香菇热泵-真空联合干燥工艺优化

【目的】降低加工成本、保证干制香菇的品质。【方法】在单因素试验基础上运用Box-Behnken Design(BBD)方法设计优化试验,研究热泵温度(A)、真空度(B)和转换点含水率(C)对单位能耗、感官评分、复水比和硬度的影响,推导多项式回归模型,优化联合干燥工艺条件,并与单一热泵干燥,单一真空干燥相比较。【结果】确定了最佳联合干燥工艺:热泵温度49℃,真空度110 Pa,转换点含水率(w)56%。在此条件下实测得单位能耗345.01 kJ·g–1、感官评分8.3、复水比2.72、硬度3.61 N;与预测值相近,相对误差分别为0.19%、3.61%、1.47%和1.66%。联合干燥的单位能耗比真空干燥减少37.69%,但高于热泵干燥;其感官评分和复水比与真空干燥相近,高于热泵干燥;其硬度略大于真空干燥,小于热泵干燥。【结论】热泵干燥和真空干燥相结合,得到能耗低、质量好的干制香菇,解决了热泵干燥品质不佳、真空干燥能耗高等问题,可为香菇的热泵–真空联合干燥提供理论依据。     

不同干燥工艺对恰玛古制干特性的影响

【目的】研究不同干燥工艺对恰玛古干燥持续时间、色泽、感官评价及能耗的影响,为恰玛古较优的干燥工艺提供依据。【方法】根据干燥温度、切片厚度和不同预处理方式3个重要的因素,设计三因素三水平的正交试验。【结果】提高干燥温度、降低切片厚度以及热烫的前期处理,能够明显缩短恰玛古干燥的持续时间;降低温度、氯化钠溶液浸泡的前期预处理能较好地保护原有的色泽;降低温度、降低切片厚度以及氯化钠溶液浸泡的前期预处理之后的感官评分较高;温度越高,单位时间内的能耗越高。【结论】恰玛古热风干燥较优的干燥工艺为:温度55℃,切片厚度3 mm,前期预处理的方式为氯化钠处理。     

基于Weibull分布函数的胡萝卜切片远红外干燥过程模拟及应用

【目的】探讨胡萝卜切片远红外干燥的最优工艺参数,研究不同干燥条件对胡萝卜干制品平均干燥速率、单位能耗和品质指标的影响.【方法】以干燥温度、切片厚度和辐照距离为试验因素进行胡萝卜的远红外干燥特性试验,利用Weibull分布函数对胡萝卜切片的远红外干燥过程进行模拟,比较不同干燥条件下胡萝卜干制品的指标变化.【结果】干燥温度、切片厚度和辐照距离对胡萝卜的干燥特性曲线均有显著的影响;Weibull分布函数拟合的决定系数R~2值均在0.98以上,离差平方和χ~2值均很小;尺度参数α随着干燥温度、切片厚度和辐照高度的增加而呈现减小的趋势,形状参数β大于1;估算有效水分扩散系数D_(cal)在0.435×10~(-7 )～3.080×10~(-7 )m~2/s之间,有效水分扩散系数D_(eff)在1.542×10~(-9 )～5.011×10~(-9 )m~2/s之间,均随着干燥温度、切片厚度和辐照高度的增加而增大;对比不同干燥条件下干制品的总色差值、单位能耗和平均干燥速率,发现远红外干燥技术对总色差值的影响不显著,对单位能耗和平均干燥速率的影响显著.对比热风干燥和远红外干燥方式下干制品的微观结构,发现远红外干燥可以增加物料内部微孔道的数量,提高干燥速率.【结论】Weibull可以较好地描述胡萝卜的远红外干燥过程,远红外干燥技术可以改善胡萝卜干制品的品质,减少单位能耗,缩短干燥时间.     

气体射流冲击干燥苹果片的响应面试验及多目标优化

【目的】探讨气体射流冲击干燥苹果片过程中风温、切片厚度和风速及其交互作用对V_C含量、复水比、单位能耗的影响,建立模型并进行多目标优化,以期得到品质好、能耗低的苹果片干燥工艺参数。【方法】以苹果为原料,选取气流温度、切片厚度和气流速度为因素,以苹果片的V_C含量、复水比和单位能耗为指标进行三因素的Box-Behnken响应面试验,分析影响各指标的主次因素及各因素间的交互作用,建立V_C含量、复水比及单位能耗的二次回归模型。分别用遗传算法、fgoalattain函数法、隶属度综合评价法3种优化方法进行优化,通过比较3种优化方法的结果,得到最佳工艺参数并加以验证。【结果】各因子对V_C含量影响的大小次序依次是气流温度>切片厚度>气流速度,气流温度、气流温度与切片厚度及气流温度与气流速度的交互作用极显著,切片厚度作用显著;各因子对复水比影响的大小次序依次是气流温度>气流速度>切片厚度,气流温度、切片厚度及气流速度的影响极显著,切片厚度与气流速度的交互作用影响显著;各因子对单位能耗影响的大小次序依次是切片厚度>气流温度>气流速度,气流温度、切片厚度及气流温度与气流速度的交互作用影响极显著,气流速度及气流温度与切片厚度的交互作用影响显著。建立的V_C含量、复水比及单位能耗的回归模型具有统计学意义（P<0.05）,可用于对苹果片气体射流冲击干燥指标进行分析和预测;遗传算法优化出苹果片气体射流冲击干燥的最佳工艺参数为：风温63.24℃、切片厚度2.00 mm、风速12.00 m·s ^-1,该条件下苹果片的V_C含量为66.96 μg/100 g,复水比为3.83,单位能耗为26.49 kJ·g ^-1;fgoalattain 函数法优化得到的最佳工艺参数为风温71.62℃,切片厚度2.37 mm,风速11.18 m·s ^-1,其V_C含量为64.90 μg/100 g,复水比为3.41,单位能耗为25.85 kJ·g ^-1;隶属度综合评价法优化得到的最佳工艺参数为风温63.57℃,切片厚度2.00 mm,风速12.00 m·s ^-1,其V_C含量为66.94 μg/100 g,复水比为3.80,单位能耗为26.53 kJ·g ^-1。以适应度值为评价指标,可以得出遗传算法优化的结果最好。 【结论】遗传算法可用于苹果片气体射流冲击干燥工艺中的多目标优化,最佳工艺参数为气流温度63℃,切片厚度2 mm,气流速度12 m·s ^-1,该参数下V_C含量、复水比、单位能耗分别为66.85 μg/100 g,3.78,26.59 kJ·g ^-1,可在苹果片加工中使用。气体射流冲击干燥应用于苹果片干燥具有V_C含量高、复水比高、单位能耗低等优点。     

山楂微波干燥过程中环境相对湿度的影响

采用基于环境相对湿度可控的微波干燥系统,探究相对湿度对山楂微波干燥过程的影响。在物料干燥温度60℃的条件下,研究恒定湿度(相对湿度5%、30%、50%、70%)和阶段变湿[CRP(恒速阶段)、FRP(降速阶段)分别保持相对湿度5%、30%、50%]共10种方案下山楂的干燥特性;利用Weibull函数进行干燥动力学分析并计算有效水分扩散系数(D_(eff));基于复水性、色差、V_C含量和感官品质,评估不同干燥条件下干制品品质。结果表明:恒定湿度条件及阶段变湿条件下,干燥时间均随相对湿度的下降而缩短,其中,相对湿度5%条件下干燥时间比相对湿度70%条件下缩短了51.62%;FRP阶段降湿可显著缩短干燥时间。Weibull函数可很好地拟合山楂干燥过程,D_(eff)随相对湿度的下降而增大,验证了降低相对湿度可增强干燥过程中水分扩散速率,其中FRP阶段降湿对水分有效扩散系数的提升更为明显。恒定相对湿度30%和阶段变湿(恒速阶段相对湿度50%、降速阶段相对湿度30%)条件下干制品色差、V_C含量和感官品质较好。     

响应面结合主成分分析法筛选烤制牛心的工艺参数

【目的】筛选烤制牛心的最佳加工工艺参数.【方法】以‘西门塔尔’杂交牛的心脏为材料,采用响应面试验设计和主成分分析方法,以剪切力、加工损失、咀嚼性和感官评分为品质指标,通过主成分分析得到主成分综合得分Z,以Z为响应值,进行响应面分析,从而筛选烤制牛心的最佳加工工艺参数.【结果】筛选出烤制牛心的最佳加工工艺参数为烤制温度烤制温度184℃,烤制时间34min,厚度1.6cm,在该条件下烤制牛心口感风味较好,感官评分较高.【结论】所优选的工艺参数为工业化生产提供了依据.     

淮山片变温压差干制工艺优化及其特性研究

【目的】优化淮山片变温压差干制工艺,并研究该工艺对淮山片结构和主要功能成分的影响,为利用变温压差干制技术生产高品质淮山干制品提供理论依据。【方法】以复水比、色泽和收缩率为评价指标,结合模糊评判,采用二次回归正交旋转组合试验设计优化淮山片变温压差干制工艺条件,研究膨化温度(X1)、抽空温度(X2)和抽空时间(X3)对淮山片变温压差干制效果的影响规律,以及变温压差干制工艺对淮山片品质的影响。【结果】建立了淮山片综合评分(Y)的回归方程:Y=6.97-0.63X1-1.61X2-1.07X3+0.38X1X2-0.14X1X3+0.044X2X3-0.67X12-0.57X22-0.92X32(R2=0.9396),3个因素对淮山片综合评分均有极显著影响(P<0.01)。淮山片变温压差干制最佳工艺参数为:膨化温度87℃、抽空温度74℃、抽空时间138 min,在此条件下所制备的淮山片复水比为1.82,色泽L为91.32,收缩率为36.12%,综合评分为8.71分,得到的淮山片片形较好,黄酮和尿囊素保存率高。【结论】通过二次回归正交旋转组合设计优化得到的变温压差干制工艺能较好地保持淮山片片形、保留淮山活性成分,可有效应用于淮山片的干制,建立的模型能用于指导实际生产。     

变温干燥工艺对稻谷干燥特性和品质的影响

为提高稻谷干燥品质、降低干燥能耗,在前期稻谷干燥优化工艺参数基础上,探究了薄层热风变温干燥工艺对稻谷干燥特性及干燥品质的影响。分析干燥温度（30～70℃）、变温时刻（20～150min）、变温温度（30～70℃）、变温时长（20～60min）、变温次数（1, 2, 3次）等试验因子对稻谷干燥速率及外观品质（爆腰增率、整精米率）的影响规律;采用四元二次回归正交旋转组合试验方法,以干燥温度、变温时刻、变温温度、变温时长为试验因子,以爆腰增率、整精米率为响应指标,通过建立回归模型和响应面图,分析稻谷变温干燥特性并阐释结果产生的原因。结果表明：干燥温度为40～60℃、变温时刻20～140min、变温温度40～70℃、变温时长10～50min条件下采用循环变温的干燥方式,可获得较好的干燥品质;变温干燥的最优参数组合为初始干燥温度54℃、变温时刻50min、变温温度47.5℃、变温时长20min,干燥后稻谷的爆腰增率12.5%、整精米率79.9%,试验值与预测值之间的相对误差为3.61%,回归模型的预测精准度较高。研究结果可为稻谷收获后干燥技术改进及深入探究其干燥品质变化机理提供数值与理论参考。     

超声波对猕猴桃片的渗糖效果及干燥能耗与品质的影响

【目的】研究不同的超声波工艺参数对猕猴桃片渗糖效果及干燥能耗与特征品质的影响,建立数学回归模型并优化工艺参数,为超声渗糖技术用于生产高品质、低能耗的猕猴桃片提供理论依据。【方法】试验以猕猴桃为原料,选取时间、温度、蔗糖浓度、超声声能密度为因素,以猕猴桃的固形物增加率（solids gain,SG）、水分损失率（water loss,WL）、单位能耗、可滴定酸、含糖量、色差（ΔE）、L*、a*、b*、硬度、黏性、弹性、黏聚性、胶黏性、咀嚼性、回复性、叶绿素保存率、维生素C保存率、可溶性固形物为指标,进行四因素Box-Benhnken响应面试验,利用因子分析筛选出评价猕猴桃片品质的特征指标,建立单位能耗及猕猴桃片特征指标的二次多项式回归方程模型,分析影响各指标的主次因素及因素间的交互作用,优化得出猕猴桃片超声渗糖工艺的最佳参数,并加以验证。【结果】猕猴桃片的品质特征指标分别为回复性、ΔE、含糖量、WL、可滴定酸、维生素C保存率;建立的猕猴桃片单位能耗和品质特征指标的回归模型具有统计学意义（P<0.05）。各因子对含糖量影响的大小依次是蔗糖浓度>时间>温度>声能密度,时间和温度、温度和蔗糖浓度、蔗糖浓度和声能密度的交互作用均为极显著,温度和声能密度的交互作用显著。各因子对WL影响的大小依次是时间>声能密度>蔗糖浓度>温度,时间和温度及时间和声能密度的交互作用显著。各因子对单位能耗影响的大小依次是蔗糖浓度>时间>声能密度>温度,温度和蔗糖浓度的交互作用显著。各因子对回复性影响的大小依次是时间>蔗糖浓度>温度>声能密度,蔗糖浓度和声能密度交互作用显著。各因子对ΔE影响的大小依次是蔗糖浓度>温度=声能密度>时间;各因子对可滴定酸影响的大小依次是时间>声能密度>蔗糖浓度>温度,时间和声能密度交互作用显著;各因子对维生素C保存率影响的大小依次是蔗糖浓度>温度>时间>声能密度。猕猴桃片超声渗糖工艺参数为：时间58 min、超声温度47℃、蔗糖浓度40 °Brix、超声声能密度0.7 W·mL ^-1,在此条件下猕猴桃片的单位能耗为18.15 kJ·g ^-1、回复性为0.172、ΔE为15.51、含糖量为35.03%、WL为27.85%、可滴定酸为1.58%、维生素C保存率为92.23%。 【结论】因子分析法能提取出评价猕猴桃片品质的特征指标。建立的二次多项式回归模型可分别用于分析和预测超声波处理参数对猕猴桃片的渗糖效果及干燥能耗与品质的影响。超声浸糖处理具有渗糖速率快、破坏小等优点,处理后的猕猴桃片单位能耗较低、质地品质较好,超声波处理可用于猕猴桃片的渗糖工艺。     

旁通率对高温除湿干燥节能效果影响的研究

[目的]确定木材除湿干燥各阶段的最佳旁通率,降低除湿比能耗。[方法]以杨木为试验材料,采用GGS-2/1除湿干燥机进行干燥试验,通过测定不同旁通率下的除湿率和除湿比能耗研究旁通率对高温除湿干燥节能效果的影响。[结果]杨木含水率在60%~25%阶段开启除湿机可达到节能效果。随着湿空气相对湿度减小,最小除湿比能耗对应的最佳旁通率增大。在干燥第一阶段,相对湿度为79%时,最佳旁通率为0.3,除湿比能耗达到最小值0.63 kW.h/kg;在干燥第二阶段,相对湿度为71%时,最佳旁通率为1,除湿比能耗达到最小值1.33 kW.h/kg;在干燥第三阶段,相对湿度为60%时,最佳旁通率为1.82,除湿比能耗达到最小值1.82 kW.h/kg。在选用的试验工况下,当旁通率达到最佳时,节能率为34%~58%。[结论]该研究为提高木材干燥效率提供了理论依据。     

响应面法优化热泵干燥绿色葡萄干防褐变工艺

[目的]研究运用响应面法优化热泵干燥绿色葡萄干防褐变工艺.[方法]采用干燥效率高、产品品质好的热泵干燥技术,在单因素实验基础上,选择干燥温度、干燥相对湿度和排潮时间为影响因子,褐变指数BI值为指标,通过响应曲面法设计和分析,得到二次多项式回归方程预测模型,确定清洗后绿色葡萄干热泵干燥的最佳条件.[结果]绿色葡萄干BI值...     

羊火腿风干成熟期间质构特性 和系水力的变化研究

【目的】 通过控制羊火腿风干成熟条件,缩短羊火腿生产周期并检测风干成熟期间的剪切力、质构特性和系水力,为风干羊火腿的工业化生产和品质提高提供理论依据。【方法】 以在实验室自制干腌风干羊火腿的股二头肌为材料,采用梯度调控风干方法,确定在风干成熟过程中最适风干温度、湿度及风速等工艺参数,测定分析羊火腿风干成熟期间剪切力、质构特性、水分和系水力等指标的变化。【结果】 羊火腿风干成熟期间系水力呈下降趋势;剪切力值呈上升趋势(P<0.05);硬度、胶着性、凝聚力、咀嚼性呈上升降趋势(P<0.05)。黏性、弹性、回复性呈下降趋势(P<0.05)。【结论】 羊火腿风干成熟期间火腿质地变得致密,质构变硬,系水力下降,火腿嫩度降低。通过调控羊后腿风干成熟期间的温度、湿度和风速,羊火腿的生产周期缩短至传统工艺的六分之一。     

滚筒复合传热过程烤烟叶丝干燥与收缩特性研究

【目的】研究滚筒复合传热过程烤烟叶丝干燥及收缩特性,为烟叶原料的滚筒干燥工艺优化提供科学参考。【方法】以B2F烤烟上部烟叶为原料,采用滚筒复合传热方式,考察不同筒壁温度下烤烟叶丝的含水率和温度变化特征,以及叶丝颗粒体积收缩特性。【结果】不同筒壁温度下烤烟叶丝的含水率变化均可采用二元Weibull分布模型描述,模型拟合精度在0.9700以上;筒壁温度对恒速干燥脱水阶段和快速升温阶段影响较大,筒壁温度越高,叶丝干燥速率越快,叶丝温度升高也越快;不同筒壁温度下叶丝干燥终点体积收缩率为20%-25%,且收缩率与含水率之间的变化关系近似线性相关。【结论】筒壁温度是影响烤烟叶丝干燥效果的关键因素,应作为烤烟实际干燥加工中的首选调控参数。     

新疆红枣的太阳能干燥工艺研究初探

[目的]摸索新疆红枣的太阳能干燥工艺.[方法]以库车灰枣为试验材料,以烘房、晒架制干为对照(CK),考察9月下旬至10月期间5HT-2农副产品太阳能干燥装置的工作情况,并根据气候条件及原料特征,开展红枣的太阳能干燥工艺研究.[结果]在9～10月该装置集热温度平均为46.6℃,温升为23℃,适宜进行红枣的太阳能干燥;产品色泽、风味品质及洁净度较好;当水分25;时,红枣脱水速率平均为2.39 kg/d,干燥时间为7～10 d,干燥周期较普通晒架法缩短25;,排湿用电为10～20(kw·h)/t,与人工烘房干燥用煤1 000 kg相比,能耗可大幅下降.最后针对性地提出了相关工艺要求.[结论]采用5HT-2农副产品太阳能干燥装置进行红枣太阳能干燥是可行的,集热温度适宜,产品感官、卫生指标较好.     

温度对明星杏干燥动力学及品质影响规律研究

【目的】 明星杏是新疆和田地区主栽制干杏品种,优化热风干燥过程和操作,提高明星杏的制干品质。【方法】 以温度为主要影响因素,通过明星杏的干燥实验及色泽、感官指标综合评价,研究不同干燥条件对明星杏热风干燥动力学及感官品质的影响规律,提出明星杏的优化干燥温度。【结果】 在最常用的三种薄层干燥模型中,Page模型适合用来描述温度对明星杏薄层干燥过程的影响。热风温度对干燥效率(干燥时间)的影响显著。热风温度从40℃增加到70℃时,干燥时间从100 h左右减少到30 h左右。在杏干的制干生产实际中,可适当提高热风温度以缩短干燥时间,但干燥温度越高,品质指标尤其是颜色和硬度指标劣化越严重。为保证制品品质,在干燥过程中应尽量降低干燥温度。【结论】 明星杏干燥的最优温度在干燥温度的上下限范围内存在最优值,实验中最优值为50℃。     

方捆苜蓿热风循环干燥工艺实验研究

针对北方苜蓿(alfalfa)二茬收获量大且与雨季相遇,易出现干燥不及时导致贮藏过程品质变差问题,使用热风循环干燥技术,可克服方捆苜蓿热风干燥过程成本高、效率低、品质下降的技术瓶颈。结合热风循环干燥特性和捡拾打捆工艺,研究苜蓿草捆合理干燥工艺参数。利用5HY-Ⅱ热风实验台配合温湿度传感器检测方捆中各点温湿度状况,研究方捆内温度、水分传递规律。以苜蓿外观品质和单位能耗为评价指标,利用正交实验设计方法,确定高水分苜蓿方草捆干燥工艺参数。结果表明,得到的方捆苜蓿干燥实验特性曲线分为预热阶段、等速干燥阶段、稳定阶段。依据色泽和气味的感官评价为评价指标发现方捆长度和干燥温度与感官评价指标作用显著,且成负相关;依据单位能耗作为评价指标得出方捆长度和密度与单位能耗指标作用显著,且成负相关。使用Neuro shell结合实经济效益进行神经元网络预测分析,得出热风循环干燥工艺最佳参数组合,即:草捆长度285.7 mm,密度238.38 kg/m3,干燥温度60.48℃,风速1.73 m/s,耗能0.203 k J/kg H2O。该预测干燥工艺研究可为人工辅助干燥贮藏苜蓿草捆作指导。     

密集烘烤定色期烟叶类胡萝卜素降解及相关酶活性变化

 【目的】研究密集烘烤定色阶段烤烟类胡萝卜素降解及相关酶活性的变化,为密集烤房烘烤工艺优化和完善提供理论依据。【方法】采用河南农业大学设计的电热式温湿自控密集烤烟箱,按照低温中湿变黄、中湿定色烘烤工艺,对比研究定色期不同升温速度对类胡萝卜素各组分含量变化及相关酶活性的影响。【结果】类胡萝卜素含量随烘烤过程推进逐渐降低,慢速升温烘烤（T1）类胡萝卜素各组分（β-胡萝卜素、叶黄素、新黄质、紫黄质）降解量相对较大,比快速升温烘烤（T2）分别高10 %、2 %、32 %和32 %,但处理间差异不显著（P＞0.05）。烘烤条件对酶活性影响显著,并且脂氧合酶（LOX）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）对烟叶烘烤质量的影响是双向的,定色前期相对较高的酶活性有利于生成更多的香气前体物质。【结论】慢速升温定色能很好地调控各种酶活性的变化,使细胞氧化还原反应达到一种动态平衡,使类胡萝卜素充分降解,又能避免酶促棕色化反应的发生,为进一步改善烟叶品质和优化密集烤房增香工艺提供参考。     

水稻耐热新种质R203的创制与应用

【目的】全球气候变暖导致水稻抽穗开花期受到高温热害的影响日益严重。鉴定抽穗期耐高温水稻种质,创制耐热新种质,为培育实用性耐热水稻新品种,降低高温热害对水稻生产的影响,保障中国乃至世界的粮食安全奠定基础。【方法】以广恢128（七桂早/测64//明恢63）为耐热亲本,通过杂交、复交以及系谱法,选育过程中连续多代筛选抽穗开花期处于高温阶段结实率较高且变异较小的株系,在高世代,利用人工气候室进行抽穗开花期耐热鉴定（处理盆栽于开花当天移入人工气候室,高温处理时间段为每日09:00—15:00,设置恒温38℃,15:01—次日08:59设置恒温28℃,相对湿度均为75%,处理7 d）,结合农艺性状分析方法创制水稻耐热新种质。【结果】创制的新种质R203具有较好的耐热性,在正常条件下和高温条件下都有较高的结实率（常温结实率为94.5%、高温结实率为81.9%、相对结实率为86.7%）,其对三系不育系恢复能力强,综合抗性好,稻米品质优,具有配制实际应用价值的耐热新组合的潜力。在自然高温条件下,以R203为父本、7个三系不育系为母本配制的杂交组合结实率为83.4%—99.4%,耐热性均表现较好。其中,育...