（2mm、4mm、6mm）、不同的热烫时间（30s、45s、60s）条件下,记录南瓜片干燥所需的时间,并探究干燥温度、热烫时间和切片厚度对南瓜干感官质量（包括色泽和硬度）的影响。     

Mathematical Modeling and Experimental Study on Thin-Layer Vacuum Drying of Ginger (Zingiber Officinale R.) Slices

The vacuum-drying characteristics of ginger (Zingiber officinale R.) slices were investigated. Drying experiments were carried out at a constant chamber pressure of 8 kPa, and at four different drying temperatures (40 °C, 50 °C, 60 °C, and 65 °C).The effects of drying temperature on the drying rate and moisture ratio of the ginger samples were evaluated. Efficient model for describing the vacuum-drying process was chosen by fitting five commonly used drying models and a suggested polynomial was fitted to the experimental data. The effective moisture diffusivity and activation energy were calculated using an infinite series solution of Fick’s diffusion equation. The results showed that increasing drying temperature accelerated the vacuum-drying process. All drying experiments had only falling rate period. The goodness of fit tests indicated that the proposed two-term exponential model gave the best fit to experimental results among the five tested drying models. The average effective diffusivity values varied from 1.859 × 10⁻⁸ to 4.777 × 10⁻⁸ m²/s over the temperature range. The temperature dependence of the effective moisture diffusivity for the vacuum drying of the ginger samples was satisfactorily described by an Arrhenius-type relationship with activation energy value of 35.675 kJ/mol within 40–65 °C temperature range.     

哈密瓜切片热风干燥特性及数学模型

目的:提高规模化生产的哈密瓜品质,缩短干燥周期。方法:以不同漂烫时间(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 min)、浸渍液(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%柠檬酸溶液)预处理哈密瓜切片,并分别研究不同热风温度(35,45,55,65,75℃)、热风速度(0.5,1.0,1.5,2.0,2.5 m/s)和切片厚度(2,4,6,8,10 mm)条件下的哈密瓜切片热风干燥特性和水分扩散系数,拟合不同薄层干燥数学模型。结果:0.4%柠檬酸预处理后得到品质最优的干制产品,热风温度和切片厚度对切片干燥影响较为显著,哈密瓜切片无恒速干燥阶段,有效水分扩散系数为1.1348×10^-7~4.9080×10^-7 m²/s,活化能为28.15 kJ/mol。结论:哈密瓜切片的最佳热风干燥工艺为热风温度55℃、热风速度2.0 m/s、切片厚度6 mm,Page模型具有最高的R²值和最小的均方根误差,更适于评估和预测哈密瓜热风干燥的水分去除规律。     

Hot air drying of whole fruit Chinese jujube (Zizyphus jujuba Miller): thin-layer mathematical modelling

Chinese jujube fruits were dried at 50, 60 and 70 °C in an electric heat blast dryer. Verma model was superior to the others for explaining change of moisture ratio in Chinese jujube by comparing thirteen commonly used mathematical models, suggested by the lowest percent error (1.211%). A strong linear dependence between drying rate and drying time was suggested by high values of determination coefficient ( R ² > 0.97). Linear model (effective diffusivity model) was found to be excellent adequacy in describing relationship between effective diffusivity, D _eff, and dry-basis moisture content, M . The effects of drying air temperature on the coefficients of the model were determined by multiple regression method. Lower percent error (3.44%) proved that the effective diffusivity model has higher precision. Our study indicated that it is possible to describe moisture content, drying rate, effective diffusivity, with the models including the effect of drying air temperature on the model constants and coefficients.     

姜片热风干燥模型适用性及色泽变化

为研究姜片的热风干燥特性,以姜片厚度、热风温度、热风风速3 个干燥条件为变量,考察其对姜片干燥特性的影响,将不同干燥条件下姜片的水分比、干燥速率进行比较并建立模型。结果表明：姜片的热风干燥以降速过程为主,而且姜片的水分比MR下降的速率随着热风温度、风速的增加而变快,随姜片厚度的增加而变慢。本实验选用常用的8 个薄层干燥模型进行拟合,经拟合后选择Modified Page模型作为姜片干燥过程的最优模型,解出模型为MR=exp[－（kt）n],其中k=－0.023 85＋0.000 505T＋0.023 38V－0.004 993L,n=1.318 307＋0.003 016 5T－0.204 05V－0.002 859L,式中T为干燥温度（℃）;V为热风风速（m/s）;L为姜片厚度（mm）。此模型的平均R2值是0.997 9、χ2最小值是0.000 4、RMSE最小值是0.012 2。模型求解后,以模型外的实验组数据验证表现出较好的拟合度。姜片的有效水分扩散系数Deff随干燥温度、物料厚度、风速的增加而增加,且其值在1.763×10－8～1.054×10－7 m2/s之间变化,活化能为Ea=35.23 kJ/mol（R2=0.948 0）。此外还对姜片在干燥前后的色差进行了测定和分析。     

Effect of air temperature,slice thickness and pretreatment on drying and rehydration of tomato

The effect of air temperature, pretreatment with alkaline emulsion of ethyl oleate (AEEO) and slice thickness on drying and rehydration characteristics of tomato slices was studied. Drying time decreased with pretreatment, but it increased considerably with the increase in air temperature and slice thickness of tomato. Besides, pretreatment was found to improve the rehydration ratio of tomato slices. The experimental drying curves obtained show only falling rate period. To estimate and select the suitable form of drying curves, five different mathematical models were applied to the experimental data. Among the mathematical models investigated, the Midilli et al. and logarithmic models satisfactorily described the drying characteristics of tomato slices with highest R² and lowest χ² and root mean square error. The effective moisture diffusivity varied from 3.123 to 10.03 × 10^?11 m² s^?1 over the temperature range studied, and the activation energy values varied from 59.6 to 70.2 kJ mol^?1.     

番木瓜片热风微波耦合干燥条件及干燥模型建立

为研究番木瓜片采用热风微波耦合干燥的干燥特性和最优工艺组合,选用自制热风微波耦合干燥系统进行实验,得出热风微波耦合干燥曲线、干燥速率曲线及最优工艺组合,并建立干燥模型。结果表明:番木瓜片热风微波耦合干燥速率经历一个短暂的加速期后较长时间处于降速期;番木瓜片热风微波耦合干燥综合效果最优的组合为:热风温度60℃、微波功率密度5.5 W/g、热风风速0.5 m/s,其中微波功率密度对干燥综合效果的影响起主导作用;番木瓜片热风微波耦合干燥动力学模型可用Page方程描述,即M_R=exp(-0.0011T-0.0069P_D+0.073t(^{0.0015T2-0.1993T+7.9642});番木瓜片热风微波耦合干燥有效水分扩散系数介于2.533×10^-96.0792×10^-9m²/s之间,且有效水分扩散模型为:10^-10D_eff=0.507T+6.72P_D+10.1v-32。      

魔芋薄层变温热风干燥特性实验研究

在风速0.75 m/s、厚度5、6及7 mm条件下,对魔芋进行温度50→70℃和70→50℃的薄层变温热风干燥实验,分析了变温温度（50→70℃和70→50℃）及芋片厚度（5、6和7 mm）对魔芋干燥速率的影响,用9个数学模型对魔芋变温实验数据进行拟合,计算魔芋的有效水分扩散系数,并将魔芋薄层变温干燥与恒温干燥进行对比。结果表明:变温条件相同时,魔芋的干燥时间随着芋片厚度的增加而增加;最适合魔芋薄层变温干燥特性的模型是Two-term模型;魔芋的有效水分扩散系数D_eff随着芋片厚度的增加而增大;在风速及厚度条件相同时,薄层变温干燥的最大干燥速率比恒温干燥的最大速率更高,且由低温后高温（50→70℃）的变温方式效果更好。