微波-热风振动流化床干燥机设计与试验

针对微波干燥中场强分布不均、物料微波能吸收能力不同导致的微波加热不均匀现象,结合微波干燥的高效性、流态化干燥的均匀性以及热风干燥辅助去除水汽的功能,设计了一种实现干燥均匀性的微波-热风振动流化床干燥机,主要由振动流化床系统、热风系统、微波加热系统、测温系统和控制系统等组成。采用Ansoft HFSS软件对微波加热仓磁控管不同开口位置进行仿真分析,得到多馈口激励最佳方案。结果显示,物料高度距离箱底不变的情况下,4个微波馈入端口的位置相对于原始端口位置外移30 mm,物料表面场强分布更加均匀。以新鲜毛豆仁为例,对该机的性能和加热均匀性进行试验验证,结果表明:设计方案和控制系统方案可靠,微波-热风振动流化床干燥下毛豆仁的干燥时间为54 min,比单独微波流化床干燥的干燥时间缩短34. 1%,比微波-热风组合干燥的干燥时间缩短12. 9%且产品均匀性显著提高。     

鲜枣片组合干燥技术研究

分别采用真空微波干燥、变温压差干燥和二者组合方式对鲜枣片进行干燥处理。研究不同功率、不同真空度下真空微波干燥的特性,确定鲜枣片真空微波干燥的适宜干燥参数为:功率4 kW,真空度0.05 MPa。研究不同温度、不同真空度和不同物料含水量下变温压差干燥的特性,确定鲜枣片变温压差干燥的适宜参数为:温度60℃,真空度0.05 MPa,含水量16%。以产品色泽、复水比、收缩比、硬度、脆度等品质特性为评价指标,比较真空微波干燥、变温压差干燥和组合干燥3种干燥方式对鲜枣片品质的影响,结果表明组合干燥相比单一干燥可明显提高枣片品质。     

热风干燥过程中山药水分状态的变化研究

为了解山药的水分赋存状态的变化，以襄阳道地山药为材料，分别在60、70、80、90、100 ℃条件下进行热风干燥，采用低场核磁共振（LF-NMR）和差式量热扫描（DSC）技术，每隔15 min测定山药在热风干燥过程中的水分状态及迁移规律。结果表明，在60~90 ℃条件下，温度越高，干基含水率的降速越快。山药的T2弛豫图谱有3个较为明显的吸收峰，随干燥进程的延续，各峰面积均明显减少，其中自由水所在峰的面积降幅最大，表明干燥过程中自由水散失最多，而且自由水逐渐向半结合水和结合水迁移，冷冻峰和解冻峰也随之变小。但在100 ℃下干燥时，样品可能因表面板结导致干基含水率、低场核磁吸收峰升高，冷冻和解冻峰面积增加。因此，在实际干燥过程中，山药的热风干燥温度不宜高至100 ℃。     

黑木耳功能性成分及其干燥技术研究进展

本文综述了黑木耳功能性成分以及干燥技术的研究进展，以期为黑木耳干燥技术的选取、应用和黑木耳产品开发的方向提供更多的参考。     

西番莲粉喷雾干燥工艺研究

采用酶解西番莲汁为原料,以麦芽糊精为助干剂,通过喷雾干燥法制备了西番莲粉,研究麦芽糊精添加量、进风温度、进料流量和进料浓度对西番莲粉产率、VC含量和含水率的影响。在单因素试验的基础上,采用正交试验优化了西番莲粉喷雾干燥工艺参数。结果表明,西番莲粉喷雾干燥的最佳工艺参数为:麦芽糊精添加量60%(按照喷雾干燥前料液总固形物含量计算),进风温度170℃,进料流量9 mL/min,进料浓度30%,此条件下西番莲粉的产率50.47%,VC含量58.88 mg/100 g,含水率4.8%。制得的产品具有西番莲特有的果香,研究为西番莲的产品多样化提供新的方法和思路。     

基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺研究

为保证稻谷干燥后品质、提高干燥效率,基于不同含水率稻谷的玻璃化转变温度,提出变温热风干燥工艺。采用三因素五水平中心组合试验方法,以稻谷温度、初始含水率和热风风速为影响因素,以稻谷爆腰指数、整精米率和干燥时间为评价指标,研究稻谷玻璃化转变温度、恒温和变温干燥特性,模拟解析稻谷干燥过程中传热传质规律,以5、10、15℃的变温幅度进行变温干燥试验。结果表明,稻谷玻璃化转变温度与其含水率呈负相关,恒温干燥最佳工艺参数为稻谷温度47℃、初始含水率22.0%、热风风速0.50 m/s,干燥后稻谷爆腰指数70、整精米率57.67%、干燥时间195 min;与恒温干燥相比,以5℃和10℃为变温幅度的变温干燥工艺,干燥后稻谷爆腰指数分别降低了20和10,整精米率提高12.6、7.7个百分点,干燥时间缩短30 min和60 min。研究表明,基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺明显改善了稻谷干燥后品质,提高了干燥效率。     

马铃薯薄片干燥过程形态变化三维成像

为研究马铃薯薄片在干燥过程中形态变化规律,该文利用Kinect传感器搭建了图像采集平台,研究其在不同干燥温度下(50、60、70、80℃)的形态变化规律。通过图像采集平台获取马铃薯薄片深度图像和彩色图像,利用彩色图像确定感兴趣区域,对对应区域的深度图像进行灰度值拉伸、阈值分割、边缘去噪处理,进而提取特征,计算出正投影面积的收缩率、深度均值及标准差,以表征马铃薯干燥过程中表面卷曲及平整度等形态指标的变化规律。对不同干燥时间点马铃薯片进行三维图形显示可观察其变化规律明显。统计结果表明:低温(50、60℃)与高温(70、80℃)对马铃薯薄片干燥时的收缩率、卷曲程度具有显著影响(P0.05)。50℃时收缩率为54.97%,80℃时收缩率升高为64.55%;干燥温度与马铃薯片卷曲程度呈先升后降的关系,60℃时卷曲度最大,其深度均值为27.81 mm,80℃时降低到18.86 mm。而四组温度下,马铃薯薄片的平整度具有显著性差异(P0.05),50℃时马铃薯片深度值的标准差为7.99 mm,80℃时降低至5.71mm,说明平整度随着干燥温度升高而增加。该研究可为马铃薯薄片干燥过程中形态变化的检测提供参考,同时为干燥工艺的智能化控制提供技术依据。     

微波干燥对西兰花不同部位萝卜硫素含量的影响

以西兰花为原料，采用高效液相色谱法（HPLC）测定西兰花的花、茎和叶3个不同部位的萝卜硫素含量，对比分析了微波干燥（微波功率900 W，时间10 min）和电热鼓风干燥（干燥温度90 ℃，时间2 h）两种脱水方式所得样品中萝卜硫素含量的差异，研究了微波干燥对西兰花中萝卜硫素含量的影响。结果表明：微波干燥西兰花不同部位的萝卜硫素含量由大至小顺序为茎、花、叶，分别为（152.50±0.27）、（82.75±1.28）和（23.72±0.18）mg/kg，西兰花茎中的萝卜硫素含量分别是花和叶中的2倍左右和7倍左右；电热鼓风干燥西兰花不同部位的萝卜硫素含量同样是茎中最高，为（156.32±1.37）mg/kg，花和叶中分别为（85.04±1.13）mg/kg和（53.26±2.78）mg/kg。微波干燥与电热鼓风干燥相比，对西兰花叶中的萝卜硫素含量影响较大，对茎和花的影响不大。西兰花叶子宜采用电热鼓风干燥，茎和花既可以采用微波干燥，也可以采用电热鼓风干燥。     

巨菌草高温快速干燥设备设计与试验

为了解决巨菌草含水率高、不易贮藏,以及自然晾晒中人工劳动强度大、营养损失大的问题,设计了一套大型高秆禾草高温快速干燥设备。基于传热传质理论,进行了关键参数计算与关键部件的设计,通过力学分析与FLUENT流体仿真进行优化,并对控制单元进行了设计。以最终含水率、水活度、色泽度、粗蛋白含量、酸性洗涤纤维含量和中性洗涤纤维含量为评价指标,进行了设备的干燥试验,并与新鲜物料、自然晾晒干燥进行对比分析。结果表明:高温快速干燥后,巨菌草的最终含水率为(16±1.82)%,水活度为0.564 8,生产率为2.73 t/h;与新鲜物料相比,亮度值L和蓝黄值b均无显著性差异,红绿值a增加了1.43;粗蛋白含量与酸洗中洗纤维含量均无显著性变化,粗蛋白质量分数较新鲜物料下降0.6个百分点。与自然晾晒相比,高温快速干燥后巨菌草的粗蛋白质量分数增加了0.63个百分点,且具有较好的表观质量。试验结果表明,该套设备改善了干燥后巨菌草的表观质量和品质,满足了巨菌草干燥的要求。     

油茶籽热风干燥动力学研究

为研究油茶籽热风干燥特性，探讨热风温度、初始干基含水率对油茶籽干燥速率的影响，在不同初始干基含水率、不同热风温度条件下分别对油茶籽进行干燥，并比较了9种数学模型在油茶籽热风干燥中的适用性。结果表明，油茶籽热风干燥过程并没有出现恒速干燥段，干燥主要发生在降速干燥阶段。物料初始干基含水率、温度是影响干燥的主要因素，初始干基含水率越低、干燥温度越高，干燥到目标含水率所用时间越短。干燥过程中，有效水分扩散系数随温度升高而增大，热风温度从50℃升高到80℃，其有效水分扩散系数由1.3132×10-9m2/s增大到3.9223×10-9m2/s，油茶籽的干燥活化能为33.6193kJ/mol；通过比较决定系数R2、均方根误差eRMSE以及卡方检验值χ2得出，Lewis模型为描述油茶籽热风薄层干燥的最优模型，预测值与试验值的均方误差为1.36%，最大相对误差小于4%，表明模型预测的干燥曲线和试验干燥曲线一致性较好。