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。     

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。     

干谷物作为干燥介质的谷物吸收干燥过程平衡含水率模型

在Ｍｏｄｉｆｉｅｄ－Ｈｅｎｅｒｄｓｏｎ平衡含水率模型基础上，根据谷物吸湿过程滞后于解吸过程这一规律，提出了以干谷粒作为干燥介质的谷物吸收干燥过程的平衡含水率模型，并分析了湿、干谷物的纯干物质质量比、初始含水率和谷物温度对平衡含水率的影响。结果表明，该模型预测值与实验测定值吻合。     

紫花苜蓿茎秆在常压热风干燥中的传质模拟研究

根据斐克定律和质量守恒原理，建立了可以预测干燥过程中苜蓿茎秆内部水分分布的常压热风干燥的传质数学模型。通过对扩散模型边界条件的处理，结合紫花苜蓿茎秆内部水分扩散的干燥试验结果，采用数值模拟方法确定了干燥苜蓿茎秆的传质系数。结果表明，干燥苜蓿样本的含水率与模拟分析含水率的决定系数为R²=0.927，模拟分析具有较高的准确度。在此基础上进行的苜蓿茎秆内部水分分布的模拟计算保证了与苜蓿非稳态干燥过程的一致性。     

回转箱式香菇干燥机的研制

食用香菇大多是干制品,而干燥设备不同对香菇干制品的品质影响很大。现有香菇干燥机采用单一热源且需要人工全过程控制温度;为保证干燥均匀需要人工经常调换机内香菇位置,因此造成干燥时间长、能耗大、干燥成本高。为解决这一问题设计了香菇干燥机,采用复合热源,半自动控温,香菇在干燥过程中保持相对运动。经实际生产试验证明,设计达到预期目标。     

干燥过程对紫花苜蓿粗蛋白含量影响规律的试验研究

该文用二次正交旋转组合设计试验方法，探讨干燥因素对紫花苜蓿干燥生产率及其品质的影响，研究干燥温度、表观风速、初始含水率和干燥时间对苜蓿粗蛋白含量的影响规律。利用单因素分析法分析各因素与试验指标的关系，确定各因素在二次非线性模型中的主次顺序。试验分析结果表明，初始含水率对苜蓿品质影响最大，干燥温度次之，干燥时间再次之，表观风速的影响最小。通过优化与试验验证，得出了在温度为176.5℃、表观风速为0.32 m/s、初始含水率为79%wb、干燥时间为3 min的条件下，干制苜蓿的粗蛋白含量高，色泽翠绿，气味芳香的结论。     

基于机器学习的空气源热泵干燥能耗回归预测

为了降低空气源热泵干燥过程能耗，研究了空气源热泵干燥能耗特性，采用多元线性回归模型（multivariate linear regression model, MLRM）和BP神经网络（back propagation neural network, BPNN）模型来预测干燥工艺能耗。在分析干燥能耗影响特征参数的基础上，提出将干燥工艺过程进行切分处理的方法以降低数据获取难度。选取烘房设定温度、烘房设定湿度、烘房初始温度、烘房初始湿度、环境平均温度、环境平均湿度、物料质量和初始含水率8个特征参数作为模型输入，能耗和物料结束含水率作为模型输出。使用MLRM模型、BPNN模型和其他机器学习模型进行能耗预测，MLRM模型对能耗拟合的决定系数为0.739，对物料结束含水率拟合的决定系数为0.931；BPNN模型使用Sigmoid函数作为激活函数时对能耗拟合的决定系数最高，为0.828，使用Identity函数作为激活函数时对物料结束含水率拟合的决定系数最高，为0.942，拟合效果优于其他机器学习模型，能够满足实际生产需求。以复水豌豆为干燥对象设计加载物料65 kg、持续时间4 h的完整变温变湿干燥工艺进行验证试验，结果表明：试验总能耗为15.066 kW·h，MLRM模型和BPNN模型的预测总能耗分别为14.476 kW·h、15.183 kW·h，预测精度分别为96.08%、99.23%；试验结束含水率为8.541%，MLRM模型和BPNN模型的预测结束含水率分别为9.560%、8.889%，预测精度分别为88.07%、95.93%。该研究提出了一种使用MLRM模型和BPNN模型对空气源热泵干燥能耗进行分段精准预测的有效手段，对于优化干燥工艺和降低干燥能耗具有实际意义。     

短粒型稻谷热容的实验测定

热容是稻谷的重要热物性参数，被广泛应用在干燥工艺设计和干燥过程的计算机模拟中。稻谷的热容不仅受其含水率的影响，还受其品种甚至产地的影响。该研究根据混合测定法原理，用磁力搅拌式水卡计、电位计以及数字温度计等，组成一套测定装置，对我国南方产短粒型稻谷的热容进行测定，着重研究了稻谷的含水率对热容的影响。根据测定结果，通过回归分析的方法，建立起短粒型稻谷的热容随着含水率变化的数学方程。分析结果表明，利用此方程来计算不同含水率短粒型稻谷的热容，比利用国外的经验计算公式计算得到的数值具有更高的准确度。     

菠萝叶纤维干燥特性试验研究

用热风干燥试验装置对菠萝叶湿纤维进行干燥试验，选择不同温度、风速对其干燥规律进行研究。试验结果表明，干燥降水过程主要为降速过程；根据干燥曲线，采用多元回归方法，建立了菠萝叶纤维干燥的数学模型；通过正交试验得出在多因素条件下，投料量对纤维干燥生产率的影响最为显著，其它依次为温度、纤维初始含水率和风速。     

水稻负压混流干燥室结构优化设计与试验

针对水稻竖箱式干燥过程中气流分布不均匀、干燥效率与干后品质同步性差等问题,基于不可逆热力学理论和负压原理,建立了水稻竖箱式干燥室的负压干燥特性解析模型。并结合混流干燥工艺,设计了一种变径开孔式角状管用于改善竖箱式干燥室角状管内风量分配关系,用于进一步提高水稻干燥均匀性。基于Fluent软件分别在空载和满载状态下,对干燥室内的流场进行数值模拟和试验验证。研究表明:采用变径开孔式角状管,可有效解决管内风速高、流动大等问题,干燥室风场不均匀性得到良好地改善,可为水稻均匀干燥提供设备保障。该研究采用自主研制的5HSN-1型负压循环干燥试验机,应用四因素五水平二次正交旋转试验方法进行了参数优化试验,建立了以热风温度、表现风速、排粮辊转速、初始含水率为试验因素,干燥速率和爆腰增值率为试验指标的回归模型,并通过优化分析,得出优化工作参数组合:表现风速为0.75 m/s,热风温度为40℃,排粮辊转速为3.2 r/min,初始含水率为16.9%时,干燥速率为1.407%/h,爆腰增值率为0.574%,试验验证值与优化值的相对误差为6.2%～7.4%,拟合良好,结果表明该模型有效,干燥效率高,干燥后综合品质优良,优化工艺参数具有实际应用价值。     

不同加热条件下脱水设备与工艺的试验研究

针对传统的蔬菜热风加热干燥和远红外辐射加热干燥方式所存在的问题，采用组合加热和并流引风技术方案，将远红外辐射与热风两种加热方式优化组合，充分发挥各自优点，整合成为一种新的组合加热式干燥技术。不同加热条件下的对比试验结果表明，组合加热的干燥速度最快，平均单位能耗较低。综合分析认为，蔬菜干燥中应采用“先热风、后远红外”的组合加热形式。设备引风管和供风管的连接管直径自上而下依次减小，即供给各层干燥箱的热风量和从各层干燥箱的引风量自上而下也相应地减小，满足了各层干燥箱对风量的需求。     

银耳微波真空干燥特性及动力学模型

利用微波真空干燥技术,对银耳微波真空干燥特性进行研究,探讨不同微波强度、真空度及初始含水率对失水速率的影响,其中微波强度对失水速率影响最大。根据试验数据建立银耳微波真空干燥的水分比与干燥时间关系的动力学模型,并对模型进行拟合检验。结果发现银耳微波真空干燥过程符合Page模型,该模型预测值与实测值拟合良好。该模型可以准确预测银耳在微波真空干燥过程中的含水率和失水速率。     

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。     

杏鲍菇真空微波干燥特性及动力学模型

为了解杏鲍菇在真空微波干燥过程中水分含量的变化,进行了真空微波干燥试验,获得了不同真空度(-50、-70、-85kPa)、微波功率(250、750、1250W)及装载量(50、100和150g)对杏鲍菇真空微波干燥特性的影响。结果表明,杏鲍菇真空微波干燥过程符合Page方程(P<0.05),该模型可较准确地预测杏鲍菇在真空微波干燥过程中的含水率和失水速率。本研究为杏鲍菇真空微波干燥过程的优化和控制提供了理论依据。     

绿茶微波真空干燥特性及动力学模型

为了解茶叶在微波真空干燥过程中水分的变化规律,以绿茶为原料,进行了微波真空干燥试验。通过绘制干燥曲线和失水速率曲线,研究相对压力、比功率对绿茶微波真空干燥特性的影响,并建立干燥动力学模型,量化比功率与干燥时间、含水率之间的关系。结果表明：绿茶微波真空干燥过程按失水速率快慢可分为加速和降速2个阶段,无明显恒速干燥阶段;随着相对压力降低,干燥时间缩短,但-80 kPa后继续降低相对压力对含水率变化影响不显著;比功率越大干燥时间越短;绿茶微波真空干燥的动力学模型满足Page方程,该模型可较好地描述含水率随干燥时     

不同干燥方法对板栗品质的影响

为探究不同板栗产品适合的干燥方式,采用自然通风干燥、真空冷冻干燥、热风干燥、微波干燥以及微波真空干燥等5种方式对新鲜板栗进行干燥处理,并对干燥后板栗的营养成分、风味物质及功能特性进行评价。结果表明,经不同干燥方式处理的板栗品质有较大差异,其中真空冷冻干燥的板栗在营养成分及加工品质上均明显优于其余4种干燥方式,微波真空干燥的板栗品质仅次于冷冻干燥,自然通风干燥与热风干燥的板栗在加工品质上差异较小,仅自然干燥板栗的Vc含量高于热风干燥。质地参数以热风干燥最优。共检测出49种风味物质,其中真空冷冻干燥和微波干燥风味物质均为28种,热风干燥23种,微波真空干燥21种,自然干燥仅为13种;除微波真空干燥香气成分相对含量最高的为3-乙基-2,5-二甲基吡嗪外,其他4种方式中含量最高的成分均为苯甲醇。微波真空干燥的板栗品质仅次于真空冷冻干燥,且干燥速度快、能耗低,适用于板栗干燥加工的工业化生产。本研究结果为板栗进一步的加工和利用提供了理论依据。     

微波联合热风干制苏渝303甘薯干工艺研究

为了获得苏渝303甘薯干的最佳干制工艺,进行了4因子（前期干燥方式、后期干燥方式、转换水分和缓苏时间）4水平正交试验。分析了各参数对3指标（品质、脱水速率和单位能耗）的显著水平及影响规律,并通过功效系数法进行综合评分,从而提出较佳工艺参数组合：选用前期8.33w/g微波干燥,待物料干燥至水分含量为40%时转换为50℃的热风干燥,转换时缓苏1h。     

蕨菜微波真空干燥特性和品质试验研究

为了快速干燥蕨菜这种营养价值高但难于鲜藏的特色山野菜,利用微波真空干燥技术,对蕨菜进行正交干燥试验,研究蕨菜干燥特性;并与冷冻干燥、热风干燥方法相比较,分析不同干燥方法对蕨菜干品品质的影响.在蕨菜的微波真空干燥过程中,微波功率对干燥速度的影响要高于真空度,并且提出了蕨菜含水率与微波功率、干燥时间和真空度之间的回归模型;对3种方法干燥后的蕨菜在颜色、维生素C含量和复水性方面进行对比,结果表明:微波真空干燥的蕨菜的复水性优于热风干燥和冷冻干燥;微波真空干燥后的蕨菜品质与冷冻干燥几乎相同,明显高于传统的热风干燥品质.微波真空干燥技术是适合蕨菜脱水的有潜力的干燥技术.     

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。     

不同干燥方法对罗非鱼片品质和微观结构的影响

为了解不同干燥方法对罗非鱼片干燥后品质和微观结构的影响,采用热风干燥、真空冷冻干燥、超临界CO2干燥等3种方法对罗非鱼片进行干燥,研究其对营养成分、微生物、感官特征、复水性能、质构特征、微观结构等的影响。结果表明:与热风干燥和真空冷冻干燥相比,超临界CO2干燥的鱼片,粗蛋白含量高,脂肪含量较低;且在杀灭微生物方面有着显著的优势;但其鱼片的收缩率和复水特性稍差于真空冷冻干燥,而其感官、质构和微观结构等品质均与真空冷冻干燥的相当,而所有品质都明显优于热风干燥;结合经济性等综合考虑,罗非鱼片应用超临界CO2干燥是可行的。研究结果可为罗非鱼片干燥技术的选择提供参考。