气体射流冲击烘烤甘薯的试验研究

通过自行研制的试验样机 ,采用电测技术 ,对甘薯进行气体射流冲击烘烤的试验研究。试验参数为 :喷嘴气体温度 15 0℃ ,出口气体速度 15m·s-1,甘薯直径约 60mm。试验过程中 ,当甘薯温度低于 70℃时 ,其温度以 3～ 4℃·min-1的速度升高 ;温度在 70～ 95℃时 ,升温速度为 1～ 2℃·min-1,其中当温度为 80℃时 ,甘薯的理化指标发生变化 ,硬度变软 ,香味溢出 ;当甘薯上部温度达到 95℃时 ,其温度不再升高 ;当甘薯中心温度达到 90℃时 ,甘薯完全熟化。总烘烤时间为 3 3min ;甘薯在烘烤过程中 ,含水量损失为总质量的 15 %～ 2 0 % (湿基 ) ;烤制成本为0 4～ 0 5kW·h·kg-1。     

颗粒物料气流干燥的数学模型

根据两相流的基本理论，建立了直管式气流干燥机的数学模型。经验证，计算结果同数据吻合。本模型可用于一般工程设计，也可用于气流干燥机的性能分析。     

核桃气体射流冲击干燥特性及干燥模型

目的】研究不同条件对核桃气体射流冲击干燥的影响,提高核桃干制品质、缩短干燥时间,得到干燥所需活化能并筛选出最适干燥模型。【方法】采用热管和自制气体射流冲击节能干燥技术相结合的方法,利用9组试验,探讨了不同射流风温（40、50和60℃）、介质风速（11、12和13 m·s^-1）对物料干燥特性、有效水分扩散系数和活化能的影响,同时通过数据统计对5个干燥模型的拟合筛选,建立5个干燥动力学模型,分别为Page模型、Modified Page模型、Logarithmic模型、Herdenson and Pabis模型和Lemus模型,利用DPS软件对数据进行处理,拟合后得到最终的普遍适用的水分比MR与时间t的参数方程。【结果】与大多数食品物料的气体射流冲击干燥试验类似,核桃的气体射流冲击干燥主要属于降速干燥,没有恒速干燥阶段。风温对核桃气体射流冲击干燥的各个阶段影响均较大,风温越高,水分比下降越快,干燥速率越高。风速对干燥时长几乎无影响,但对于表面水分汽化阶段的速率具有一定影响,能够在这一阶段使干燥速率加快,对内部水分转移阶段的干燥速率几乎无影响。利用这一特点可以采用不同时段改变风温风速的方法,既缩短干燥时长又达到节能目的。总体来说对缩短干燥时间的影响顺序为：风温＞风速。核桃气体射流冲击干燥的有效扩散系数随风温升高而增加,风速对其几乎无影响,通过费克第二定律求出了干燥过程中核桃的有效水分扩散系数,其值为0.9674×10^-11-2.2231×10^-11m²·s^-1,由于其具有外壳等结构,所以比一般的食品物料的有效水分扩散系数低1-3个数量级。活化能随风速增大而增加,最低的活化能为27.644 kJ·mol^-1。5个模型均具有较高的拟合度,能较好地对核桃气体射流冲击干燥进行描述,其中Modified Page模型有最大的确定系数R²、最小卡方值（χ²）和均方根误差（RMSE）。以Modified Page模型,通过DPS软件进行回归,建立了在风温为40-60℃,风速为11-13 m·s^-1条件下核桃物料气体射流冲击干燥普遍适用的水分比MR与时间t的参数方程。【结论】射流风温与介质风速对核桃气体射流冲击干燥曲线、干燥速率曲线、有效水分扩散系数和活化能均有影响。根据在不同条件下得到的拟合值与试验组测定的观察值进行拟合比较,以风温为50℃、介质风速为13 m·s^-1时干燥最佳。Modified Page模型与Page模型均适合描述在风温为40-60℃,风速为11-13 m·s^-1条件下的核桃气体射流冲击干燥。而Modified Page模型拟合程度更高,是核桃气体射流冲击干燥最优模型。     

紫薯气体射流冲击干燥效率及干燥模型的建立

【目的】为了提高紫薯干制品质、提高干燥效率,研究不同条件对紫薯气体射流冲击干燥特性的影响并筛选出最适干燥模型。【方法】采用自制气体射流冲击干燥机干燥紫薯片,探讨风温、风速、预处理和切片厚度对物料干燥特性和水分有效扩散系数的影响。利用数据统计对6个干燥模型进行拟合筛选。【结果】与大多数食品物料干燥试验结果一样,紫薯的气体射流冲击干燥主要属于降速干燥。预处理可增加物料初温且使物料更快达到干燥环境温度,但降低干燥速率并延长干燥时间。干燥速率随着切片厚度增加而降低,但随着风温和风速的增加而增加。物料厚度和风速对物料升温影响小,但风温对物料升温有较大影响,随着风温增加会延长物料达到干燥环境温度所需时间。有效扩散系数随着片层厚度、风温和风速的增加而增加,最高有效水分扩散系数为7.0033×10-10 m2•s-1。所有模型都能较好地描述紫薯气体射流冲击干燥过程中紫薯的水分变化规律,其中Modified Henderson and Pabis模型有最大确定系数,最小卡方值和均方根误差。【结论】风温、风速、切片厚度、预处理对紫薯气体射流冲击干燥曲线、干燥速率曲线和温度、有效水分扩散系数均有影响。在风温50—80℃,风速10—13 m•s-1且切片厚度为1.87—4.80 mm条件下,Modified Henderson and Pabis模型是拟合紫薯干燥曲线的最适模型。     

苦瓜片气体射流冲击干燥特性及干燥模型

【目的】提高苦瓜片的干制品质、缩短干燥时间,通过研究不同条件下气体射流冲击技术对苦瓜片干燥特性的影响,并根据干燥过程中水分的变化规律确定最适干燥模型。【方法】利用实验室自制气体射流冲击干燥机干燥苦瓜片,探讨不同风温(40、50、60、70和80℃)、风速(9、10、11、12和13 m·s~(-1))和切片厚度(2、3、4、5和6 mm)对物料干燥特性和水分有效扩散系数的影响,计算出干燥活化能。以确定系数(R~2)、卡方(χ~2)及均方根误差(RMSE)为评价指标,并利用Origin 8.0软件将试验所得数据与5个常用的干燥模型进行拟合,筛选出最适干燥模型,建立模型参数与干燥条件之间的关系,并检验干燥模型的预测效果。【结果】苦瓜片的气体射流冲击干燥属于降速干燥,没有明显的恒速干燥阶段。在试验条件下,风温、风速和切片厚度对苦瓜片在气体射流冲击干燥过程中的干燥特性均有一定影响,风温越大、切片厚度越小、风速越大,物料的干燥速率越大,水分比下降越快,干燥所需时间越短,但风速的影响远不如风温和切片厚度明显。通过费克第二定律可以计算出苦瓜片在干燥过程中的水分有效扩散系数,且随着风温、风速和切片厚度的增加而增加,最高的有效扩散系数为2.9668×10~(-9) m~2·s~(-1)。通过阿伦尼乌斯公式可以计算出苦瓜片干燥过程中所需的活化能Ea为29.89 kJ·mol~(-1)。所选的5个模型均具有较高的拟合度(R~20.98),都能较好的预测苦瓜片在气体射流冲击干燥过程中水分的变化规律,其中Two term exponential模型具有最大的确定系数R~2(0.99937)、最小的卡方值χ~2(0.00876)和均方根误差RMSE(0.000077),是苦瓜片气体射流冲击干燥的最适模型。【结论】风温、风速和切片厚度对苦瓜片气体射流冲击干燥过程中的干燥曲线、干燥速率曲线和水分扩散系数均有影响,且风温切片厚度风速。在风温40—80℃,风速9—13 m·s~(-1),切片厚度2—6 mm范围内,Two term exponential模型的拟合度最高,模型可有效描述苦瓜片在气体射流冲击干燥过程中的水分变化规律。     

气体射流冲击干燥苹果片的响应面试验及多目标优化

【目的】探讨气体射流冲击干燥苹果片过程中风温、切片厚度和风速及其交互作用对V_C含量、复水比、单位能耗的影响,建立模型并进行多目标优化,以期得到品质好、能耗低的苹果片干燥工艺参数。【方法】以苹果为原料,选取气流温度、切片厚度和气流速度为因素,以苹果片的V_C含量、复水比和单位能耗为指标进行三因素的Box-Behnken响应面试验,分析影响各指标的主次因素及各因素间的交互作用,建立V_C含量、复水比及单位能耗的二次回归模型。分别用遗传算法、fgoalattain函数法、隶属度综合评价法3种优化方法进行优化,通过比较3种优化方法的结果,得到最佳工艺参数并加以验证。【结果】各因子对V_C含量影响的大小次序依次是气流温度>切片厚度>气流速度,气流温度、气流温度与切片厚度及气流温度与气流速度的交互作用极显著,切片厚度作用显著;各因子对复水比影响的大小次序依次是气流温度>气流速度>切片厚度,气流温度、切片厚度及气流速度的影响极显著,切片厚度与气流速度的交互作用影响显著;各因子对单位能耗影响的大小次序依次是切片厚度>气流温度>气流速度,气流温度、切片厚度及气流温度与气流速度的交互作用影响极显著,气流速度及气流温度与切片厚度的交互作用影响显著。建立的V_C含量、复水比及单位能耗的回归模型具有统计学意义（P<0.05）,可用于对苹果片气体射流冲击干燥指标进行分析和预测;遗传算法优化出苹果片气体射流冲击干燥的最佳工艺参数为：风温63.24℃、切片厚度2.00 mm、风速12.00 m·s ^-1,该条件下苹果片的V_C含量为66.96 μg/100 g,复水比为3.83,单位能耗为26.49 kJ·g ^-1;fgoalattain 函数法优化得到的最佳工艺参数为风温71.62℃,切片厚度2.37 mm,风速11.18 m·s ^-1,其V_C含量为64.90 μg/100 g,复水比为3.41,单位能耗为25.85 kJ·g ^-1;隶属度综合评价法优化得到的最佳工艺参数为风温63.57℃,切片厚度2.00 mm,风速12.00 m·s ^-1,其V_C含量为66.94 μg/100 g,复水比为3.80,单位能耗为26.53 kJ·g ^-1。以适应度值为评价指标,可以得出遗传算法优化的结果最好。 【结论】遗传算法可用于苹果片气体射流冲击干燥工艺中的多目标优化,最佳工艺参数为气流温度63℃,切片厚度2 mm,气流速度12 m·s ^-1,该参数下V_C含量、复水比、单位能耗分别为66.85 μg/100 g,3.78,26.59 kJ·g ^-1,可在苹果片加工中使用。气体射流冲击干燥应用于苹果片干燥具有V_C含量高、复水比高、单位能耗低等优点。     

自由切换射流元件的试验研究

液动射流冲击器在应用试验中取得了显著成效,但由于是连续射流,在钻井中不易达到清洗井底的目的,为了改进钻井工作进度,有必要研究一种新型气动自由切换射流元件,使之达到脉冲射流效果,从而提高机械钻速。对新型气动自由切换射流元件进行了试验研究,并找出了合适的中板及盖板,使之对较宽的喷嘴容易实现射流元件的自由切换。     

生物质悬浮流化的实验研究

应用自行设计的实验装置,分别对玉米芯和稻壳进行了单独流化和混合流化的实验研究.研究表明,生物质是可以实现流化的,生物质的混合流化速度低于单独流化速度.生物质混合流化时,质量分率分别为20%和30%时,流化状态和压差变化没有明显的差别,流化范围基本一致.     

基于PAQ 的室内空气品质控制目标实验研究

室内空气品质控制目标的合理确定是解决当前多组分低浓度室内空气污染问题和营造健康舒适室内空气环境的重要前提.针对人体代谢污染和建材饰材散发污染的联合暴露条件,通过暴露实验且针对我国受试人员研究了可感受的室内空气品质的控制目标;其中,空气品质的可接受性和气味强度由受试人员投票得到.研究结果发现,未适应者与适应者对室内空气品质控制目标的要求具有显著差别.为使80%和90%的未适应者达到满意,CO2体积分数要求分别为0.11%和0.06%,TVOC质量浓度要求分别为243 μg/m3和76 μg/m3,每人所需要的新风量指标分别为6.6 L/s和19.5 L/s;同时,为使80%和90%的适应者达到满意,CO2体积分数要求分别为0.209%和0.098%,TVOC质量浓度要求分别为583 μg/m3和228 μg/m3,每人所需新风量指标分别为0.5 L/s和14.1 L/s.     

小型太阳能热风干燥实验系统运行参数分析

对目前国内农作物、海产品的一种干燥系统——太阳能热风干燥系统的现状进行了简单介绍,并根据太阳能热风干燥系统的运行特点,应用换热式太阳能热风干燥实验系统,对该实验系统在无辅助热源运行时的运行参数变化规律进行试验分析。结果表明,盘管进水温度、风机风量与水流量为该太阳能热风干燥系统末端温度调控的敏感参数,为太阳能热风干燥系统运行特性研究奠定基础。     

过热蒸汽干燥物料温度变化规律的试验研究

进行了过热蒸汽干燥过程物料温度变化规律的试验研究。结果表明 ,常压下无论进口温度如何 ,恒速干燥阶段物料表面的温度均为 1 0 0℃。因此 ,恒速段可使用更高的温度而不增加对物料的热损伤程度 ,而提高介质的温度可明显提高干燥速度。     

绢丝喷气纺中第一喷嘴结构参数对成纱强力的影响

研究绢丝喷气纺中,第一喷嘴长度、喷射角、开纤槽、纱道直径、喷孔等５个结构参数对成纱强力的影响,为合理选择绢丝喷气纺的第一喷嘴结构参数提供依据。     

南昌市8种乔木叶片性状对叶表滞留颗粒物的影响

乔木的叶片可以滞留空气中的颗粒物,从而起到净化空气的作用。以南昌市8种代表性乔木叶片为研究对象,以SPM2.5（叶表单位面积滞留的PM_2.5颗粒物重量）、SPM₁₀（叶表单位面积滞留的PM₁₀颗粒物重量）、STSP（叶表单位面积滞留的总悬浮颗粒物重量）为衡量叶表滞留颗粒物能力的指标,探讨叶片表观性状和微观性状对滞留颗粒物能力的影响,分析叶表滞留颗粒物的形貌和成分。研究表明,马尾松SPM_2.5、SPM₁₀、STSP最大,分别达到0.85、1.02、2.13 g·m^-2,枫香最小,分别达到0.06、0.07、0.15 g·m^-2。叶表滞留SPM_2.5、SPM₁₀、STSP的能力与叶片的SLA（比叶面积）负相关,与叶片长宽比正相关。叶表产生粘性分泌物,具有凹槽和深沟壑的结构可以滞留更多的颗粒物。叶表滞留的颗粒物多为不规则形,主要成分为硅铝酸盐。     

谷物气流清选系统的仿真研究

为研究微型谷物联合收割机清选系统的旋风清选筒内流场的运动状况,借助FLUENT软件,采用RNG k-ε模型模拟,基于SMPLEC算法,对切线入口的旋风分离筒内的压力场和速度场进行三维数值模拟研究.通过数值模拟得到旋风分离筒内部压力场基本呈轴对称分布;清选筒内速度分为旋流和竖直流动,其分界面大致为吸杂管壁面向下的延长线.采用拉格朗日离散相模型对清选筒内谷物脱出物的运动轨迹进行追踪,得到在吸杂口的气压为-900～-600 Pa时清选筒内具有较好的分离效果.     

基于快速成型技术的木材/金属复合材料的初探试验研究

[目的]探讨将快速成型技术应用于木材/金属材料的复合的可行性。[方法]利用三维打印原理,以金属和木材的粉末为原料进行材料复合。[结果]试件抗压强度高,试件被压后,并没有马上崩坏,而是逐渐被压扁。7组试验的试件压缩前后相差不大。故试件材料的塑性较好,塑性的大小与试件制作过程中粘结剂的用量多少有关,粘结剂用量越多,试件材料的塑性越大。随着金属粉用量的减少,试件的电阻逐渐增大。在相同比例下,粗木粉试件的电阻要大于细木粉试件的。金属粉越多,材料的导电性越好 粉末颗粒的大小能影响材料的电阻。粉末粒度越小,材料的导电性越好。[结论]基于快速成型技术的木材/金属材料复合新方法是可行的。     

小型太阳能热风油菜籽循环干燥设备研究

为进一步满足油菜籽干燥过程中低能耗高效率的要求,设计研制了一种小型太阳能热风油菜籽循环干燥设备。设备依靠太阳能集热器提供热风,干燥室内设有一对转向相反的筛网叶轮,转动的叶片延长油菜籽滞空时间,斗式提升机实现物料循环干燥。以油菜籽为干燥对象进行试验,研究干燥室进口热风风速、筛网叶轮转速、物料循环速率对含水率变化的影响,结合试验结果获得设备最优运行工况。试验结果表明：当使用波纹型太阳能集热器,进口风速为5 m/s,物料循环速率为800 kg/h,筛网叶片转速50 r/min时,油菜籽干燥速率最高,可满足日干燥量250 kg的干燥需求。     

果园风送喷雾机风送系统研究现状与发展趋势

在果园管理工作中,病虫害防治是极其重要的一环。近些年,我国果园风送式喷雾机得到了巨大发展,有效提高了农药利用率,降低了农药对农作物的影响,减小了环境污染问题。本文阐述了果园风送喷雾机研究进程,分析了喷雾机风送系统,以期为我国果园风送喷雾机的研发提供参考。