基于介质湿度控制的苹果片红外漂烫传热模拟与试验

为了揭示空气介质对苹果片红外漂烫的传热作用机制以及对膨化干制的影响，该研究将介质湿度控制技术用于苹果片红外漂烫预处理中，利用数值模拟方法并结合苹果漂烫干燥试验，解析不同介质湿度下苹果片红外漂烫的传热传质规律，探究基于介质湿度控制的红外漂烫预处理对干燥效率和膨化干燥后产品色泽的影响。研究结果表明，基于红外辐射与对流传热原理的数学模型，并考虑物料水分蒸发与蒸汽冷凝能够较好描述红外漂烫的传热传质过程。物料含水率与温度模拟结果的相对误差为0.54%和0.39%。在恒定120℃红外加热温度下，介质相对湿度对苹果片红外漂烫的热质传递、漂烫后干燥效率与产品色泽均具有明显的影响。在低湿的状态下（1%相对湿度）进行红外漂烫，物料表面水分快速向空气介质中蒸发扩散，伴随的水分蒸发耗热量占物料吸热总量的40%，致使物料升温缓慢。将介质湿度提高至50%相对湿度能够抑制苹果片表面的水分蒸发，同时介质中水蒸气冷凝放热能够大幅提高漂烫初期的物料升温速度，漂烫120 s后物料中心温度迅速提高至86.8℃。因此，提高红外漂烫的介质湿度能显著提高漂烫后苹果片干燥速率与产品色泽。与1%相对湿度相比，在120℃、50%相对湿度下红外漂烫后苹果片的预干燥时间缩短了8.3%，苹果片干燥的色差值与褐变指数分别降低了55.6%和37.4%，护色效果优于热水漂烫。研究结果为苹果片等果蔬高质高效干燥的红外漂烫预处理工艺开发提供了新思路。     

基于碳纤维红外板加热的干燥装备设计与试验

为探索基于碳纤维红外板加热的真空脉动干燥特性,该文将碳纤维红外干燥技术和真空脉动干燥技术相结合,设计了基于碳纤维红外板的真空脉动干燥装备。该装备由干燥室、真空系统、单层干燥单元、控制系统组成。为便于分析,将实际真空脉动过程划分为4个阶段：抽真空阶段、真空保持阶段、破空阶段、常压保持阶段。设计了基于MODBUS协议的控制系统,以触摸屏为主机,单片机为从机,组成控制器网络。基于干燥室内真空度的监测,采用时序控制,实现干燥室内“真空—常压”的连续转换。基于对碳纤维红外板温度的监测,结合物料内部温度的反馈,实现对干燥温度的有效调控。并以20 mm×20 mm×5 mm的苹果块为试验原料进行试验验证。结果表明：1）该干燥装备设计方案和控制方案可靠,可实现“真空—常压”的连续脉动,并有效干燥物料;2）碳纤维红外板功率1.1 kW/m2,发热面距离料盘上表面3 cm情况下,干燥效果较佳;3）当碳纤维红外板表面温度为65℃时,在真空保持阶段,苹果块内部温度约为31℃,常压阶段,会迅速上升到约37℃。干燥后期,碳纤维红外板表面温度有波动下降趋势,适当降低其温度有助于干燥进行。相比红外热风干燥,苹果块干燥时间缩短30%;4）两种干燥方式下干燥的苹果块色泽存在明显差异,真空脉动红外干燥较优。该文研究的干燥装备和研究结果可应用于苹果块等果蔬物料的干燥,并可为红外干燥技术、真空脉动干燥技术的联合应用提供理论依据。     

响应面法优化青麦仁的真空充氮烫漂护色工艺

为防止青麦仁在加工储藏过程中的酶促褐变,采用真空充氮烫漂技术对青麦仁进行处理,以多酚氧化酶活性和色泽差为考察指标,进行综合评分,利用单因素试验考察烫漂温度、烫漂时间、真空度对护色效果的影响,并通过响应面优化法建立护色效果综合评分和真空充氮烫漂处理条件之间的响应模型。结果表明,3个因素对青麦仁的护色效果均有显著影响,最优的工艺参数为:烫漂温度99.6℃、烫漂时间5.7 min、真空度0.08 MPa,此条件处理后的青麦仁PPO活性为80.04 U,ΔE值为0.57,所得到的真空充氮烫漂工艺回归模型显著(R~2=0.9851),拟合性好,可用于预测青麦仁的护色效果。本研究得到的真空充氮烫漂工艺参数为青麦仁原料的预处理和后续产品的开发提供了一定的理论依据。     

玫瑰花的微波真空干燥试验研究

通过实验性微波真空干燥设备对玫瑰花进行干燥,比较了不同真空度和微波功率对玫瑰干花品质的影响。研究结果表明,真空度越高,物料体内水分蒸腾而干燥的速度越快,物料温升越低。随着微波功率增加,干燥时间大大缩短。综合考虑玫瑰干花形态变化,颜色和干燥时间和温度等指标,并与热风干燥相比,选择真空度0.1MPa,微波功率200W,干燥时间80min的微波真空干燥工艺为最适宜的干燥条件,研究结果将为玫瑰花的干燥和工业化生产提供一定的理论依据。     

蒸汽漂烫菊花的薄层干燥特性和质量评价（英）

该文旨在研究蒸汽漂烫菊花的干燥特性和质量评价。在60, 80, 100和120℃ 4个温度,0.5 m/s风速条件下,对蒸汽漂烫菊花的薄层干燥特性进行研究,结果表明其干燥属于典型的降速干燥过程,干燥速度随热风温度的升高而迅速加快。通过含水率的对数与干燥时间作图,发现其干燥过程分为3个阶段（第一、第二和第三降速阶段）,第一阶段能去除大约84%的水分。根据第一阶段数据,在60～120℃干燥时其有效扩散系数为1.10 to 6.44×10-9 m2/s,活化能为1829.5 kJ/kg,Midilli模型能较好地拟合其主要的干燥过程。质量评价结果表明,蒸汽漂烫2 min,100或120℃干燥菊花中,咖啡酰奎宁酸类化合物含量和抗氧化活性较高,该研究可为菊花干燥工艺提供参考。     

不同预处理对杏鲍菇片真空冻结品质的影响

为探索切片厚度、烫漂处理、外源水添加量等不同预处理条件对真空冻结杏鲍菇品质的影响,分析切片厚度与真空冻结失水率的关系,对烫漂、不烫漂两组物料添加不同比例的外源水后进行真空冻结对比试验。结果表明,随着切片厚度增加,杏鲍菇片真空冻结失水率呈递减趋势,为保证物料不失水而所需的外源水添加量与切片厚度之间呈现极显著的负线性关系(R2=0.98,P0.01)。不烫漂组杏鲍菇片解冻汁液流失率均显著高于烫漂组(P0.01),主要是由于其解冻前相对较高的含水率所致。烫漂组杏鲍菇片总损失率和相对电导率均显著高于不烫漂组,且均整体上随外源水添加量的增加而逐渐减小。外源水添加量可显著降低杏鲍菇片真空冻结失水率(P0.05),当外源水添加量低于20%时,不烫漂组杏鲍菇片真空冻结失水率显著高于烫漂组(P0.05),当外源水添加量高于25%时则相反。随着外源水添加量的增加,不烫漂组杏鲍菇片解冻汁液流失率整体呈增加趋势,而烫漂组解冻汁液流失率当外源水添加量高于10%时无显著性差异(P0.01)。显微结构观察表明,烫漂处理对杏鲍菇细胞网络结构产生一定破坏作用,而真空冻结前添加外源水可不同程度上降低物料组织内部水分蒸腾作用,减少对细胞组织结构的破坏。生产真空速冻杏鲍菇片时,推荐预处理条件为:切片厚度3 mm,90℃热水烫漂1 min,冻结前外源水添加量为30%。该研究结果可为食品真空冻结技术实践应用提供参考。     

玫瑰花的微波真空干燥试验

为了提高玫瑰干花品质,减少干燥时间。该研究通过试验性微波真空干燥设备对玫瑰花进行干燥,比较了不同真空度和微波功率对玫瑰干花品质的影响。研究结果表明,真空度越高,物料内水分蒸腾而干燥的速度越快,物料温升越低。随着微波功率增加,干燥时间大大缩短。综合考虑玫瑰干花干燥时间、温度、形态变化和颜色等指标,并与热风干燥相比,选择真空度0.10 MPa,微波功率200 W,干燥时间80 min的微波真空干燥工艺为较适宜的干燥条件,研究结果为玫瑰花的干燥和工业化生产提供一定的理论依据。     

基于Weibull分布函数的葡萄干燥过程模拟及应用

为了探究Weibull分布函数中各参数的影响因素及其在干燥中的应用,该文以不同干燥方法（气体射流冲击干燥、真空脉动干燥）、干燥温度（50、55、60和65℃）以及烫漂预处理（30、60、90、120 s）的葡萄干燥过程为研究对象,利用Weibull分布函数对其干燥动力学曲线进行模拟并分析。研究结果表明：Weibull分布函数能够很好的模拟葡萄在试验条件下的干燥过程;尺度参数α与干燥温度有关,并且随着干燥温度的升高而降低;形状参数β与干燥方式和物料状态有关,但干燥温度对形状参数β的影响很小。计算了葡萄在干燥过程中的水分扩散系数Dcal在0.2982×10-9~2.7700×10-9 m2/s 之间,并根据阿伦尼乌斯公式计算出热风干燥和真空脉动干燥方法的干燥活化能分别为72.87和61.43 kJ/mol。研究结果为Weibull分布函数在葡萄干燥过程的应用提供参考。     

荷花粉真空脉动干燥特性和干燥品质

为了缩短花粉的干燥时间,保证干燥品质,将真空脉动干燥技术应用于干燥新鲜荷花粉,研究了真空保持时间(15、12、9、6和3 min)、干燥温度(45、50、55、60和65℃)对干燥动力学、水分有效扩散系数、干燥活化能的影响,并运用Weibull分布函数模拟了花粉真空脉动干燥特性曲线;此外还研究了真空保持时间、干燥温度对花粉蛋白质含量以及微观结构的影响,并对干燥前后的花粉进行了色差分析。试验结果表明:Weibull分布函数能够很好地描述花粉的真空脉动干燥过程,结合尺度参数、形状参数计算出花粉真空脉动干燥水分有效扩散系数在2.154 2×10-11~6.254 3×10-11 m2/s之间;干燥活化能为20.88 k J/mol,表明新鲜荷花粉干燥每脱除1 kg水所需要的启动能量为1 160.00 k J;试验参数范围内,随着真空保持时间的减少,干燥后花粉蛋白质质量分数呈现先增加后减少的趋势;当干燥温度为45℃,真空常压脉动比为12 min:3 min时花粉蛋白质质量分数最高,为18.43%;扫描电镜结果显示,随着干燥温度的升高,花粉颗粒间致密程度降低,形成孔隙结构,这有助于干燥中水分的扩散迁移,花粉颗粒微观结构的完整性随着干燥温度的升高而降低;干燥前后花粉未发生色泽劣变。荷花粉真空脉动干燥的较佳参数为真空常压脉动比为12 min:3 min,干燥温度为45℃。研究结果为花粉真空脉动干燥技术的应用提供了理论依据和技术支持。     

腐殖酸肥料射频真空干燥特性

为研究腐殖酸肥料射频真空干燥特性及品质,该研究探讨了不同极板间距（160、165 mm）、不同初始湿基含水率（10%、15%、20%）下腐殖酸肥料的升温速率和加热均匀性,在此基础上进行射频真空干燥试验,并以热风干燥试验为对照,采用Weibull函数拟合腐殖酸肥料射频真空干燥特性曲线,对比射频真空干燥与热风干燥对腐殖酸肥料颜色、总氮、总磷、总钾及有机质的影响。结果表明：真空度为0.085 MPa,极板间距为160 mm、初始湿基含水率为15%时,干燥速率和升温速率较快,加热均匀性较好;升温曲线在53 ℃出现拐点,53 ℃前升温较快,53 ℃后升温较慢;除含水率为20%的物料外,极板间距对加热均匀性影响不显著（P > 0.05）,但初始湿基含水率对其有显著影响（P<0.05）;射频真空干燥所需时间较热风干燥缩短约208 min,射频真空干燥可显著提高干燥速率（P<0.05）;Weibull函数能较好的拟合腐殖酸肥料射频真空干燥过程,尺度参数和形状参数随极板间距的减小而减小,随初始湿基含水率的增加呈先减小后增大的趋势;水分有效扩散系数,随极板间距的减小而增大,随初始湿基含水率的增加,呈先增大后减小的趋势;极板间距与初始湿基含水率总体上对腐殖酸肥料的色泽高度L*、红绿值a*、蓝黄值b*、总氮、总磷、总钾、有机质无显著影响（P>0.05）;65 ℃热风干燥后样品的色差值显著高于射频真空干燥（P<0.05）,总氮和有机质含量显著低于射频真空干燥（P<0.05）。在设置的试验条件下,腐殖酸肥料的较佳干燥参数为真空度0.085 MPa、极板间距160 mm、初始湿基含水率15%。研究结果可为腐殖酸肥料射频真空干燥应用提供参考。     

恒温下相对湿度对果蔬热风干燥特性和品质的影响及调控

相对湿度作为干燥介质的重要参数，对干燥热质传质过程和干燥品质具有显著影响。但由于相对湿度对干燥过程的影响机理及优化调控机制尚不明确，导致相对湿度的调控方式多依靠经验，造成干燥效率低、品质差、能耗高等问题。对于传质过程，降低相对湿度能够增大对流传质系数，加快物料表面水分蒸发；而对于传热过程，升高相对湿度能够增大对流传热系数，加快物料升温速率。相对湿度较高时，物料升温速率快，内部水分迁移量增大，但表面水分蒸发量较小；而当相对湿度较低时，物料升温速率较慢，内部水分迁移量较小，但表面水分蒸发量较大。相对传热和传质过程的影响此消彼长，互相耦合。高相对湿度主要体现为对传热过程的影响，低相对湿度主要体现为对传质过程的影响。高相对湿度能够抑制物料表面的结壳，并能够提高复水性，降低收缩率。阶段降湿及多阶段降湿干燥方式下物料表面形成和保持了蜂窝状多孔结构，能够提高干燥效率和品质。基于监测物料温度的相对湿度调控方式被验证为较忧的相对湿度控制方式。阶段降湿干燥方式适用性的实质为：干燥过程中所体现出的对流传热热阻和内部导热热阻的相对大小，及对流传质阻力和内部传质阻力的相对大小，不同干燥条件和物料种类、厚度会影响以上传热传质阻力的大小，从而呈现出不同适应性的结果。当阶段降湿干燥过程中传热毕渥数>1且传热毕渥数>0.1时，说明阶段降湿干燥过程适用于此物料的干燥。该文综合论述了相对湿度对果蔬热风干燥过程中热质传递及干燥品质的影响，优化调控策略及适用性范围4个方面内容，明确了果蔬热风干燥过程中相对湿度的影响机理，为相对湿度的优化调控提供理论依据和技术支持。     

预处理对线辣椒气体射流冲击干燥特性和色泽的影响

该文利用气体射流冲击干燥技术干燥线辣椒,主要探讨不同的预处理方式对线辣椒干燥特性和色泽的影响。研究结果表明:预处理对线辣椒的干燥特性和色泽有重要的影响。采用扎洞预处理可以缩短干燥时间,提高干燥速率,能够减少红色素的损失,并能减少褐变;90℃热水烫漂3 min预处理能起到护色的作用;但热风温度较高时,会延长干燥时间;110℃过热蒸汽烫漂3 min预处理能起到防止褐变的作用。经过预处理后的线辣椒在气体射流冲击干燥过程中始终处于降速干燥阶段。     

混联式太阳能果蔬烘干机的研制

为了解决新疆地区传统果蔬干制工艺存在的问题,提高农产品加工质量,根据该地区的气候特点及农产品特点,确定了混联式太阳能果蔬烘干机的总体结构方案,完成了集热、控制和烘干等主要系统设计计算、参数设定,成功进行了葡萄烘干试验,通过葡萄烘干试验表明,比传统干燥方式缩短时间66.7%,绿级品率由低于35%提高到79.19%,该设备可提高新疆农产品的干制效率,促进该地区农业的发展。     

三种干燥技术对红枣脆片干燥特性和品质的影响

为了解决传统油炸红枣脆片含油率高、维生素C损失严重及褐变等问题,探索红枣脆片新的加工方法,该文以新鲜脆熟期红枣为原料,利用气体射流冲击、中短波红外、真空脉动3种干燥技术进行非油炸红枣脆片的生产加工,对比了3种干燥方式对红枣脆片的干燥特性、色泽、维生素C保留率、复水性能、质地以及微观结构的影响。结果表明：1）红枣脆片在3种干燥方式下均表现为降速干燥,其中气体射流冲击干燥时间最短,为105 min,气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式的水分有效扩散系数分别为1.55×10-9、1.03×10-9、0.89×10-9 m2/s;2）干燥方式对枣片色泽具有显著性影响（P<0.05）,真空脉动干燥所得枣片与新鲜枣片色泽最为接近;3）气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式干燥后红枣脆片的维生素C保留率分别为51.5%、49.0%、66.6%,真空脉动干燥所得枣片维生素C含量保存率明显高于其他两种干燥方式（P<0.05）;4）气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式加工的红枣脆片脆度分别为8.64、8.77、11.38 N,真空脉动干燥方式所得枣片最为酥脆;5）扫描电镜观测表明3种干燥方式均能得到疏松多孔的组织结构,真空脉动干燥所得枣片比气体射流和中短波红外干燥所得枣片组织结构更为疏松。从干燥时间来看气体射流冲击干燥耗时最短,但3种干燥方式所得红枣脆片色泽、维生素C保留率、复水性能和质地均以真空脉动干燥最优。该研究为低含油率和高品质红枣脆片的加工工艺选择提供了一定的理论依据。     

果蔬变温压差膨化干燥技术研究进展

果蔬变温压差膨化干燥是一种新型的果蔬干燥技术,它结合了热风干燥和真空冷冻干燥的优点.变温压差膨化干燥技术生产的果蔬产品绿色天然、营养丰富、品质优良,应用前景广阔.该文综述了果蔬变温压差膨化干燥设备的发展历程以及国、内外生产工艺和干燥机理的研究进展,分析了果蔬变温压差膨化干燥技术的特点和难点,并论述了该技术发展趋势和应用前景,为果蔬变温压差膨化干燥的深入研究提供参考.     

脉冲真空渗透预处理改善热泵干燥罗非鱼片品质

为了获得脉冲真空浸渍预处理条件对热泵干燥罗非鱼片品质的影响,以白度、脱水效率指数(DEI,dehydration efficiency index,)、Ca2+-ATPase活性、复水率和质构为检测指标,结合综合评分,进行了以循环率(真空维持时间/常压维持时间)、循环次数、真空压力和海藻糖浓度为预处理变化条件下单因素影响的系列试验。结果表明:在其他条件不变的情况下,每个单因素均有一个使干燥品质达到最佳的因素范围和最佳值。循环率在4∶4~5∶1min/min之间变化时,其综合品质较好,且以循环率为4∶2min/min时,综合评分达到最高。循环次数在3~5之间变化时,其综合品质与对照组相比提升幅度较高,且循环次数为4时,综合评分最高。脉冲真空压力在4~16 kPa之间变化时,对热泵干燥罗非鱼片的综合品质的提升效果较好,且真空压力为10 kPa时,综合评分最高。海藻糖质量浓度在90~170 g/L的范围内变化时,综合品质的提升效果较好,且海藻糖质量浓度在130 g/L时综合评分值最高。与常压渗透对照组相比,各品质指标都得到了不同程度的提升,各指标达到的最大升幅分别为:白度17.9%,复水率80%,Ca2+-ATPase活性93.6%,差异显著(P0.05)。脉冲真空条件下的浸渍预处理可以有效提升热泵干燥罗非片的综合品质,研究结果为改善同类产品干燥的预处理工艺提供参考。     

蔬菜箱式穿流干燥室干燥均匀性的间接测试法

通过对箱式热风穿流干燥室风速场、温度场及其满载物料干燥均匀性的试验研究,指出了干燥室温度场和物料的干燥均匀性规律同空载冷态下风速场均匀性的规律基本一致,为该类干燥设备在研制开发过程中干燥均匀性和与其相关的温度场的测定提供了一种间接的试验方法。     

球形果蔬差压预冷过程中质量损失分析

果蔬预冷过程中的质量损失是一个在传热影响下发生的传质过程,分析不同的影响因素对于减少预冷过程的质量损失具有重要意义。结合球形果蔬的集总参数传热方程,通过分析果蔬预冷时水分损失过程,推导了果蔬水分损失的热质耦合方程,包括了果蔬物性和预冷环境参数。在这基础上,分别分析了果蔬内部水分扩散率、预冷空气风速、预冷空气相对湿度对水分损失的影响。结果表明果蔬结构是决定因素,风速的影响对预冷时间明显,水分损失则受果蔬结构影响更大,并且随风速增大而减小。并通过苹果的差压预冷试验进行了验证,试验结果与理论分析结果具有相同的结果。     

真空冷冻预干燥对压差膨化干燥果蔬脆片质地特性的影响

为探索预干燥处理对不同果蔬脆片结构及质地特性的影响，该研究采用真空冷冻干燥作为预干燥，并选取了3个水分转换点（60%、45%、30%），对预干燥过程中6种典型果蔬(苹果，梨，桃，山药，马铃薯，青萝卜)水分状态、细胞结构、收缩率、孔隙度、应力-松弛特性与质地特性进行测定与分析。结果表明，随着预干燥的进行，水分含量逐渐降低，自由水逐渐散失，以不易流动水为主，收缩率逐渐减小，孔隙度逐渐增大，硬度、咀嚼性、弹性模量逐渐增加；水分转换点为60% 时不同果蔬脆片具有较高的硬脆度，其中马铃薯与山药脆片硬度较高，桃与梨的脆片脆度较高；水分转换点为30%时，6种果蔬的孔隙度最高，且青萝卜的孔隙度显著高于其他果蔬（P < 0.05）；在干燥后期，果蔬样品骨架基本形成，且收缩率较低，致使内部孔隙度变大；由相关性分析可知真空冷冻预干燥过程中水分转换点、孔隙度与果蔬脆片质地特性极显著相关（P < 0.05），研究结果可为预干燥对果蔬脆片质地影响提供参考。