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~(-9)~6.0792×10~(-9)m~2/s之间,且有效水分扩散模型为:10~(-10)D_(eff)=0.507T+6.72P_D+10.1v-32。     

番木瓜热风干燥特性分析

探讨不同干燥温度和不同切片厚度条件下番木瓜的热风干燥特性。通过9种数学模型对番木瓜热风干燥试验数据进行拟合,结果表明:同大多数农产品干燥一样,番木瓜热风干燥主要为降速过程。不同干燥温度和物料厚度番木瓜热风干燥的水分有效扩散系数Deff的变化范围分别是1.798 4×10-8~3.323 3×10-8,0.579 3×10-8~2.852 2×10-8 m2/s,由此可以看出番木瓜热风干燥的水分有效扩散系数随着干燥温度和物料厚度的增大而增大;Page模型是番木瓜热风干燥过程的最适模型,平均R2值、SSE值、RMSE值和X2值分别为0.998 1,0.003 3,0.012 4,0.000 2。经回归分析,得到温度、厚度与有效水分扩散系数Deff的关系表达式。研究结果可以为生产实践中预测番木瓜热风干燥的水分变化提供参考。     

基于温度控制的猕猴桃片微波真空干燥特性研究

目的：研究温度控制下猕猴桃片微波真空干燥特性,并确定其最佳数学干燥模型。方法：以猕猴桃片为原料,利用自制的温度自适应微波真空干燥机干燥猕猴桃片,研究不同控制温度、真空度和微波功率密度对其干燥特性和水分有效扩散系数的影响,利用SPSS 19.0软件将试验数据与6个常用的薄层干燥模型进行非线性拟合,以确定系数R²,均方根误差R_MSE及卡方χ²作为评价指标,筛选出最佳干燥模型。结果：温度控制条件下的猕猴桃片的微波真空干燥为降速干燥过程,无明显恒速阶段。在试验范围内,控制温度与真空度对猕猴桃片的干燥特性影响显著,控制温度越高、真空度越大,物料的干燥速率越大;根据费克第二定律计算出猕猴桃于温度控制下微波真空干燥过程中的水分有效扩散系数,且随着控制温度与真空度的增大而增大,其最大值为6.814 97×10^-6 m²/s,平均活化能为70.77 kJ/mol。所选用的6个模型中,Two-term exponential模型具有最大的确定系数R²（0.999 9）,最低的R_MSE（0.002 02）和最小的χ²（0.000 30）,是猕猴桃片温度控制下微波真空干燥的最佳模型。结论：控制温度、真空度对猕猴桃片微波真空干燥特性、干燥速率和水分有效扩散系数具有显著影响。在试验范围内,Two-term exponential模型的拟合度最高,可有效描述猕猴桃片温度自适应下微波真空干燥过程中的水分随时间的变化规律。     

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50~90℃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(R~2)、卡方(χ~2)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~(-11)~16.12×10~(-11)m~2/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。     

黄芪切片热风干燥特性及动力学模型研究

分别研究热风温度(40,50,60℃)、风速(0.4,0.8,1.2m/s)和切片厚度(3,6,9mm)对黄芪切片热风干燥曲线、有效水分扩散系数、复水比和色差的影响,利用Weibull分布函数对试验数据进行拟合,并计算黄芪切片热风干燥活化能。结果表明:黄芪切片热风干燥属于降速干燥过程,热风温度和切片厚度对干燥时间影响较大,干燥过程服从Weibull分布函数(R~2=0.995 1~0.999 2);有效水分扩散系数为0.321×10~(-7)~1.178×10~(-7) m~2/s,热风温度和切片厚度对其影响较大,呈正相关性;干燥活化能为56.49kJ/mol,说明干燥操作较易实现;黄芪切片干制品复水比为2.02~2.43,随热风温度的升高而减小,随切片厚度的增加而增大;色差为1.96~7.01,随热风温度和风速的增加而增大,随切片厚度的增加而减小。     

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。     

南美白对虾中短波红外干燥特性及模型拟合

目的 研究南美白对虾中短波红外干燥(medium-short-wave infrared drying, MSWID)特性及其干燥模型拟合。方法 在不同温度下(50、60、70℃)对南美白对虾进行干燥试验,并以热风干燥(hot air drying, HAD)为对比。采用8种常用干燥模型对试验数据进行非线性回归拟合,确定最佳干燥模型,并对干燥模型进行验证。并进一步分析不同温度下南美白对虾有效水分扩散系数和干燥活化能。结果 南美白对虾MSWID过程中,干燥温度对干燥过程影响显著,提高干燥温度可提高干燥速率,加快干燥进程。比较模型评价指标发现,Two-term exponential模型可以很好的拟合南美白对虾干燥数据,模型预测值和试验值误差仅为2.09%,可较准确的预测干燥过程中南美白对虾的水分变化规律。二阶多项式回归方程可预测水分比随干燥温度和时间的变化。随着干燥温度的升高,MSWID和热风干燥的有效水分扩散系数分别从2.3721×10^-9 m²/s、2.3027×10^-9 m²/s升高到3.402...     

猕猴桃切片流化床干燥特性与干燥动力学模型研究

为了提高猕猴桃切片制干品质、缩短干燥时间,采用流化床干燥技术对其进行干燥,研究温度(55,65,75,85℃)、风速(1.5,2.5,3.5,4.5m/s)和厚度(5,10,15mm)对猕猴桃切片热风干燥曲线、水分有效扩散系数以及干燥活化能的影响。结果表明:猕猴桃切片的整个干燥过程属于降速干燥,水分有效扩散系数为1.29639×10^-9~4.58994×10^-9 m²/s,且随温度、风速的增大而升高,随切片厚度的减少而增大;猕猴桃切片活化能为23.03kJ/mol。对10种常见的干燥动力学模型进行拟合发现,Logarithmic模型效果最佳。     

宝珠梨微波热风耦合干燥工艺优化及动力学模型研究

为研究宝珠梨微波热风耦合干燥特性及品质工艺优化,在不同热风温度、微波功率和热风风速条件下对宝珠梨进行试验,研究不同干燥因素对干燥速率和有效水分扩散系数的影响,并建立适合预测宝珠梨水分比变化规律的干燥动力学模型.以宝珠梨干品色泽、硬度和干燥速率作为品质评价指标,采用正交试验和综合评分法优选微波热风耦合干燥宝珠梨工艺.研究...     

龙眼果肉微波干燥特性及干燥模型研究

探讨不同微波功率密度(P/m)对龙眼果肉干燥过程中水分比MR、失水速率及干燥时间的影响,结果表明龙眼果肉微波干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。采用7种常见食品薄层干燥模型对试验数据进行非线性拟合,通过比较决定系数R2、均方根误差RMSE、卡方χ2,结果表明Midilli模型是表述龙眼果肉微波干燥的最优模型。对不同微波功率密度下的有效扩散系数Deff及活化能Ea进行求解,结果表明有效扩散系数Deff随功率密度的增大而增大,Deff的值介于0.7057×10-9～1.8×10-9m2/s之间,平均活化能为1.266W/g。     

基于控温的莲子微波干燥特性及干燥品质研究

为了探索基于控温下的莲子微波干燥特性及干燥品质,研究不同微波功率、物料表面温度区间对莲子微波干燥特性的影响,对莲子进行了微波控温干燥试验,并将基于控温下的微波干燥莲子与热风干燥莲子在品质上进行了分析。研究结果表明:物料表面温度对莲子干燥影响较大,物料表面温度区间越大,莲子干燥速率越快,干燥时间越短;微波干燥功率对莲子干燥影响较小。采用7种常见的薄层干燥模型对控温微波干燥过程进行拟合,结果表明Midilli模型是最适合描述在莲子微波控温干燥过程中水分变化规律的薄层干燥模型。根据Fick第二定律得出莲子控温微波干燥的有效扩散系数为8.9891×10-10~2.22431×10-9 m2/s;由Arrhenius方程得出莲子微波控温干燥的活化能为79.85 kJ/mol。两种干燥方式干燥的莲子复水率差异不显著(p>0.05);莲子控温微波最短干燥时间低于热风干燥。研究结果可为莲子控温微波联合干燥工艺提供参考。     

怀山药微波冻干过程的水分扩散特性及干燥模型

为探究怀山药干燥过程中的水分扩散特性,以怀山药为原料,使用微波真空冷冻干燥技术进行干燥,同时采用低场核磁共振的横向弛豫时间（T2）反演谱分析怀山药切片在干燥过程中内部水分的变化,并结合有效水分扩散系数、水分含量、干燥速率的变化规律对微波真空冷冻干燥过程中怀山药的内部水分扩散特性进行分析。结果表明：干燥过程中水分由自由度高向自由度低的方向迁移;不同微波功率（1.5～4.4 W）下怀山药干燥过程的有效水分扩散系数变化范围在1.129×10－9～5.439×10－9 m2/s之间,随着微波功率的增大,有效水分扩散系数升高,水分扩散迁移的速度增大,非结合水向结合水方向转化逐渐增多。采用Page、Newton等模型与实验数据进行拟合,结果表明Page拟合度较高,R2大于0.99,可以较好地对怀山药微波真空冷冻干燥过程进行预测和控制。本实验为怀山药干燥过程的水分实时监测及实现精准干燥提供了理论依据。     

蔗渣热风干燥和微波干燥特性比较及评价

为了探讨蔗渣干燥特性,利用功率分别为中火档、中高火档的微波对蔗渣进行微波干燥,同时分别在90℃、100℃的条件下进行热风干燥实验对比,研究了不同干燥方法蔗渣的干燥特性,计算了不同实验条件下的有效水分扩散系数。结果表明：整个干燥过程,微波干燥相对于热风干燥时间缩短了80％以上;热风干燥、微波干燥蔗渣的平均绝干含水量分剐为7．56％、0．98％;在实验条件范围内,微波干燥过程内部水分扩散速度较热风干燥速度要大。     

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。     

Drying Kinetics and Time-Temperature Distribution of Pregelatinized Bread

ABSTRACT: The experimental method of measuring the effective moisture diffusivity of bread, the representative hygroscopic porous material, was investigated. Drying curves and temperature profiles were obtained from cylindrical bread samples (0.3 and 0.6 porosity, and 0.011 and 0.018 m dia) under convective hot air conditions (50 to 90 °C oven temperatures and 1 to 3 m/s air velocity). The normalized drying curves were linear, suggesting that Fick's diffusion equation was applicable in determining the diffusion coefficient, and the effective moisture diffusivities were in the range of reported values. Experimental determination of the temperature dependent diffusion coefficient requires isothermal conditions to exist in the material, but temperature gradients existed throughout drying of the bread samples. Thus, the linearity of normalized drying curves is not a guarantee that the moisture diffusivity is properly determined. The need to develop an apparatus to achieve isothermal conditions during experimental measurement of the effective moisture diffusivity is shown.     

山药热泵干燥特性及数学模型的研究

本文以新鲜山药为原料,研究其热泵干燥特性及数学模型。以干燥温度、切片厚度为因素,研究其对山药热泵干燥特性的影响,并通过SAS8.0软件对实验数据进行拟合得出山药热泵干燥模型,得到了山药热泵干燥的干燥特性曲线和干燥速率曲线。干燥温度越高、切片厚度越薄,山药的干燥速率越快,干燥时间越短。干燥温度对山药热泵干燥的速率有较大影响,而切片厚度对干燥速率的影响较小;山药热泵干燥符合Page模型,模型拟合效果很好,经验证,模型预测值与实验值比较吻合,能正确反应山药干燥规律,该模型可以用来描述山药热泵干燥过程变化过程。对热泵干燥山药产品的品质进行分析表明,与热风干燥相比,采用热泵干燥方式山药具有较好的复水性,色泽呈乳白色,感官品质良好。     

Moisture Loss Kinetics of Apple During Convective Hot Air and Isothermal Drying

Effective moisture diffusivity of cylindrical apple samples (0.7 and 1.4 cm diameter) was determined under convective hot air drying (40, 50, 60, and 70° C and 1.5 and 3 m/s air velocity). The effective moisture diffusivities obtained were in the range of reported values and were found to be temperature dependent according to the Arrhenius relationship. However, the prediction of moisture loss obtained from Fick's diffusion model failed to follow experimental drying curves. Temperature profiles during convective hot air drying showed temperature gradients. This lack of isothermal conditions may lead to inaccurate predictions of moisture loss. Therefore, a combined microwave-convective hot air apparatus, capable of providing isothermal drying conditions, was used to quantify the drying kinetics. Differences in effective diffusivities determined from convective (9.6–18.5 3 10²¹⁰ m²/s) and isothermal (20.3–37.6 3 10²¹⁰ m²/s) drying experiments were shown. Using effective diffusivities obtained under isothermal conditions, the Fickian model still did not predict moisture loss during isothermal drying. Due to the developing porous structure of apple during drying, it was hypothesized that drying of a hygroscopic porous material is limited by evaporation of water to water vapor. Therefore, an irreversible first-order kinetic model was proposed to predict isothermal drying of apple. Using the rate constant calculated from the slope of the normalized drying curves (0.08–0.17 min²¹), the model predicted accurate moisture loss at each temperature throughout the entire moisture range of 0.06–8.5 g/g dry solid.     

Convective hot air drying of blanched yam slices

In this study, a laboratory convective hot air dryer was used for the thin layer drying of blanched yam slices and experimental moisture ratio was compared with Newton, Logarithmic, Henderson and Pabis, modified Henderson and Pabis, approximation of diffusion, modified page 1, two-term exponential, Verma et al. and Wang and Singh models. Among all the models, the approximation of diffusion model was found to satisfactorily describe the kinetics of air-drying of blanched yam slices. The increase in air temperature significantly reduced the drying time with no constant rate period but drying occurs in falling rate period. The effective diffusivity values varied between 7.62 × 10⁻⁸ to 9.06 × 10⁻⁸ m² s⁻¹ and increased with increase in temperature. An Arrhenius relation with an activation energy value of 8.831 kJ mol⁻¹ showed the effect of temperature on moisture diffusivity.     

山药切片真空干燥特性及模型研究

为了探究山药切片的真空干燥特性,建立干燥模型.在不同干燥温度(40、50、60、70、80 ℃)、真空度(0.03、0.04、0.05、0.06、0.07 MPa)和切片厚度(2、4、6、8、10 mm)条件下进行真空干燥试验,分别利用BP神经网络模型和Weibull分布函数拟合试验数据;并计算有效水分扩散系数、干燥活...     

山楂气体射流冲击干燥特性及干燥模型

研究不同干燥温度、风速、物料盒宽度和喷嘴高度对山楂气体射流冲击干燥特性及有效水分扩散系数的影响,采用7 种数学模型拟合实验数据,得到了用于描述山楂气体射流冲击干燥的最适数学模型。结果表明：山楂的气体射流冲击干燥主要属于降率干燥。干燥温度对山楂的干燥曲线和干燥速率曲线均具有显著影响,而风速、物料盒宽度以及喷嘴高度对山楂的干燥曲线和干燥速率曲线的影响均不显著。山楂的气体射流冲击干燥有效水分扩散系数随着风温和风速的增加而增加,随着物料盒宽度和喷嘴高度的增加而降低,且最高有效水分扩散系数为9.271×10-8 m2/s。在实验范围内最适宜于描述山楂在气体射流冲击干燥过程中含水率变化规律的数学模型是Page和Modified Page模型。