疏解棉秆的热风干燥特性及其数学模型

棉秆重组材具有与木质人造板相媲美的优异性能,是棉秆资源利用的新途径。为此,对棉秆重组材生产的重要前处理工序—干燥工艺及疏解棉秆的热风干燥特性进行了研究,可为棉秆重组材的干燥工艺参数的选择和干燥设备的设计提供依据。利用数字型洞道干燥试验装置进行了单因素试验和正交试验,探讨不同热风温度、风速、疏解棉秆的初始干基含水率以及铺装质量对干燥速率的影响,得到改良的Page模型,可以描述疏解棉秆的热风干燥曲线,并分析了模型常数与各因素的关系。     

五味子热风干燥特性及数学模型

利用循环热风干燥装置对五味子热风干燥进行了研究,通过多种不同干燥条件的试验,获得五味子的干燥特性曲线。试验表明:在热风温度为60℃、热风风速为0.3m/s、铺料密度为15kg/m2时干燥效果较佳。通过对基于不同方程建立的3个干燥模型进行了比较,确立了基于Page方程的五味子热风干燥模型。该干燥模型可以为五味子热风干燥过程的设计和操作提供可靠的理论依据。     

牡丹压花热风干燥特性及动力学模型研究

研究牡丹压花热风干燥过程,对不同干燥温度和不同干燥板孔密度下的牡丹压花进行感官评分,探讨干燥温度以及干燥板孔密度对牡丹压花艺术美观性的影响规律.基于牡丹压花热风干燥特性,采用二次正交回归试验设计,拟合干燥模型系数n,K与干燥温度和干燥板孔密度之间的关系,建立牡丹压花热风干燥的数学模型.比较理论值和实际测定值,两者吻合良好,说明Page模型适合用来描述牡丹压花热风干燥过程.     

枸杞热风干燥特性及数学模型

利用GZ-1型干燥试验装置,在不同热风温度和风速条件下进行枸杞的热风干燥动力学试验,获得枸杞的干燥曲线和干燥速率曲线,并分析了热风温度和风速对干燥速度的影响。试验结果表明:热风温度是影响干燥速度的主要因素,风速是次要因素;试样在干燥前经过NaOH溶液处理后,其外观品质有显著的提高,且在较低温度条件下提高了枸杞干燥的速度;通过实验数据的拟合比较,得知指数模型的拟合效果最好。     

化橘红热风干燥动力学模型及品质特性

为探索化橘红热风干燥特性及品质,采用自制热风干燥设备研究了不同热风温度、切片厚度和风速对化橘红切片干燥特性、水分有效扩散系数及品质的影响,并建立了干燥动力学模型。结果表明：化橘红热风干燥过程属于降速干燥过程,热风温度和切片厚度对干燥时间影响较大;水分有效扩散系数范围0.2311×10^-7～0.7865×10^-7m²/s,热风温度和切片厚度对其影响显著,呈正相关性。通过拟合6种常用薄层干燥数学模型发现：Page模型具有最大的R²平均值、最小的χ²和RMSE平均值,分别为0.997、0.000312和0.01556;模型验证实验值与预测值拟合较好,模型可以用来预测化橘红热风干燥过程水分变化规律;温度对化橘红主含量柚皮苷和野漆树苷影响显著,在较低温度50℃时主含量保留率高,较高温度70℃时主含量最低,在55°、60°、65℃温度范围内主含量变化由干燥温度和干燥时间二者交互作用影响。     

化橘红热风干燥动力学模型及品质特性

为探索化橘红热风干燥特性及品质,采用自制热风干燥设备研究了不同热风温度、切片厚度和风速对化橘红切片干燥特性、水分有效扩散系数及品质的影响,并建立了干燥动力学模型。结果表明：化橘红热风干燥过程属于降速干燥过程,热风温度和切片厚度对干燥时间影响较大;水分有效扩散系数范围0.2311×10^-7～0.7865×10^-7m²/s,热风温度和切片厚度对其影响显著,呈正相关性。通过拟合6种常用薄层干燥数学模型发现：Page模型具有最大的R²平均值、最小的χ²和RMSE平均值,分别为0.997、0.000312和0.01556;模型验证实验值与预测值拟合较好,模型可以用来预测化橘红热风干燥过程水分变化规律;温度对化橘红主含量柚皮苷和野漆树苷影响显著,在较低温度50℃时主含量保留率高,较高温度70℃时主含量最低,在55°、60°、65℃温度范围内主含量变化由干燥温度和干燥时间二者交互作用影响。     

生姜热风干燥试验研究

通过选取热风温度、热风速度和切片厚度作为生姜干燥的影响因素进行生姜干燥动力学试验,得到了生姜热风干燥的干燥特性曲线和干燥速率曲线。热风干燥后对干品进行复水试验,从而进一步得出了不同干燥条件下的生姜干品复水特性与干燥条件的关系:热风温度越高,热风速度越大,切片厚度越小,生姜干燥速度越快,干燥效率也越高;但干品的复水特性随温度的升高和风速的增大反而降低。     

花生热风干燥特性及动力学模型的研究

为研究花生干燥特性,选取不同干燥温度、干燥风速对花生进行薄层热风干燥,并建立干燥动力学模型。结果表明:干燥温度、干燥风速越高,花生干燥速率越快,干燥用时越短;干燥温度对花生干燥是影响大于干燥风速的影响。由模型拟合数据可知,花生干燥过程可以利用Page模型进行较为准确的描述。     

4种薯类作物热风干燥特性的比较

为了考察薯类作物的热风干燥特性的异同点、优化薯类作物热风干燥工艺,本文选取4种薯类作物(红薯、马铃薯、芋头和山药),在不同温度(55、70、85℃)、切片厚度(3、5、7mm)和切法(横切、纵切)条件下进行比较,研究其热风干燥特性。结果表明:温度与切片厚度对4种物料的干燥特性影响一致,切法对4种物料的干燥特性影响略有差别,但不明显。通过比较,发现它们在热风干燥过程中各类指标变化基本一致,具有共性,在工业生产上可以进行归类,为薯类作物产业化生产提供了理论依据。     

基于RSM和GA-BP-GA优化的油茶籽仿真参数标定

采用逆向工程技术,在EDEM软件中建立了油茶籽离散元模型;通过物理试验测得油茶籽堆积角为(27.93±1.46)°,以及密度、碰撞恢复系数和油茶籽-钢板间静摩擦因数的参数区间,采用Plackett-Burman Design和最陡爬坡试验筛选显著性因素;以堆积角为响应值,采用响应面(RSM)和机器学习对显著性参数进行优化和对比。结果显示,基于遗传算法(GA)的BP人工神经网络的预测能力与稳定性优于随机森林、支持向量机和BP人工神经网络;采用GA寻优得到油茶籽-油茶籽间静摩擦因数为0.443、油茶籽-钢板间静摩擦因数为0.319、油茶籽-油茶籽间滚动摩擦因数为0.063,测得仿真堆积角为27.63°,与实际堆积角的相对误差为1.09%;采用RSM得到油茶籽-油茶籽间静摩擦因数为0.383、油茶籽-钢板间静摩擦因数为0.335、油茶籽-油茶籽间滚动摩擦因数为0.064,测得仿真堆积角为26.99°,相对误差为3.33%。研究结果表明,在油茶籽参数标定中,GA-BP-GA的参数优化效果优于RSM,并且该研究所建油茶籽模型与参数标定结果可用于离散元仿真。     

基于卷积神经网络的油茶籽完整性识别方法

针对现有油茶籽色选机无法识别碎籽的问题,提出一种基于卷积神经网络的油茶籽完整性识别算法。以油茶籽完整性识别为目标,构建油茶籽图像库;基于油茶籽完整性识别任务要求,通过对Alex Net网络进行优化得到适合油茶籽完整性识别的卷积神经网络模型,该网络具有4层卷积层、2层归一化层、3层池化层和1层全连接层。为了提高网络分类准确率和实时性,从网络结构简化和超参数优化两方面对卷积神经网络进行优化,最终网络结构(CO-Net)的分类准确率、训练收敛速度和泛化性能均得到了提高。实验结果表明,优化后的网络对油茶籽完整性识别准确率达98.05%,训练时间为0.58 h,模型规模为1.65 MB,单幅油茶籽图像检测平均耗时13.91 ms,可以满足油茶籽在线实时分选的要求。     

茄子热风干燥试验研究

通过对茄子漂烫渗透研究了渗透失水率和固形物增加率。用单因素试验研究茄子在不同风温、切片厚度、风速、渗温和预处理下的热风干燥特性并绘制干燥速率和湿基含水率曲线。结果表明:茄片越厚,渗透失水率越低;渗温越高,固形物增加率越低,失水率越高;风温及渗透温度越高、风速越大、茄片越薄,干燥速率越快;影响干燥速率主次因素是风温、切片厚度、渗透温度、风速;漂烫渗透比漂烫和未处理干燥速率更高。     

甘蓝型油菜籽薄层热风干燥的能耗分析与研究

在热力学第一定律的基础上,对干燥过程的能量消耗进行了分析与研究。基于干燥过程中能量消耗为水分蒸发消耗能量与物料升温消耗能量之和,建立了薄层热风干燥过程的能耗模型。将干燥过程中水分蒸发所消耗的热量处理为能量方程中的源项,并引入了活化能与能耗比的概念,得到了薄层热风干燥过程的温度场分布与总能耗变化情况。分析表明:活化能的计算值与理论值的偏差为9. 19%;薄层热风干燥过程中适当地提高干燥速率,可减少干燥时间和干燥过程中的能量消耗。     

红枣热风干燥机械加热加湿装置的设计与试验

热风干燥方式仍是红枣制干技术中最主要的干燥技术。针对目前红枣干燥机械以温度控制为主而忽略湿度的主动干预性调节作用的问题,结合红枣热风干燥工艺,设计了一种可进行加热与加湿的红枣干燥机械。通过对热风干燥样机的预热与红枣干燥试验,结果表明:样机运行可靠、温湿度控制稳定;干燥室温度稳定在6 5℃左右,变化幅值小于1℃,干燥室湿度保持在6 0%-6 8%之间稳定变化,且加湿量稳定,能满足红枣干燥过程中加热与加湿的要求;机械预热时间短,温湿度变化稳定,在干燥前期能保持高温高湿干燥,适用于红枣干燥工艺的优化研究与应用。     

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。     

鸡腿菇热风干燥工艺参数优化

为了提高鸡腿菇热风干燥速率及热风干燥后产品品质,对新鲜鸡腿菇进行了热风干燥实验,研究干燥过程中热风温度X1、热风风速X2和切片厚度X3对鸡腿菇干燥速率Y1、复水比Y2和干燥产品色差Y3的影响。采用综合评分法,结合响应面分析,对多指标进行综合优化,建立指标综合值与各因子之间的回归模型,求出最佳工艺参数组合。实验结果表明:鸡腿菇热风干燥过程中各因素对鸡腿菇干燥速率及干燥后产品质量都有显著影响(P <0. 05);在热风温度55℃、热风风速1. 35m/s、切片厚度4mm的最佳工艺参数组合下进行热风干燥,鸡腿菇热风干燥速率Y1=0. 301 g/min,干燥后产品复水比Y2=3. 61,色差Y3=21. 95,综合干燥效果达到最佳,与指标综合值模型预测值相对误差低于5%。本研究可为鸡腿菇热风干燥工业化生产提供参考。     

油茶籽糖蛋白提取工艺优化及抗氧化性

为探讨油茶籽糖蛋白的最优提取工艺及抗氧化活性,在单因素试验基础上采用响应面法对提取油茶糖蛋白的关键参数进行了优化。同时以维生素C作为对照,采用4种不同方法考察了油茶籽糖蛋白的抗氧化性能。结果表明,油茶籽糖蛋白的最佳提取工艺条件为:浸提时间8.81 h、提取盐浓度0.12 mol/L、pH值8.77和液料比11.62 mL/g,在此条件下蛋白得率为8.76%,糖得率为10.14%。抗氧化试验表明,油茶籽糖蛋白能显著清除DPPH、羟基自由基和超氧阴离子自由基,具备一定的还原能力。     

基于动网格的白萝卜热风干燥热质传递研究

针对果蔬干燥过程模拟时未能考虑收缩对几何模型及热质传递的影响而导致求解精度较差的问题,采用动网格技术优化果蔬热风干燥过程中热质传递的数学模型。选择结构均匀、干燥过程收缩率较明显的白萝卜作为代表性物料,试验结果表明：样品长度对收缩特性具有显著影响,当样品长径比为10时,干燥收缩的各向同性率最优,此时Hatamipour模型是最适合描述白萝卜热风干燥收缩规律的模型。基于动网格技术将收缩方程与热质传递方程耦合后探究白萝卜热风干燥的热质传递规律,结果表明：考虑收缩后由于迁移路径变短,物料内部水分脱除速率加快且表层水分梯度降低;与未考虑收缩情况相比,干燥前中期水分蒸发量较大而后期含水率较小,使得物料温度先迅速升高至30℃后缓慢提升至60℃的平衡温度,该趋势更接近试验值;考虑收缩方程后,物料内、外部含水率和温度模拟结果的偏差分别从17%~8%、12~2℃降低至14%~3%、3~2℃。结果表明：基于动网格的数值模拟具有更高的计算精度,为分析热风干燥过程中的热质传递规律提供了可靠的模型。