切片土豆间歇干燥过程传热传质模拟研究

在土豆干燥中,常采用间歇干燥工艺以缩短净干燥时间、降低有效能耗和提高干后品质。干燥过程中土豆的物理化学性质和营养成分变化都与温度、水分和时间有关。如果能够准确地预测间歇干燥过程中土豆内部的水分分布、温度、水分变化,就能为合理选择间歇干燥较佳工艺提供依据。该文提出了间歇干燥缓苏过程模型,可随时定量求得缓苏段土豆片内部水分重新分布情况以及土豆片内部水分分布时所需缓苏时间,为制定间歇干燥工艺提供依据。     

种用油菜籽干燥的现状及发展趋势

摘 要：油菜籽是世界第三大植物油和第二大蛋白粉来源。油菜籽的干燥和储存工艺影响种子的生理特性和作物产量。该文在分析种用油菜籽干燥要求的基础上,对油菜籽干燥的应用现状、研究现状和设备开发现状进行了综述,在此基础上对种用油菜籽干燥的发展趋势进行了展望,指出：种用油菜籽干燥的研究工作应围绕干燥工艺对种子生理特性的影响、干燥过程传热传质特性、干燥过程控制和优化、CFD的应用和新型干燥技术的实验研究等方面开展;种用油菜籽干燥设备的开发应解决中小型油菜籽干燥机和小区作业干燥机的需求,并对油菜籽通用干燥设备进行参数和过程控制优化,以大幅改进其总体性能。     

大型5HFS-10负压自控粮食干燥机的设计与试验

为了降低一次能源的消耗和提高玉米等粮食干燥产能,结合寒区高水分玉米干燥特性,以负压干燥原理为基础,设计了一种负压自控粮食干燥机.该机采用负压多级顺流缓苏结合的干燥方式,将并联式扩张口型风机和变径角状管相结合,协调冷风配额调控机构,应用多传感器实时采集在线工作参数,配合自适应调控系统,实现大宗粮食的智能保质干燥生产.该文详细进行了干燥参数和技术经济指标的计算,可为负压干燥机的设计和综合评价提供.生产试验表明,该机工作性能优良,节能显著,烘干品质好,单位质量成本低,自动化程度高.有效控制干燥机出粮水分偏差小于等于±0.5％w.b,与传统正压送风式干燥机相比,节省能耗20％以上,降低生产成本12％以上.该干燥机各项作业性能指标完全符合农场集约化和规模化干燥作业要求,可为开发节能粮食智能化干燥机型提供参考.     

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。     

5HC-1型牧草保质干燥机的设计与试验

结合紫花苜蓿常压热风干燥试验研究,采用自行设计的钢丝带水平输送式结构,与混流、余热回收加热、气流翻铺等先进的干燥工艺对苜蓿及其他牧草进行加工处理。在多次试验的基础上,对5HC-1型牧草保质干燥机的工艺流程、主要结构及技术性能参数进行分析研究,研制出了适用于农场、牧场及畜牧小区的牧草干燥机型。性能测试与生产实践证明,经该机烘后的牧草品质好,生产效率高,成本低,通用性好,能够促进集约化畜牧业的快速发展。     

稻谷热风干燥缓苏工艺参数优化与试验

为提高稻谷干燥特性与营养品质,该研究探究了缓苏温度、缓苏起始时刻、缓苏时长、缓苏循环次数等缓苏工艺参数对稻谷爆腰增率、整精米率、蛋白质质量分数与脂肪酸值等干燥品质指标的影响。首先,通过单因素试验分析了稻谷干燥品质随缓苏工艺参数的变化趋势,得出爆腰增率、整精米率、蛋白质质量分数与脂肪酸值的权重均大于20%,为稻谷缓苏干燥的关键性指标;其次,通过隶属函数模型确定影响稻谷干燥品质的主要因素为：缓苏温度、缓苏起始含水率与缓苏时长;最后,以缓苏温度、缓苏起始含水率、缓苏时长为试验因子,采用Central-Composite试验,通过建立回归模型分析了各试验因素与品质指标之间的相互关系并阐释结果产生的原因。结果表明：优化参数组合为缓苏温度45 ℃、缓苏起始含水率21%、缓苏时长1.61 h,此参数组合下稻谷干燥后的爆腰增率6.63%、蛋白质质量分数5.39%、脂肪酸值11.68%,验证试验结果与优化结果间相对误差为2.97%。研究表明,优化后的缓苏干燥工艺明显改善了稻谷干燥品质,该结果可为生产实践及深入探究稻谷品质变化机理提供理论基础。     

以图像计算收缩率优化香菇真空缓苏干燥工艺

利用数字图像处理技术分析香菇干燥前后面积收缩率,是评价香菇干燥品质的有效方法。采用真空缓苏（间断）干燥是提高香菇干燥品质,节省能源的有效措施;通过四因素五水平二次回归正交试验设计,研究干燥室真空度、加热板温度、缓苏时刻含水率、缓苏时间4个因素对干燥过程中面积收缩率和干燥时间的影响,建立了多元回归数学模型;利用多目标非线性优化理论与方法,对香菇真空缓苏干燥工艺参数进行了优化并验证,确定最适宜的工艺参数为：加热板温度70℃,干燥室真空度0.09 MPa,缓苏时刻含水率70%,缓苏时间11.3 min,该参数对生产实际中的香菇干燥具有指导意义。     

水稻混流干燥工艺的试验研究

混流式粮食干燥机是当前中国应用最广泛的粮食干燥机机型，但由于水稻干燥的特殊性，横流循环干燥机基本上是水稻干燥的唯一机型，这造成国内粮食干燥机的利用率普遍不高。为了充分提高现有混流式干燥机的利用率，利用移动式混流粮食干燥机进行了稻谷的干燥试验，研究了不同的风温、不同的干燥缓苏比对稻谷爆腰率及降水速率的影响规律。研究结果表明：稻谷混流干燥过程中应有必要的缓苏。当干燥缓苏比一定时，烘干温度与爆腰率增值存在线性关系；当烘干温度一定时，干燥缓苏比与爆腰率增值存在线性关系；采用混流干燥机干燥稻谷时热风温度可以高于横流干燥机5～10℃，降水速率最高可达1.3%/h。     

油菜籽流化床恒速干燥传热传质特性及模型研究

在油菜籽干燥过程中,干燥工艺(热空气温度、速度和油菜籽初始含水率)主要影响着恒速干燥阶段的传热、传质系数,为此该文基于恒速干燥阶段,借助流化床干燥试验装置,试验分析了油菜籽初始含水率、热空气温度、热空气流速对油菜籽流化床干燥对流传热、传质系数的影响,结果表明:各影响因素的敏感性主次顺序为油菜籽初始含水率热空气温度热空气流速,其中油菜籽初始含水率为29.72%的对流传热、传质系数约为含水率14.41%的1.9倍,2.25 m/s热空气流速的对流传热、传质系数约为1.75 m/s的1.2倍,65℃热空气温度的对流传热、传质系数分别约为45℃的1.2倍和1.4倍。为此,以对流传热、传质系数为性能指标,根据Box-Behnken试验设计原理,应用Design-Expert 8.0.6软件,建立了影响因子与性能指标的回归模型,通过验证发现对流传热、传质系数两个模型预测值与试验值的最大相对误差仅为4.83%和4.79%,表明该两个回归模型拟合度较好,可靠性较高。研究结果可为强化传热传质提高油菜籽流化床干燥效率提供理论依据,同时也为生产工艺条件选择和干燥设备设计提供理论支撑。     

热风干燥联合真空降温缓苏提升黄秋葵干制品品质

为提升黄秋葵热风干燥产品品质,试验将真空降温缓苏技术应用于黄秋葵热风干燥过程中。研究了不同缓苏时长下黄秋葵干燥特性和品质指标的变化规律;利用Weibull分布函数分析缓苏处理对黄秋葵热风干燥过程中水分扩散机制的影响;采用一元非线性回归分析构建适用于黄秋葵真空降温缓苏-热风联合干燥过程中干燥特性和品质指标随缓苏时长变化的学数模型;以总干燥耗时、总干燥能耗、复水比、色相角以及总营养物质保存率为指标,对不同缓苏时长下的黄秋葵热风干燥进行加权综合评价。结果表明：缓苏处理能够提升黄秋葵热风干燥速率,且随着缓苏时长的延长其促进作用会增强;Weibull分布函数能够准确描述（R2>0.99且离差平方和χ2处于10-4数量级）黄秋葵真空降温缓苏-热风联合干燥过程中水分比随干燥时间的变化规律;常用函数一元非线性回归分析能够构建出黄秋葵真空降温缓苏-热风联合干燥过程中各干燥特性和品质指标随缓苏时长的变化规律的动力学模型;联合干燥过程中,缓苏60 min处理的综合评分值最高为0.55,在干燥温度和风速分别为60℃、1.5 m/s条件下,该缓苏时长较适合应用于黄秋葵热风干燥。研究表明,真空降温缓苏处理能够提升黄秋葵热风干燥的干燥速率和干燥品质,该文可为真空降温缓苏技术在高品质黄秋葵干制品工业生产上的应用提供理论依据。     

油菜籽脱壳与仁壳分离设备研究

油菜籽是我国最主要的油料作物之一,油菜籽脱壳制油新技术的推广应用,将改变我国油菜籽加工的单一模式,提高菜油和菜籽饼粕的经济价值和使用价值.介绍了该新技术的关键设备:油菜籽脱壳与仁壳分离设备的研究情况.生产实践证明,YTPG型机组是一种高效的油菜籽脱壳机组:脱壳率高达98%以上,仁中含壳率与壳中含仁率均小2%,前处理与后处理简单,生产成本低,便于推广应用.     

菜籽蛋白的提取和纯化

为了对菜籽饼进行综合利用,以低温压榨制油的双低菜籽饼为原料,探讨了菜籽蛋白的提取和纯化工艺.通过料液pH值的先后调节对比、正交、提取次数和纯化试验,得到较佳工艺条件:采用先调pH值法,水溶液的pH值为12,提取时间为20 min,温度为室温,提取3次,通过pH5和7的两步沉淀,经干燥得到分离蛋白,蛋白纯度达84.8%,得率为38.9%,且有害物质残留较少.先调pH值法与后调法相比,总的提取率可提高20个百分点,达90%以上.     

稻谷颗粒内部传质及其应用

本文推导了用于分析稻谷颗粒内部水分扩散的三层体模型。并编制了用于分析干燥和缓苏过程中颗粒内部水分扩散和颗粒降水速度的模拟软件。经验证模拟结果与实验结果能很好的逼近。并利用该软件分析了颗粒内部水分的扩散过程及间歇干燥过程中间歇比和循环周期对降水速度的影响。     

冷榨芝麻饼粕木脂素提取及其抗氧化研究

为有效提高芝麻冷榨副产物的利用价值,以芝麻冷榨制油后的饼粕为原料,乙醇为溶剂,采用超声波辅助法提取芝麻饼粕木脂素,选取乙醇浓度、料液比、提取时间、提取功率4个考察因素,在单因素试验的基础上应用响应面法对芝麻饼粕木脂素提取工艺条件进行优化,并应用Schaal烘箱法,以过氧化值(PV)、茴香胺值(AV)及全氧化值(TV)为指标,对添加木脂素的食用油进行抗氧化活性评价。结果表明,优化后芝麻饼粕木脂素的提取条件为:乙醇浓度93%、料液比(m/v)1∶10、提取时间40 min、超声功率600 W,此条件下木脂素的提取率为563.81 μg·g^-1。随着木脂素添加量的增加,食用油抗氧化活性逐渐增强,且抗氧化效果强于维生素E(VE),接近二丁基羟基甲苯(BHT)。此外,添加木脂素的菜籽油体系中的抗氧化活性普遍强于猪油体系。综上所述,冷榨芝麻饼粕木脂素是一种优质的天然抗氧化剂,可应用于食用油脂中。     

Thin-Layer Models for Intermittent Drying of Rough Rice

Thin-layer drying data was collected for rough rice from 108 treatments. Four thin-layer equations were derived by regression analysis to predict the drying behavior for deep-bed drying of rough rice. The proposed equations consider the effects of drying air temperature, drying air absolute humidity, drying time interval, and tempering time interval. Drying air temperature range was 35–65°C, drying air absolute humidity range was 10–26 g/kg of dry air, drying time interval was 5–15 min, and tempering time interval was 40–120 min. In addition, the variations of moisture content with tempering time intervals and drying time intervals were considered. Within the tempering time interval range of 40–120 min and drying time interval of 5–15 min, a shorter drying time interval and a longer tempering time interval are preferable in a recirculating type rice dryer.     

第四类配合物型脲酶抑制剂对油菜生长及土壤氮素转化的影响

研究不同浓度第四类新型Schiff碱配合物型脲酶抑制剂对油菜生长及其对土壤氮素转化的影响,旨在为此类新型脲酶抑制剂在农业上的推广应用提供依据。采用室外盆栽方法,比较新型脲酶抑制剂(SU)和市售脲酶抑制剂乙酰氧肟酸(AHA)对油菜产量、品质、生长状况、氮素吸收利用和土壤表观硝化率等指标的影响。结果表明:SU和AHA均能提高油菜产量,提高油菜品质指标和养分指标,其中SU对油菜增产和养分增效的效果比AHA明显;SU平均提高油菜产量28.0%,显著降低油菜硝酸盐含量28.8%～50.8%,同时促进油菜对氮、磷的吸收,使氮肥利用率平均提高68.0%,在一定程度也能降低土壤表观硝化率,平均降低35.2%。不同浓度新型抑制剂处理的油菜指标和抑制尿素水解效果不同,表现为低中浓度的抑制剂对油菜增产和养分增效效果优于高浓度,其中抑制剂用量为纯氮施入量的1%时对尿素水解抑制的效果最好,因此施入纯氮量的1%为此类抑制剂的最佳用量。     

脉动燃烧干燥及传热特性研究

为探讨脉动燃烧干燥新技术的干燥性能,研制了脉动燃烧干燥试验装置,并进行了干燥油菜籽的试验研究。分析了频率、热负荷以及干燥管长度对干燥指标的影响。通过脉动燃烧干燥传热试验研究和理论分析,得出脉动燃烧器尾管内干燥的传热努塞尔数Nu与雷诺数Re呈指数关系变化;脉动燃烧干燥的努塞尔数Nu是部分传统干燥器的2～5倍。     

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。