基于BP神经网络的牡丹花热风干燥含水率预测模型

针对热风干燥制作牡丹压花时含水率不便实时测定的问题,探讨了干燥过程中热风温度、风速、压花板孔密度和牡丹花初始质量对干燥速率的影响.利用BP神经网络建立了干燥时间、热风温度、风速、牡丹花初始质量、压花板孔密度与牡丹花干燥过程中含水率之间的关系模型,采用Matlab神经网络工具箱对模型参数进行训练和模拟.结果表明,利用神经网络建立的模型仿真结果与实测值接近,预测性较好.     

多馈源热风微波流态化干燥试验台

阐述了多馈源热风微波流态化干燥试验台的总体结构和工作原理,分析了微波干燥室、微波管开口位置和振动流态化装置的设计,确定了具体结构和相关参数。微波干燥室的总模式数为106,品质因素达到1 398,6管单面开口磁控管配置方式的微波场更为均匀,调节振动电动机频率可使物料处于流态化状态,保证物料更均匀地吸收热能和微波能。利用试验台对鲜胡萝卜的分段组合干燥工艺进行了试验,脱水胡萝卜颗粒之间的含水率差异在1.22%之内,保持胡萝卜原有色泽、气味和滋味的干制品合格率达到88.63%。     

北方荞麦薄层干燥特性的试验研究

为提高荞麦烘贮品质,改善荞麦因含水量较高而导致的收获后贮藏难度大,发生品质下降的问题。通过采用薄层干燥试验台,探求温度,风速及初始含水率对荞麦的干燥特性的影响,试验结果表明,当温度恒定时,风速越高,荞麦干燥速率越快;当风速恒定时,荞麦的含水率随温度升高呈下降趋势。使用薄层干燥试验台进行L_9(3~4)正交试验,探求不同干燥组合对荞麦发芽率的影响,得出最佳干燥工艺组合为干燥温度40℃,风速0.5 m/s,荞麦初始含水率25.95%。在该组合条件下,通过使用Matlab对干燥前后荞麦脱壳籽粒图像处理,显示其面积收缩率为0.15。该试验结果为荞麦深床干燥提供参考。     

新鲜山核桃热风干燥脱水规律研究

将新鲜山核桃在不同的热风温度、物料层数、热风风速条件下进行干燥,定时测定烘箱中山核桃的水分值,计算相应时间点的干基含水率及干燥速率,以干燥时间为横坐标、干基含水率及干燥速率分别为纵坐标绘制曲线图。试验结果表明,新鲜山核桃在干燥过程中主要有两个明显的阶段,降率干燥阶段和恒率干燥阶段,同时热风温度、物料层数、热风风速对新鲜山核桃的干燥也有着不同的影响程度。     

微波流态化干燥姜片工艺与品质分析

研究了不同微波功率下,微波流态化干燥姜片的工艺和品质。在工艺参数比较适中的0.7 W/g的微波功率下,姜片流态化干燥时间为1.83 h,与75℃热风干燥相比干燥时间缩短了6.67 h,且维生素C保有率优于热风干燥。然而,微波流态化干燥,姜片的微观结构和复水能力都发生了明显的变化,当干基含水率降到200%以下,姜片的感官品质变化很快。发挥微波流态化干燥的相对优势,需要控制干燥后期的降水速度,这也是改进工艺的研究重点。     

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。     

香葱微波干燥工艺优化试验研究

采用微波干燥技术对新鲜香葱进行干燥,以期获得高品质干香葱。通过单因素和正交试验深入分析香葱质量、堆放厚度及微波功率等因素对干香葱感官品质、复水率等品质的影响,以研究出最优干燥工艺参数组合。结果表明:在微波功率2 000W、香葱堆放厚度25mm、质量130g的条件下,获得干香葱的品质最优。     

猕猴桃片旋转托盘式微波真空干燥特性分析

为研究猕猴桃片基于旋转托盘式微波真空干燥特性及品质优化工艺,探讨了不同功率密度（3.33、6.25、9.58W/g）、干燥温度（40、45、50、55℃）、腔室压力（5、10、15、20kPa）及切片厚度（3、6、9、12mm）对猕猴桃片干燥特性的影响,比较了旋转托盘式相对于传统水平转盘式微波真空装备的优势,并研究了不同模型拟合预测猕猴桃片水分比变化的准确性与适用性。结果表明：随着功率密度的降低和切片厚度的增大,物料干燥过程中存在更为明显的恒速段;当干基含水率降至1.3g/g左右时,干燥过程转入降速阶段。综合考虑感官评价及干燥时间可得,功率密度6.25W/g、干燥温度45℃、腔室压力5kPa、切片厚度6mm干燥条件下猕猴桃片干制品品质最佳。旋转托盘式微波真空干燥可大幅提升物料装载量,干燥均匀性较传统方式提升了16%,干燥平均能耗仅为后者的71.2%。通过模型预测值与试验实测值的比较,BP神经网络模型决定系数R2可达0.996,相比Weibull模型能更好地预测猕猴桃干燥过程的水分比变化规律。     

花椒热风-微波组合干燥失水特性研究

花椒热风干燥降速期水分含量低,水分扩散慢,导致热风干燥耗时长。为提高干燥效率,并通过热风与微波组合干燥,分别进行热风干燥、微波干燥和热风-微波组合干燥实验,探究不同干燥参数对花椒失水特性的影响,以确定合理的干燥转换临界点和最优组合干燥模型,并将傅里叶准则数(F₀)引入Fick第二扩散定律方程,求解有效水分扩散系数(D_eff)。研究结果表明：热风和微波单独干燥时,升高风温风速和增加微波功率均有利于缩短干燥时间;热风-微波组合干燥花椒时,热风段转微波段的最佳目标含水率即为热风干燥的临界点含水率(65%(w. b)),且高热风温度和高微波功率均可使微波干燥段获得高失水速率;热风-微波组合干燥花椒热风段和微波段对应的最优模型分别为Wang and Singh模型和Page模型,D_eff范围分别为1.908×10^-9～3.547×10^-9 m²/s和1.883×10^-8～3.321×10^-8 m²/s...     

风干板栗太阳能-热泵联合干燥特性与数学模型研究

为研究风干板栗太阳能-热泵联合干燥特性,以新鲜板栗为原料,探讨干燥温度、干燥风速、装载量对风干板栗干燥速率和干基含水率的影响,在不同干燥温度、干燥风速、装载量条件下分别对新鲜板栗进行干燥,并比较了6种数学模型在风干板栗太阳能-热泵联合干燥的适用性,同时以Fick第二扩散定律为依据,确定风干板栗不同干燥条件下的有效水分扩散系数。结果表明：风干板栗干燥过程由调整阶段和降速干燥阶段控制,主要表现为降速干燥;干燥温度越高、干燥风速越高以及装载量越小,干燥至目标含水率所用时间越短,干燥速率越大;干燥过程中,有效水分扩散系数随干燥温度及干燥风速的升高、装载量的降低呈现增大的趋势,干燥温度从15℃升高到35℃,其有效水分扩散系数由3.00124×10-10m2/s增大到8.42115×10-10m2/s,干燥风速由1.0m/s升高到5.0m/s,其有效水分扩散系数由4.54717×10-10m2/s增大到9.13767×10-10m2/s;装载量从0.6kg升高至5.4kg,其有效水分扩散系数由1.14753×10-9m2/s降至3.20443×10-10m2/s;通过比较决定系数（R2）、残差平方和及卡方（χ2）得出,Page模型为描述风干板栗太阳能-热泵联合干燥的最优模型,验证发现试验值与模型预测值拟合度较高,Pearson相关系数为0.998,二者显著相关（P＜0.05）,说明Page模型能够较好地反映风干板栗干燥过程中水分变化规律。     

基于遗传算法的苦瓜片真空冷冻干燥工艺优化

为提高苦瓜片干制品品质,应用真空冷冻干燥技术对新鲜苦瓜片进行干燥,以得到最佳工艺参数。采用响应面分析法设计四因素三水平试验,对苦瓜片试验指标（含水率和复水比）和干燥工艺参数（切片厚度、温度、绝对压强和干燥时间）建立二次多项式回归模型,并对模型的有效性及因素间的交互作用进行分析,利用Matlab中的遗传算法对结果进行综合优化。结果表明：建立的回归方程拟合度较好,模型显著,所得工艺参数合理可用。苦瓜片真空冷冻干燥的最佳工艺参数为：切片厚度为4mm,隔板温度为46℃,绝对压强为73Pa,干燥时间为8.7h。该条件下含水率为6.23%,复水比为11.75。     

牡丹籽微波干燥特性研究

为了探索一种能将牡丹籽快速干燥且干燥后品质较好的方法,以延长贮存时间、保证榨油品质,对牡丹籽进行了微波干燥试验。试验选取微波干燥的加热时间、间歇时间和物料层厚度为试验因素,研究了牡丹籽微波干燥特性,并以牡丹籽的干燥速率、爆壳率和熟化率作为评价指标,对牡丹籽进行了正交试验,利用综合平衡法得到了牡丹籽微波干燥的最优工艺参数。试验结果表明:牡丹籽的失水过程主要处于恒速阶段,不同微波干燥参数对牡丹籽微波干燥特性有着不同的影响,当干燥时间为20s歇时间为60s,物料层厚度为2层时,可以在保证牡丹籽品质的前提下得到较快的干燥速率。     

微波热泵联合干燥机的设计与试验研究

为了解决农产品干燥过程中能耗高、品质差等问题,研制了一种微波热泵联合干燥机,对该机的整机结构、工作原理和关键部件做了介绍分析,并以金针菇为原料进行了微波热泵联合干燥机的最佳干燥工艺探究试验。试验表明:在微波功率13.3k W、热风温度65℃、传送带转速0.6m/s时,干燥后的金针菇含水率12.37、复水比3.124、色差81.8,满足干燥要求且优于其他组合。该研究可为微波热泵联合干燥机的研制及金针菇的干燥提供参考。     

微波真空干燥条件对苹果脆片感官质量的影

选择微波功率、真空度和初始含水率为自变量,采用二次回归正交旋转组合设计结合响应面法,建立了微波真空干燥苹果脆片感官质量的回归模型,分析了各试验因素及交互作用对感官质量的影响规律,获得较高感官质量的工艺条件理想取值区间:微波功率10.6～12.7 W/g、真空度0.083～0.094 MPa和初始含水率0.6～0.9.获得高品质苹果脆片的最佳工艺条件为:微波功率11.7 W/g、真空度0.089 MPa、初始含水率0.75, 感官质量预测得分可达到9.51.通过试验验证,感官质量实测平均得分值为9.42,进一步证明回归模型具有较好的拟合度.     

微波水分测量仪的设

简述了微波干燥法测量物料含水率的原理,进行了微波水分测量仪的整体设计,设计了微波干燥装置、高精度质量传感器及调理电路,同时进行了仪器单片机控制电路的软硬件设计,并制作了仪器实体.从试验结果可以看出,微波水分测量仪对物料含水率的测量时间为4min左右,测量误差小于0.05%.与常规微波衰减法含水率测量仪相比,采用微波干燥法测量物料含水率具有速度快、精度高的优点.     

苦瓜微波-热风振动床干燥湿热特性与表观形态研究

为探索热风对苦瓜片微波干燥特性、湿热特性与表观形态的影响,利用微波-热风振动流化床干燥机,研究了新鲜苦瓜片在不同微波-热风组合方式下的干燥动力学特性、热像变化、水分状态分布、色泽以及微观结构的变化。试验结果表明：热风对微波振动流化床干燥有显著影响,微波0.6W/g、微波0.6W/g+热风60℃+风速3m/s、微波0.6W/g+热风70℃+风速6m/s比单独热风70℃+风速3m/s的干燥时间分别缩短56.4%、70.5%和75.6%。在表观形态上,单独热风干燥的脱水苦瓜片与新鲜苦瓜片色泽最为接近,两组微波-热风组合干燥所得样品色泽优于单独微波干燥。在湿热特性上,微波-热风组合干燥后期物料温度均匀性显著优于单独微波干燥,4种干燥方式下NMR波谱下的水分信号逐渐降低,且主峰向左移,水分的活跃程度降低,MRI信号显示,热风能改善微波干燥过程中水分分布均匀性。扫描电镜观测表明,单独热风干燥对保持脱水苦瓜片细胞完整性效果最明显,微波-热风组合干燥的细胞完整性显著优于单独微波干燥。微波-热风组合振动流化床干燥工艺在保证被干物料品质前提下还极大提高了物料干燥效率,缩短了干燥时间。     

微波-气流式干燥技术在菊花干燥中的实验研究

针对菊花含水率高,且花头、花瓣含水不均的生理特性,应用微波－气流式干燥技术,对菊花的干燥方式、方法、工艺、效果等进行了探索性研究,在菊花得到干燥的同时,保持色、香、味、形不变,提高了菊花的品质。     

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。     

不同类型牡丹花的营养成分及体外抗氧化活性分析

选择5个牡丹品种,采用紫外分光光度计、荧光分光光度计、氨基酸自动分析仪和原子吸收分光光度计,测定了牡丹花中多酚类物质、维生素、氨基酸和10种矿物元素的含量;体外法分析了牡丹花水提液清除O2-和·OH的效能。结果表明:5个牡丹品种花瓣中含有丰富的多酚类物质、维生素、蛋白质、矿物质;所含氨基酸种类齐全,必需氨基酸和呈味氨基酸含量较高;不同品种牡丹花水提液清除O2-和·OH的效能有明显差异,清除O2-的能力高于清除·OH的能力。综合分析认为牡丹花具有较高的营养价值,值得进一步研究开发。     

真空干燥雪莲果粉玻璃化转变温度与贮藏稳定性研究

采用差示扫描量热法测定了真空干燥雪莲果粉(YP)和按总固形物质量比为1∶1添加麦芽糊精的雪莲果粉(YP-MD)玻璃化转变温度T g,分别采用GAB模型和Gordon-Taylor方程拟合水分吸附和T g数据,构建YP和YP-MD的状态图,探讨添加麦芽糊精(MD)对雪莲果粉临界水分活度和临界含水率的影响。结果表明,雪莲果粉的T g随着含水率升高而降低,YP的湿基含水率由5.95%增加至30.88%时,T g由15.8℃降低至-72.6℃;YP-MD的湿基含水率由5.11%增加至27.66%时,T g由30.5℃降低至-53.5℃。添加MD显著增加了雪莲果粉的T g。温度25℃时,YP和YP-MD的临界干基含水率为0.0455 g/g和0.0723 g/g,临界水分活度为0.12和0.27。因此,添加MD能显著增加雪莲果粉的临界含水率和临界水分活度,从而提高雪莲果粉的贮藏稳定性。