昭通苹果脆片热风干燥特性及动力学模型研究

为研究苹果脆片的热风干燥特性,以昭通苹果为原料,探究切片厚度、热风温度和装样量三个因素对昭通苹果脆片热风干燥特性的影响,并建立热风干燥动力学模型;通过研究8种不同的苹果脆片护色原理,探寻最佳的苹果脆片护色方法。结果表明:复合护色剂+超声波组合护色效果最好,感官评价分值为88.125分,高于其他护色组别;热风干燥过程中苹果切片厚度、热风温度和装样量均对苹果脆片干燥速率产生较大影响,苹果切片厚度越小,热风温度越高,装样量越少,热风干燥速率越大;苹果片的热风干燥过程分为升速及降速两个干燥阶段,无恒速阶段;采用6种薄层干燥数学模型对苹果脆片的热风干燥过程的实验数据进行拟合和验证发现, Logarithmic模型的拟合度最高,可用于描述与预测苹果脆片热风干燥过程中水分变化规律。     

胭脂萝卜薄层干燥的动力学模型及工艺优化

采用单因素实验研究热风温度、风速和切片厚度对胭脂萝卜干燥特性的影响,探讨了干燥过程中水分随时间的变化规律,建立胭脂萝卜热风薄层干燥的动力学模型;并在以上单因素实验的基础上,采用正交实验优化提取红色素的干燥工艺参数。结果表明:胭脂萝卜薄层干燥速率的影响因素由大到小是切片厚度温度风速;胭脂萝卜热风薄层干燥的动力学模型满足Page方程;提取红色素的最优参数为热风温度60℃、加热风速0.8 m/s、切片厚度6 mm,此时红色素提取量高达3.12%。     

竹笋热风薄层干燥特性及动力学分析

干燥是竹笋加工中最为常见的一种方式,为了解竹笋在热风薄层干燥条件下的干燥特性,本实验以大叶麻竹笋为试验原料,竹笋片干基含水率和干燥速率为试验测试指标,研究了不同干燥温度、风速和笋片厚度等因素对干燥速率的影响,并建立竹笋热风薄层干燥的动力学模型。结果表明:热风薄层干燥温度、风速和笋片厚度均对竹笋的干燥特性影响较大。随着干燥温度和风速的升高,干燥速率增加;随着笋片厚度的增加,干燥速率降低。不同条件下的干燥均可分为加速、恒速和降速干燥3个阶段。竹笋的适宜热风薄层干燥条件为干燥温度80℃、风速2.0 m/s、笋片厚度1.0 cm。竹笋热风薄层干燥的动力学满足Page模型,Page模型适合对竹笋热风薄层干燥过程进行描述和预测。所得研究结果将为竹笋干的热风薄层干燥可控制工业化生产提供参考。     

苹果片气调热泵干燥特性及数学模型

研究苹果片充氮低氧热泵干燥的干燥特性,结果表明：温度、切片厚度对其干燥速率影响较大,风速和氧体积分数对干燥速率影响较小。通过干燥曲线的对数转换及线性拟合,确定苹果片的薄层干燥模型为Page方程。利用逐步回归法,确定由干燥温度、物料厚度、风速及氧体积分数表示的干燥常数k、n的表达式。通过实验值与计算值的比较,可知该模型具有较高的预测精度,能很好地描述苹果片充氮低氧热泵干燥过程。     

白萝卜薄层热风干燥特性及其数学模型

以新鲜白萝卜为原料,研究在不同的热风温度、热风风速和切片厚度条件下,白萝卜的热风干燥特性。通过试验数据拟合,比较7种数学模型在白萝卜热风干燥过程中的适用性。结果表明:白萝卜热风干燥以降速过程为主,无明显的恒速阶段。干燥温度、切片厚度对白萝卜的干燥速率影响较大,风速影响较小。干燥温度越高、切片厚度越薄、风速越快,干燥用时越短。通过比较各模型的相关系数(R~2)、卡方值(χ~2)和均方根误差(RMSE),结果显示Page模型的拟合效果最好,该模型的R~2为0.997 6、χ~2为2.615×10~(-4)、RMSE为0.014 6。且用模型外的试验数据进行验证,也表现出较好的拟合度。白萝卜的有效水分扩散系数(Deff)为7.560×10~(-10)~2.130×10~(-9),随着干燥温度、风速和切片厚度的增加而增大。白萝卜的干燥活化能为26.34kJ/mol。此外,还对白萝卜片干燥前后的色差进行了测定和分析,结果表明:在50~80℃时,随着温度的增加,干燥成品的L~*值逐渐降低,而b~*、a~*以及总色差ΔE~*值呈升高的趋势。     

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;苹果片最佳热风干燥工艺参数为热风温度为60℃,厚度为1.5 mm以及预处理方式为护色剂浸泡预处理;Weibull是模拟苹果片热风干燥特性的最优模型,干燥过程苹果片的有效扩散系数为1.1278×10-8~5.2940×10-8 m2·s-1。此次研究为实际苹果热风干燥提供依据。     

杏鲍菇切片热风干制数学模型的建立

研究杏鲍菇切片在不同干制温度(70、80、90℃)和切片厚度(2、4 mm)下的薄层热风干制特性及干制过程数学模型的建立,分析切片厚度和热风干制温度对干制特性的影响。试验结果表明,杏鲍菇切片热风干制的过程以降速干燥为主。杏鲍菇切片热风干制时的水分转移符合Fick's扩散模型。从R~2、χ~2和RMSE三个统计数据分析,Page方程模型与杏鲍菇切片干制过程拟合度较高。     

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。     

草菇切片热风干制数学模型的建立

草菇的干燥和储存直接影响草菇的品质,通过研究草菇在不同干燥温度和切片厚度下的干燥动力学特点,从而建立干燥过程中的数学模型,为草菇干燥工艺和过程设计提供基础依据。草菇热风干燥温度为70℃、80℃、90℃,切片厚度为2mm、4mm。结果表明,草菇热风干制过程以降速干燥为主。采用五种常见的薄层干制数学模型对草菇切片的热风干制过程进行描述。通过比较决定系数(R~2)、卡方(x~2)和均方根误差(RMSE),发现Page模型是描述草菇切片热风干制过程的最适模型。此模型测得的水分含量预测值与实际的实验值相差无几,可以用来描述草菇干制过程。     

山药微波热风耦合干燥特性及动力学模型

为探索山药微波热风耦合干燥特性,采用微波热风耦合干燥技术研究不同切片厚度、热风温度、热风速率 和微波功率密度对山药干燥特性及水分有效扩散系数的影响,并建立干燥动力学模型。结果表明：山药微波热风耦 合干燥过程按干基含水率的变化主要分为加速和降速两个阶段,无明显恒速阶段;山药的水分有效扩散系数范围 为0.879 1×10－6～8.245 8×10－6 m2/s,其值与切片厚度、热风温度和微波功率密度成正比,并随热风速率的增大先 减小后增大;与热风速率和热风温度相比,切片厚度和微波功率密度对水分有效扩散系数的影响更加显著。通过拟 合9 种常用干燥模型,表明Two-term exponential模型的R2平均值最大,χ2平均值和均方根误差平均值最小,分别为 0.998 0、0.000 2和0.014 7。相同实验条件下Two-term exponential模型的预测值与实验值拟合较好,表明该模型适合 预测山药微波热风耦合干燥过程的水分含量变化规律。本研究结果可为微波热风耦合干燥技术应用于山药及其他农 产品的干燥提供理论依据。     

燕麦马铃薯复合面条热风干燥特性及其数学模型研究

为探讨燕麦马铃薯复合面条热风干燥特性,以燕麦马铃薯粉为原料,制作复合面条,分析在不同温度、风速和面条厚度条件下复合面条的热风干燥特性,并建立相关的数学模型。结果表明:热风温度越高,风速越大,面条厚度越小,干燥时间越短;温度及面条厚度对复合面条的干燥特性影响较大,而风速影响较小,降速阶段为其主要阶段;Midilli模型能很好地表征复合面条的干燥过程,拟合效果较好(R~20.9),试验值和预测值能够较好地吻合,该模型可为复合面条热风干燥过程提供可靠的分析和预测;有效水分扩散系数D_(eff)在10~(-10) m~2/s数量级范围内,且随干燥温度和风速的升高、面条厚度的降低而增大,复合面条干燥活化能Ea为43.15kJ/mol。     

苹果的太阳能干燥工艺优化

采用太阳能与西北干燥空气资源合理结合的方式,对苹果切片进行脱水干燥实验研究,对果片厚度、装载量、风速对苹果的干燥速率和生产能力的影响进行试验,得出最佳工艺参数。结果表明,果片厚度和装载量对干燥速率和生产能力均有显著影响,而风速对干燥速率和生产能力影响不显著。采用切片厚度5mm的苹果片,装载量5kg/m2,风速1.5m/s的太阳能干燥工艺,可以使干燥速率和生产能力的综合效果较好。将500kg的苹果进行太阳能干燥,84h后,得到终水分为15%的干果片44.3kg,成品率为8.8%。与传统热风干燥相比具有明显的节能效果,节能率为69.2%。     

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。     

魔芋热泵干燥特性及数学模型的研究

为解决魔芋干燥过程中褐变问题,采用热泵低温干燥技术结合护色剂处理,对魔芋进行了干燥研究。考察了干燥温度、风速、切片厚度等因素,对魔芋热泵干燥特性的影响,得到了魔芋干燥特性曲线。并通过origin软件对实验数据进行拟合,建立了魔芋热泵干燥数学模型。研究结果表明:温度越高、风速越大、切片厚度越薄,干燥速率快,干燥时间短。干燥温度对魔芋热泵干燥速率影响较大,风速对干燥速率的影响较小,魔芋热泵干燥过程符合Page干燥模型,其R2值最大,平均RMSE和SEE值最小,分别为0.99971、0.00559和0.00104。热泵干燥的魔芋色泽呈乳白色,感官品质良好。     

基于综合加权法优化金桔片热风干燥工艺

为得到综合质量高的金桔热风干燥产品,对热风干燥工艺进行优化。以新鲜成熟的金桔为原料,研究金桔片的厚度、热风干燥温度和干燥风速对金桔片干燥过程和最终品质的影响。在进行正交试验后,基于综合加权法确定金桔热风干燥的最佳工艺参数。结果表明,干燥温度是影响金桔片Vc质量分数的重要因素,金桔片的切片厚度和热风干燥温度对干燥速率、复水比和单位耗能均有显著影响,最终得到金桔片热风干燥最佳工艺为切片厚度2 mm、温度为70℃、风速为0.8km/h。     

柠檬热风干燥特性及数学模型

以新鲜柠檬为原料,研究其热风干燥特性及数学模型。以柠檬片厚度、热风温度、热风风速为因素,分析其对柠檬热风干燥特性的影响,建立柠檬热风干燥的干燥特性曲线、干燥速率曲线,并利用SAS8.0软件对试验数据进行拟合,构建柠檬热风干燥数学模型。结果表明:热风温度、柠檬片厚度对柠檬热风干燥的速率有较大影响,而热风风速对干燥速率的影响较小;柠檬热风干燥符合Page模型。     

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。     

甘蔗皮热风对流干燥特性及数学模型

以甘蔗皮为试材,研究不同甘蔗皮长度、热风温度及热风速度下甘蔗皮的热风对流干燥特性,利用Origin2018软件对实验数据进行数学模型拟合,得到甘蔗皮的热风薄层干燥模型。结果表明:热风温度升高,甘蔗皮干燥速率增大;热风干燥温度超过100℃,甘蔗皮不但成品色泽变暗,而且干燥过程中还散发刺鼻焦糊气味。增大风速,可以缩短甘蔗皮干燥周期;但是,风速超过4 m/s,进一步增大风速对提升甘蔗皮干燥速率不明显。甘蔗皮长度过短、过长都不利于提升甘蔗皮干燥速率,25 cm甘蔗皮干燥速率最大。甘蔗皮热风干燥下(温度为70～120℃)的有效水分扩散系数为(9.221×10~(-9)～2.626 2×10~(-8))m~2/s,活化能E_a=13.58 kJ/mol。对9种不同数学模型进行拟合,发现Page模型具有最高的R~2值和最低的均方根误差RMSE,更适于评估甘蔗皮热风干燥的水分脱除规律。     

苹果片热风薄层干燥过程中颜色变化的动力学模型

为了研究苹果片在热风薄层干燥过程中的颜色变化规律,分别在60、70、80、90、100℃下对苹果片进行热风薄层干燥处理,以亮度值(L*)、红绿值(a*)、黄蓝值(b*)、总色差(ΔE)、饱和度、褐变指数(BI)等为指标描述苹果片的颜色变化,并分别应用零级和一级反应动力学方程进行数学模型的拟合分析。结果表明,热风薄层干燥过程中,苹果片的L*值随着干燥时间的延长而逐渐降低,而a*值、b*值、ΔE、饱和度、BI值则逐渐升高,且反应速率常数k随着干燥温度的升高而呈现出一定的规律性变化。根据拟合决定系数R2的比较结果,零级反应动力学模型能更好的描述和预测苹果片在热风薄层干燥过程中的L*、a*、b*、ΔE值变化,而饱和度和BI值的变化则更符合一级反应动力学模型。该模型可以对苹果片在热风薄层干燥中的颜色变化进行预测,为优化干燥工艺提供参考。     

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。