油菜籽过热蒸汽流化床常压干燥过程的数学模拟

为提高过热蒸汽流化床干燥模型的模拟精度,该文基于过热蒸汽流化床干燥机理,结合“双流体”理论建立了描述过热蒸汽流化床干燥过程的非稳态轴对称二维数学模型。利用有限体积法求解模型,模拟研究了常压下油菜籽的过热蒸汽流化床干燥过程及其干燥动力学特性,模拟结果与试验数据相吻合。研究结果表明,该模型能够很好地描述常压下油菜籽的过热蒸汽流化床干燥过程和物料在干燥过程中的运动状态。     

茄子片热风干燥收缩特性及其修正的湿分扩散动力学模型

为了研究收缩特性对切片果蔬对流干燥过程水分有效扩散系数的影响,以切片茄子作为研究对象,结合密度分析、扫描电镜分析、压汞测试等方法,分析了热风干燥过程切片茄子内孔容积、孔隙结构及体积的收缩变化规律,建立了考虑其收缩特性的水分扩散动力学模型,并分析了干燥收缩行为对切片茄子干燥动力学的影响。研究结果表明,热风干燥过程切片茄子内孔容积随水分比的减小近似呈线性降低趋势,不同热风干燥温度对其降低趋势影响不大;干燥初期切片茄子孔隙以105nm以上的大孔为主,干燥过程孔隙收缩导致105nm以上的大孔孔隙逐渐消失,105nm以下的中小孔隙比例逐渐增加,峰值孔径也从约1.5×105nm减小至4×104nm;Hatamipour及Quadratic收缩方程均能较好地描述切片茄子热风干燥过程中的体积收缩特性;考虑切片茄子体积收缩对干燥传质过程的影响,采用Quadratic收缩方程对基于Fick第二定律的扩散模型修正后,切片茄子干燥过程水分有效扩散系数明显降低,表观活化能由20.69 k J/mol增大至25.76 k J/mol,表明干燥过程中的收缩导致水分扩散内部阻力增大。因此,水分有效扩散系数在不考虑干燥收缩对动力学影响时将被明显高估。该研究结果能为更客观地评价可变形多孔物料的干燥特性、优化其干燥工艺提供参考。     

膨化温度对冬枣变温压差膨化干燥特性的影响

为探索冬枣变温压差膨化干燥过程中水分的变化规律,研究了不同膨化温度对冬枣变温压差膨化干燥特性的影响,并建立了变温压差膨化干燥动力学模型.试验结果表明:变温压差膨化干燥过程分为快速干燥、恒速干燥和减速干燥3个阶段,含水率在50％左右时进入恒速干燥阶段,40％后开始减速干燥过程,干燥过程大部分处于降速阶段;不同膨化温度下的...     

热敏性物质的载体干燥

热力干燥方法被广泛应用在生物制品的脱水过程，但生物制品在高温和高湿的作用下，可能会引起产品品质的严重破坏，为了降低干燥过程对其质量的破坏，采用一种新的干燥技术，即吸湿性的多孔介质作为载体干燥方法。详细地讨论了生物制品多孔载体干燥过程中的干燥动力学、质量降解动力学、及质量保护参数等。在实验室振动流化床干燥器上进行正交实验，提出了影响品质保持的过程参数。试验结果分析表明：采用多孔载体方法干燥，产品的最终品质与常规热力干燥后的品质有了显著的改善。     

发酵柑桔皮渣流化干燥传热传质分析

为了开发高效合理的柑桔皮渣发酵—干燥成套设备,需要进行发酵柑桔皮渣的干燥机理分析、传热传质的研究。该文采用流化干燥方法对发酵柑桔皮渣的干燥进行试验研究,建立了小型的流化床干燥试验台,分析了风速、颗粒粒径、初始含水率等对发酵柑桔皮渣流化干燥过程中传热传质的影响。试验表明：流化床的传热传质性能与流体的物理性质、操作参数、颗粒本身的物理性质以及流化床的特性密切相关。试验结果表明,传热系数沿流化床床高增加而减小,在床高4～6 cm之间,传热系数减小的幅度较大;在风速、颗粒粒径、初始含水率3个影响因素中,风速对传热系数的影响最大,当风速从2.06 m/s增大到2.75 m/s时,床高2～4 cm区域的平均局部传热系数增大了近92%。根据试验结果建立了传热传质数学模型并获得了传热无因次准则方程式,为强化传热传质以提高干燥效果提供了理论依据。     

小麦干燥机理的研究——干燥过程的理论解析

本研究在已取得的小麦薄层干燥特性曲线的基础上,探讨指数模型,分析小麦的干燥机理,建立小麦的平衡含水率,干燥常数的计算公式。按照物料、气流间的水分传递规律,建立并推导了质平衡方程,获得了反映小麦干燥过程的多项无因次及有因次计算公式。     

撒施肥料一维畦灌地表水流与溶质运移模型构建与验证

模拟撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移过程可为采用先进的畦灌液体施肥方式提供对比依据。该文基于湍流理论垂向流速线性与对数分布规律及不可压缩流体力学连续方程,构造沿畦长及任意垂向断面的非均布流速场和溶质浓度场,建立起撒施肥料下的一维畦灌地表水流与溶质运移模型,并利用典型畦灌施肥试验结果,检验该模型的模拟效果。结果表明,建立的模型不仅具有在撒施肥料状况下较好模拟地表水流运动和溶质浓度时间变化过程的能力,还具备较佳的水量和溶质质量守恒性,从而为评价撒施肥料下的畦灌施肥系统性能及与其它施肥方式下的畦灌施肥系统性能对比,提供了实用的数值模拟工具。     

超临界CO2干燥罗非鱼片的传质模型和数值模拟

为了探讨超临界CO2干燥罗非鱼的机理,该文基于微分床的质量守恒定律建立了超临界CO2干燥罗非鱼片的传质数学模型,通过Matlab软件对其干燥过程进行了数值模拟,分析了干燥室内超临界CO2中的溶质质量分数和罗非鱼片中的溶质质量分数随干燥时间和干燥床高度变化的规律,揭示溶质在超临界CO2干燥过程中的传质模式。结果表明:在超临界CO2干燥罗非鱼片的过程中,溶质传质主要以对流扩散为主,而以轴向扩散为辅;数值模拟的结果与试验值拟合良好(R2=0.97),相对偏差的绝对值在10%以内,说明建立的传质数学模型能较好的模拟超临界CO2干燥罗非鱼片的过程。研究结果可为超临界CO2干制罗非鱼片的工业化生产的过程控制提供参考。     

布风板结构影响油菜籽流化床干燥特性试验

为了研究布风板结构对油菜籽流化床干燥特性的影响,探讨了5种布风板对油菜籽流化床干燥的水分比和干燥速率的影响。研究结果表明:5种布风板的油菜籽水分比随干燥时间的变化趋势基本一致,均呈指数下降趋势;与其他4种布风板(12.27%开孔率正三角形布孔、14.10%开孔率正三角形布孔、15.84%开孔率正三角形布孔和15.84%开孔率正三角形不均匀布孔)相比,15.84%开孔率圆形不均匀布孔的布风板增强了热空气的流通性,减少了局部区域的热空气聚集,实现了气粒两相流动的正常流态化,从而使得干燥速率和平均干燥热效率较大,干燥时间较短,平均单位能耗较小,是油菜籽流化床干燥较理想的布风板;通过4种常见薄层干燥模型对不同布风板油菜籽流化床干燥数据进行非线性拟合,比较决定系数R~2、离差平方和χ~2和均方根误差RMSE 3个评价指标,发现Page模型是描述不同布风板油菜籽流化床干燥失水规律的较优模型R2在0.998 8~0.999 7。根据菲克第二定律,对试验数据进行线性回归拟合,结果表明:5种布风板油菜籽流化床干燥的水分有效扩散系数值介于1.013 3×10~(-9)~1.0943×10~(-9)m~2/s之间,平均值为1.053 8×10~(-9) m~2/s,最大相对误差为7.4%。研究结果可为油菜籽流化床干燥布风板的设计、新干燥设备的开发和现有设备性能的改进提供理论依据。     

含有非水相液体(苯)的土壤气相抽提体系传质实验研究

选取砂土作为实验室一维土柱通风实验的研究对象,考察了不同含水量(0%、21.9%、36.6%及51.2%)条件下,苯在气-水-油-固4相共存的土壤气相抽提体系(Soil vapor extraction,SVE)体系中的相间传质过程。并用局部相平衡模型及非平衡动力学模型预测结果与实验结果进行了比较。干燥情况下,局部相平衡模型可以描述通风过程,随着含水量的增加实验结果严重偏离平衡模型。含水量为21.9%、36.6%及51.2%时,非平衡动力学模型与实验结果较为符合。结果表明,土壤含水量影响气-液(Non-aqueousphase liquid,NAPL)间的传质,干燥土壤中相平衡模型可以描述SVE修复过程。随含水量的增加修复进程偏离相平衡模型较严重,此时需要用非平衡动力学模型来描述。     

乙醇浸渍对切片茄子干燥特性和品质的影响

为了提高切片茄子的干制品质、缩短干燥时间,对热风干燥前的切片茄子进行了乙醇浸渍处理。以不同干燥温度(45、55、65℃)、预处理乙醇体积分数(0、5%、15%)和茄子切片厚度(1.0、1.5、2.0 cm)为试验因素,以干燥时间及干燥后产品的干燥速率、色泽、复水比和微观结构为评价指标进行正交试验。试验结果表明:干燥温度、乙醇体积分数和切片厚度对干燥时间均有显著影响(P0.05);综合评价的影响顺序由大到小依次为:切片厚度干燥温度乙醇体积分数;切片茄子的干燥过程属于降速干燥,通过费克第二定律得到切片茄子的水分有效扩散系数在2.74×10-9~7.75×10-9 m2/s;切片厚度对干燥后茄子片的复水比有显著影响(P0.05),复水比随着切片厚度的增加而减少;乙醇体积分数对干燥后茄子片的色泽具有显著影响(P0.05),而且可以改变干燥后茄子的微观结构改善物料外观品质。当乙醇体积分数为15%、干燥温度为65℃、切片厚度为1.0 cm时,干燥时间为225 min,复水比为4.93,明亮度为88.24,既有较快的干燥速率又能够得到比较好的色泽。研究表明适宜体积分数的乙醇浸渍预处理能够提高切片茄子的干燥速率、改善色泽,为高品质切片茄子快速干燥提供了理论依据。     

Polycyclic aromatic hydrocarbons: pollution and source analysis of a black tea

Investigations into the manufacturing process of one kind of black tea revealed that it included five steps: withering, rolling, fermentation, drying, and drying and sorting. A total of 16 polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) were simultaneously measured in fresh leaves, withered leaves, rolled leaves, fermented leaves, crude black tea, and black tea sampled after each manufacturing stage and in the indoor and outdoor air of the drying house. It was observed that the total contents of the 16 PAHs (SigmaPAHs) in the crude black tea and the black tea were obviously higher than those in the tea leaves sampled after each manufacturing step before the drying stage; the air SigmaPAHs in the drying house were about 100 times higher than those outside the drying house. It can be concluded that quantities of PAHs were released into the drying house from the combustion of pine firewood during the drying stage, and then were absorbed by the tea leaves, thus resulting in the high PAH contents in the black tea.     

双频超声协同强化提取黑米黑色素的试验研究

为进一步提高超声辅助提取黑米黑色素的效果,研究探讨了双频超声协同强化提取的方法。通过对pH值、提取时间、提取温度、液料比、乙醇浓度进行单因素试验,考察各因素对黑色素提取效果的影响,利用正交试验,优化其工艺条件。试验结果表明：各因素对黑米黑色素提取的影响大小依次为：pH＞乙醇浓度＞液料比＞温度＞时间。优化后的提取工艺条件为：pH值为2、超声时间为30?min、提取温度为50℃、液料比为30?mL/g、乙醇浓度为70%。在此条件下,得出平均提取率为6.85%。对比浸渍法、加热回流提取法,超声法提取黑米黑色素具有工艺简单、节省提取时间、溶剂用量少、提取效率高、减少黑色素损失的优点。     

自动化加工生产线改善机采绿茶理化品质研究

以茶树机采鲜叶为原料,选配、改装和组建了茶叶加工自动化生产线,并跟踪加工工序中茶坯理化成分的动态变化,以同一原料所制的传统炒青工艺为对照,比较新设备和新工艺对机采卷曲形绿茶色泽和品质成分的影响。结果发现:新的生产线在杀青、二青、做形和提香等关键工序中,集成应用了电磁加热耦合热风、热管余热回收和流化床干燥技术,提高了茶叶的滋味和色泽品质,所制卷曲形绿茶的感官得分比传统炒青绿茶高2分,酚氨比相对较低(P0.05),干茶的色相值、茶汤、叶底的亮度和色相值相对更好(P0.01);相比传统单机加工设备,该生产线可日均生产绿茶1 750 kg,产能提高了37.5%,能耗成本为4.6～4.8元/kg干茶;热效率提高100%,用工成本减少50%。机采卷曲形绿茶自动化生产线扩大了茶叶加工产能,减轻了劳动强度,提高了卷曲形绿茶品质,为实际生产提供了指导。     

适宜干燥方法提高干制枸杞品质

为缩短鲜枸杞的干制时间,获得高品质的干制枸杞,该文通过比较自然晾晒、燃煤烘干房以及太阳能干燥设备对枸杞的干燥效率的差异以及测定并分析3种干燥方式获得干果的主要功能性成分（总糖、总黄酮、多糖、甜菜碱,类胡萝卜素）含量及外观品质和出糖率的差异。试验结果表明,采用太阳能干燥设备干燥枸杞的时间最少约为26 h,功能性成分总质量分数约71.71 g/(100 g),与其他2种干燥方式相比功能性成分损失降低,干枸杞色泽更接近鲜枸杞的色泽,出糖率约为1.53%,低于其他2种干燥方式。太阳能干燥设备对于枸杞干燥具有显著的优势,应用前景广阔。     

热泵干燥槟榔中试工艺参数优化

为了探索新型节能、低碳排放的槟榔干燥技术,应用热泵干燥设备对槟榔进行干燥研究,获得槟榔热泵干燥中试工艺参数。单因素试验分析了煮沸时间对槟榔硬度的影响,干燥温度和装载量对槟榔水分的影响;采用正交试验,通过加权评分值计算方法评价干果品质,优化热泵干燥工艺参数;测定储藏30 d后的干果进行理化和微生物指标;比较热泵干燥、蒸汽干燥和传统干燥槟榔的成本及品质。结果表明,新鲜槟榔经过沸水煮沸15 min,前12 h内干燥温度为50℃、12 h后干燥温度为65℃、装料量为3.5 t、烘房空气相对湿度为25%时,槟榔含水率为16.8%,好果率为96.0%,均匀度为91%,单位质量干果耗电量为0.92(k W·h)/kg,所干燥的槟榔干果综合评分为90.1分,呈橄榄黄或褐色。25℃储藏30 d无霉腐现象,检测结果显示含水率为17.8%,未检测出汞和苯并芘,铅和砷质量分数分别为0.02和0.1 mg/kg,致病菌未检出,大肠菌群数30 cfu/g,霉菌计数为30 cfu/g。经比较,热泵干燥槟榔比蒸汽干燥成本低11%,比传统土炉干燥成本低50%,零排放、无污染、操作智能化。研究结果为槟榔热泵干燥的标准化生产提供技术参考。     

Determination of theaflavins including methylated theaflavins in black tea leaves by solid-phase extraction and HPLC analysis

A quantitative method for four theaflavins and two methylated theaflavin derivatives in black tea leaves was developed by solid-phase extraction and a high-performance liquid chromatographic method with photodiode array detection. The theaflavins in black tea leaves were extracted three times with 40 vol 50% aqueous ethanol (mg dry tea powder/mL) containing 2% ascorbic acid. The ethanol extracts were diluted 4-fold with distilled water. All diluted extracts were directly applied to the solid-phase C18 cartridge column without concentration. The fraction of theaflavins was obtained by 40% ethanol extraction after rinsing with water followed with 15% ethanol extraction. An aliquot of theaflavins after concentration was injected onto an ODS C18 reversed-phase column, and four theaflavins and two methylated theaflavins were sufficiently separated by a linear gradient system using distilled water and acetonitrile with 0.5% acetic acid. This analytical method is sensitive for the determination of a small amount of methylated theaflavins, since various interfering substances produced during the fermentation process were eliminated in advance by solid-phase extraction. Using this analytical method, we also demonstrated that methylated theaflavins were easily produced during the manufacture of black tea.     

Effect of Infrared and Conventional Drying Methods on Physicochemical Characteristics of Stored White Rice

The objective of this study was to investigate the effect of infrared (IR) drying followed by tempering and natural cooling on the change of physicochemical characteristics of white rice during up to 10 months of storage. The physicochemical characteristics of IR‐dried rice were also compared with those of conventionally dried rice. It took only 58 s to heat the rough rice from room temperature to 60°C with IR, and 2.17 percentage points of moisture was removed. After four months of storage, the increases in yellowness index, water uptake ratio, and volume expansion ratio of the rice dried with IR were 73.8, 63.9, and 55.3% those of rice dried with an ambient air drying method, respectively. IR drying slightly decreased the gelatinization temperature, enthalpy, and viscosities, reduced the changes in microstructure, and maintained cooking characteristics during storage. Therefore, the IR drying process is recommended to maintain the quality of white rice during storage.     

玫瑰花瓣红外喷动床干燥模型及品质变化

为提高玫瑰花瓣的干燥速率和品质,利用新型红外喷动床干燥设备,研究不同出风温度和风速下玫瑰花瓣的干燥特性并建立干燥动力学模型;对比不同干燥条件下玫瑰花瓣的品质变化。结果表明:提高出风温度和风速能够显著提高干燥速率和缩短干燥时间;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程主要为升速干燥和降速干燥,无明显恒速阶段;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程的有效水分扩散系数在6.703 85×10^-10~1.382 35×10^-9 m^2/s之间,随着出风温度和风速的增大而增大;通过模型拟合发现,Midilli模型能更好地反映玫瑰花瓣的红外喷动床干燥规律;温度和风速对复水比、总黄酮含量和总酚含量均有显著影响;风速对色泽和微观结构有显著影响。研究结果可为红外喷动床干燥的研究与应用提供参考。     

香菇分段变温红外喷动床干燥工艺参数优化

为获得节能低耗和品质较优的干香菇，利用红外喷动床干燥设备，对香菇分段变温干燥工艺进行试验研究。在单因素试验基础上运用Box-Behnken Design优化试验，研究前期风温、转换点含水率和后期风温对单位能耗、粗多糖含量、亮度L*值和收缩率的影响，通过加权综合评分法推导多项式回归模型，优化红外喷动床干燥工艺参数。经响应面优化的干燥参数为：前期风温56.00 ℃、转换点含水率53.00%、后期风温72.00 ℃，该工艺下单位能耗为143.52 kJ/g、粗多糖含量9.98 mg/g、亮度L*值68.11、收缩率83.15%，综合评分值为35.37，与预测值拟合度高达99.27%，表明应用红外喷动床干燥取得的香菇制品能满足当前香菇干燥的发展趋势及需求，为香菇干制品的综合应用及生产加工提供参考。