南瓜浆滚筒干燥动力学模型

以辊式布料的单滚筒干燥机为对象进行南瓜浆滚筒干燥试验,探讨了滚筒干燥过程中物料的干燥动力学特性及其干燥动力学模型。根据物料的状态将滚筒干燥过程分为浆状和膜状两个阶段,测定了不同蒸气压力下物料的含水率,分析了干燥速率随蒸气压力和时间的变化规律。结果表明:物料中的水分大部分在浆状区中蒸发,蒸气压力越高,干燥速率越快;物料在膜状区中为降速干燥阶段,蒸气压力越高膜状区起始含水率越低,起始阶段的干燥速率越慢,干燥速率下降也越慢,干燥时间越短。膜状区物料含水率的试验数据与主要薄层干燥模型进行拟合,Midilli-Kucuk模型可以很好地预测南瓜浆滚筒干燥的动力学特性。     

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。     

萝卜丝薄层干燥试验及其数学模型的建立

萝卜丝干燥是萝卜加工的重要环节。利用薄层干燥试验台,进行萝卜丝的薄层干燥试验,探讨热风温度、风速对干燥速率的影响。结果表明,萝卜丝干燥具有典型物料干燥的升温、等速、降速3个阶段,热风温度对干燥速率的影响比风速对干燥速率的影响显著。用BP神经网络建立萝卜丝干燥的数学模型,并与Page模型的模拟结果进行对比。结果表明,用BP神经网络预测的含水率比精度明显高于Page模型。     

基于热风干燥的薄层物料试验装置与方法研究

本研究设计了一种基于热风干燥的薄层物料试验装置,干燥过程可控;开发了基于试验装置的干燥方法,能够实现干燥过程中质量、含水率、风速、温度、湿度的实时测量。基于本试验装置与方法,能够开展物料干燥特性、干燥能耗和干燥工艺拟合等研究。     

丸粒化玉米种子薄层干燥的数学模型

采用多元线性回归分析程序,将常见的谷物薄层干燥模型化为线性模型。在对丸粒化玉米种子进行三因素三水平干燥试验的基础上,通过试验数据的分析,对不同风温下的干燥曲线进行模型比较,经拟合得出适合丸粒化玉米种子的数学模型为Page模型。丸粒化玉米种子干燥特性不同于非丸粒化种子,丸粒化种子有其薄层干燥方程。该模型能较好地预测各干燥阶段的干燥速率及含水率,确定合理的干燥工艺以便调控干燥环境,达到高效低耗的目的。     

除湿通风干燥过程中的谷物含水率解析

用薄层干燥模型对常温除湿通风干燥时谷物含水率的变化进行了解析，这种解析方法对其它干燥方式也是适用的。     

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。     

热风温度对苜蓿薄层干燥速度的影响

苜蓿属热敏性物料,热风温度的高低直接影响干燥过程的能耗、干燥质量及效率。为此,以紫花苜蓿为研究对象,在东北农业大学干燥试验室薄层干燥试验台上,进行了热风温度对紫花苜蓿薄层干燥速度影响的试验研究,建立了不同介质温度苜蓿干燥特性曲线及介质温度与降水幅度模型,为牧草干燥机的设计提供可借鉴的参数。     

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.     

龙眼薄层干燥的试验研究

为探讨龙眼的干燥特性，对龙眼进行了薄层干燥试验。分析了风温、风速和相对湿度对干燥速率的影响；通过对试验数据处理，获得了描述龙眼薄层干燥水分比与干燥时间关系的模型方程，为龙眼深床干燥提供了理论依据。     

玉米过热蒸汽薄层干燥数学模型

在自行设计的过热蒸汽干燥试验台上进行了各种工况下玉米的薄层干燥试验,用数理统计中优化的方法,建立了薄层干燥方程,用来定量地描述玉米对热蒸汽干燥规律。结果表明,尽管过热蒸汽和热风为不同的干燥介质,薄层干燥方程仍可用与热风干燥相同的方法来建立。     

质热平衡原理预测萝卜丝薄层干燥与试验研究

利用干燥中质、热平衡原理对两种干燥条件下的萝卜丝薄层干燥过程进行预测,建立了预测模型,并作了实验验证。结果表明:预测结果与实验结果十分接近,预测结果还表明物料在干燥中干燥速率先变大,然后变小,最后物料接近平衡水分,符合干燥规律,因而用该预测模型预测萝卜丝薄层干燥过程是可行的。     

谷朊粉颗粒热风干燥动力学模型及水分迁移规律

为了探究谷朊粉颗粒热风干燥过程中的干燥特性及水分迁移规律,开展了谷朊粉颗粒2因素3水平全因素热风干燥试验,考察不同干燥温度（50、60、70 °C）和颗粒厚度（4.24、9.15、15.52 mm）下的干燥特性,运用低场核磁共振技术分析了干燥过程中的水分迁移规律,并建立干燥动力学模型和水分预测模型。结果表明:谷朊粉颗粒干燥速率和水分比随温度升高而显著降低（P＜0.05）;有效水分扩散系数随温度升高和颗粒厚度增加而增大。决定系数（R2）、离差平方和（\begin{document}$ {\chi }^{2} $\end{document}）、均方根误差（RMSE）计算结果表明,Modified Page薄层干燥模型对谷朊粉颗粒的干燥试验数据具有较高的拟合精度,而且建立了模型参数（k、n）与干燥温度（T）、颗粒厚度（H）的回归模型（R2＞0.926）。低场核磁共振横向弛豫时间（T₂）反演谱显示,随干燥时间的增加,各水分峰面积逐渐减小,而且峰位置逐渐向结合水靠近,并建立了含水率（M）与干燥时间（t）、颗粒厚度（H）、干燥温度（T）、弛豫反演图谱总峰面积（A）之间的回归关系,结果表明预测效果较好（R2=0.933）。研究结果可为谷朊粉颗粒干燥工艺提供参考。      

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。     

接触式超声强化热泵干燥苹果片的干燥特性

为研究接触式超声对热泵干燥的强化效应,在热泵干燥机内安装了一套超声波装置,并以苹果片为研究对象,进行接触式超声强化热泵干燥试验,研究超声波功率、干燥温度以及切片厚度对苹果片干燥特性的影响。结果表明:将物料放在超声辐射盘上进行热泵干燥强化,有利于加快物料内部传质过程;随着超声功率和温度的增加以及厚度的减小,物料所需干燥时间逐渐缩短,平均干燥速率逐渐增大;超声对干燥速率的影响随着物料含水率的降低而减弱;在温度较低及物料较薄时,接触式超声的强化效果较好,但其对干燥速率的影响随着温度升高及物料变厚而有所下降;有效水分扩散系数的数值范围为1.333×10-10~1.651×10-9m2/s,且随着超声功率及温度的升高而增大;经过接触式超声处理的苹果片,其组织结构中的孔洞明显增多与扩张,在60 W超声功率作用下还形成了较多微细孔洞,从而有利于物料内部水分迁徙与扩散。将接触式超声技术用于热泵干燥过程的强化,可有效提高热泵干燥速率,缩短物料干燥时间。     

基于BP神经网络的旁热式辐射与对流粮食干燥过程模型

针对旁热式辐射与对流粮食干燥机的干燥特点,建立了一种粮食干燥机干燥过程的BP神经网络预测模型。该模型采用了3层神经网络结构(8-10-1),模型输入为粮食干燥机的8个变量,模型输出为出口粮食水分比或干燥速率。通过编写Matlab建模程序,基于实际干燥实验的样本数据训练与测试网络,实现了红外辐射与对流联合干燥的动力学模型,并给出了相应的模型数学表达式,模型预测的出口水分比与干燥速率的R2分别为0.998 9和0.998 0,均方根误差分别为0.009和0.004 1,预测结果与实际测量数据拟合较好;另外,结合实验干燥条件对模型干燥性能的预测结果进行了分析与总结,并依据同样方法建立了顺逆流粮食干燥过程的出口粮食水分比预测模型,对比了2种干燥方式的干燥性能。仿真预测表明用BP神经网络方法建模简单,具有自适应性、灵活性和自学习性等特点,相比于其他粮食干燥的经验数学模型,能综合考虑多种影响因素,可为红外辐射与对流联合干燥过程提供一种新的建模方法。     

Effect of soil moisture regimes on the yield and water use of lentil (Lens culinaris Medic)

Summary The effect of soil moisture regimes on the grain and straw yield, consumptive water use (Cu) and its relation with evaporation from free water surface (Eo), water use efficiency and soil moisture extraction pattern of lentil was studied in a field experiment conducted at the Indian Agricultural Research Institute, New Delhi during the fall-spring season of the crop years 1979–1980 and 1980–1981. The grain and straw yield, consumptive water use rate, Cu/Eo ratio and water use efficiency increased with an increase in irrigation frequency. Consumptive water use rate increased as the crop season advanced and reached its peak value during flowering and grain filling stage. The Cu/Eo ratio attained its minimum values 35 and 105 days after sowing at branching and grain filling stages. Depletion of soil moisture was most from the top 0–30 cm soil layer followed by 30–60 cm soil layer and was least from 90–120 cm soil layer. The pattern of soil moisture depletion was also influenced by soil moisture regime. During the vegetative and flowering stage the percent contribution from the top 0–30 cm soil layer decreased and that from the lower soil layers (30–60, 60–90, and 90–120 cm) increased with an increase in the soil moisture tension, however, the actual amount of moisture depleted from all the soil layers was always higher under low soil moisture tension regime than under high soil moisture tension regime. During the grain development stage the soil moisture treatment had no significant effect on the relative contribution from different soil layers under low and high soil moisture tension as the crop was irrigated at the same time under both these treatments. However, with no irrigation, the percent contribution from top soil layer continued to decrease, and from lower soil layers continued to increase, as the crop advanced from flowering stage to grain development stage.     

减压脱水—一种食品脱水方法

在现有减压脱水试验台上对洋葱进行了减压薄层脱水试验。认为:洋葱的减压脱水与热风脱水过程基本相似,但减压脱水的等速脱水阶段在整个脱水过程中所占比例更大,减压脱水能使干制品达到更低的含水率。建立了洋葱减压脱水方程,找出了脱水温度、压力(真空度)、物料层厚度与干制品含水率的关系。     

稻谷固定床深层干燥的计算机模拟

针对稻谷固定床深层间歇干燥过程中的加热和缓苏两个阶段建立了数学模型，用C语言编制了相应的运算程序。用该模型计算了不同干燥介质温度和湿度、不同粮食初始含水率和温度条件下，不同层厚处稻谷的含水率和温度，计算结果与试验结果基本相符。