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基于Weibull函数不同干燥方式下的茯苓干燥特性
引用本文:张卫鹏,高振江,肖红伟,郑志安,巨浩羽,谢龙.基于Weibull函数不同干燥方式下的茯苓干燥特性[J].农业工程学报,2015,31(5):317-324.
作者姓名:张卫鹏  高振江  肖红伟  郑志安  巨浩羽  谢龙
作者单位:1. 中国农业大学工学院,北京 100083; 2. 中国农业大学中国农业机械化发展研究中心,北京 100083;,1. 中国农业大学工学院,北京 100083;,1. 中国农业大学工学院,北京 100083;,1. 中国农业大学工学院,北京 100083; 2. 中国农业大学中国农业机械化发展研究中心,北京 100083;,1. 中国农业大学工学院,北京 100083;,1. 中国农业大学工学院,北京 100083;
基金项目:国家自然科学基金(31201436)
摘    要:为缩短干燥时间,克服茯苓块干燥后表面龟裂、易于破碎的缺陷,改善干燥品质;将自然晾晒、普通热风干燥、气体射流冲击干燥、真空脉动干燥4种技术应用于茯苓块的干燥,研究了茯苓的干燥特性;利用Weibull函数对其干燥曲线进行拟合并分析干燥过程,结合尺度参数、形状参数计算茯苓块的水分有效扩散系数、干燥活化能,并与Fick第二定律进行比较;测定了不同干燥条件下的破碎率、浸出物质量分数;并基于能耗、尺度参数、破碎率、浸出物质量分数对3种人工干燥方式进行了综合评价。结果表明:1)茯苓块在4种干燥方式下均表现为降速干燥,但普通热风干燥、真空脉动干燥前期存在升速段;2)Weibull函数能够准确拟合不同干燥方式下的干燥曲线;尺度参数随着温度、风速的增加而减小;形状参数与干燥方式有关,普通热风、真空干燥的形状参数值均大于1,气体射流干燥的形状参数值均小于1;3)基于Weibull函数计算水分有效扩散系数、干燥活化能,可克服Fick第二定律只适用于降速干燥的缺陷;估算的水分扩散系数范围为3.90×10-9~20.40×10-9 m2/s;干燥活化能为29.45~40.09kJ/mol,且不同干燥方式间的活化能存在差异;4)不同干燥方式下茯苓块破碎率存在显著性差异(p0.05);真空脉动与自然晾晒的破碎率均低于5.00%;试验参数范围内,气体射流的温度、风速与破碎率无相关关系,破碎率均值为62.68%;普通热风干燥方式下,破碎率随温度的升高而增大;5)真空脉动干燥方式下浸出物质量分数最高,为4.54%~4.75%;综合评价结果表明茯苓块的干燥宜采用真空脉动干燥技术。该研究探索了不同干燥技术下茯苓块的干燥特性和品质,为选择合适的干燥工艺提供了理论依据。

关 键 词:干燥  模型  温度  茯苓  Weibull函数  评价
收稿时间:2014/12/28 0:00:00
修稿时间:2/3/2015 12:00:00 AM

Drying characteristics of poria cocos with different drying methods based on Weibull distribution
Zhang Weipeng,Gao Zhenjiang,Xiao Hongwei,Zheng Zhian,Ju Haoyu and Xie Long.Drying characteristics of poria cocos with different drying methods based on Weibull distribution[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2015,31(5):317-324.
Authors:Zhang Weipeng  Gao Zhenjiang  Xiao Hongwei  Zheng Zhian  Ju Haoyu and Xie Long
Affiliation:1.College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2.China Research Center for Agricultural Mechanization Development, China Agricultural University, Beijing 100083, China;,1.College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China;,1.College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China;,1.College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; 2.China Research Center for Agricultural Mechanization Development, China Agricultural University, Beijing 100083, China;,1.College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China; and 1.College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100083, China;
Abstract:
Keywords:drying  models  temperature  poria cocos  Weibull function  evaluation
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