基于神经网络红枣红外辐射干燥预测模型建立

针对红枣红外辐射干燥含水率的变化具有非线性和时变性、很难利用现有的模型构造一个数学模型来描述其变化规律的问题,利用Mat Lab神经网络工具箱和红枣红外辐射干燥特性试验数据建立了神经网络预测模型。通过对实测值和模型预测值进行分析研究,得出利用BP神经网络可以较快速、准确地建立模型来描述含水率的变化规律,且模型的预测值与试验测试值误差较小,能很好地实现在线预测的效果。     

地黄真空红外辐射干燥模型

利用设计的真空红外辐射干燥箱,对中药材地黄进行了真空红外干燥研究.通过对试验值进行求对数并线性回归,确定了地黄的薄层真空红外干燥模型的形式为Modified Page方程,该模型与辐射板温度和干燥室压力有关,并得到了各参数的表达式和数值.试验值和模型预测值比较说明,该模型能很好地描述和预测地黄真空红外干燥的水分比变化规律.     

红枣制干技术现状分析与展望

对自然晾晒法、烘房制干法、干燥机制干法、太阳能制干法、真空冷冻制干法、微波制干法以及红外辐射制干法等现有的主要红枣制干技术进行了分析与评价;以新疆南疆地区红枣加工企业的“两级”干燥模式为代表,分析了红枣干燥加工模式现状;最后,针对主流红枣烘房制干技术的问题与不足,对红枣制干技术的发展与研究方向进行了展望。     

地黄真空红外辐射干燥质热传递分析

以Fourier方程和Fick定律为基础,建立了地黄真空红外辐射干燥过程传热、传质的数学模型.通过理论推导和试验测定,确定了模型中有关参数的数值或方程.利用有限差分法进行了不同干燥条件下物料温度和含水率变化的数值模拟.结果表明:模拟值和试验值吻合较好,该模型可以较好地拟合地黄干燥过程中温度和含水率的变化,且能较好体现各干燥参数对干燥特性的影响情况.     

地黄真空红外辐射干燥过程中梓醇降解动力学研究

以地黄为真空红外辐射干燥试验的原料,在确定地黄中梓醇提取方法为超声+冷浸工艺的基础上,进行了干燥过程中梓醇降解动力学研究。结果表明：地黄真空红外辐射干燥中梓醇降解动力学不符合零级和一级反应动力学。通过对一级反应动力学方程引入一个与辐射板温度有关的参数gT,并假设降解速率参数k符合Arrhenius方程,建立了地黄中有效成分梓醇在真空红外辐射干燥过程中的降解动力学模型方程,验证结果表明,该方程模拟效果较好。     

胡萝卜切片红外干燥特性与数学模型

利用红外辐射干燥试验装置对胡萝卜切片红外干燥特性进行了研究,通过不同条件的干燥试验,得到胡萝卜切片干燥特性曲线。试验表明:干燥温度为75℃,切片厚度为5mm,辐照距离为140mm时干燥效果较佳。通过对建立的3种干燥模型进行拟合对比,表明Page模型能较好地描述胡萝卜切片的干燥过程。相同条件下Page模型和Midilli模型均与实测值相吻合,但Page模型更便于建模和计算。     

苹果切片红外辐射干燥模型建立与评价

选择加热温度为60℃,辐射功率为750 W,辐射距离为100 mm,物料厚度为5 mm时的红外辐射干燥苹果切片试验数据作为实测值样本,基于Matlab软件,利用高斯-牛顿算法,对传统干燥模型进行非线性最小二乘数据拟合求解,确定干燥系数.通过决定系数R2、误差平方和(SSE)及均方误差的根(RMSE)等拟合优度评价指标对各种干燥模型进行评价.结果表明,用Modified Page equation-Ⅱ模型能够更好地预测和控制苹果切片红外辐射干燥过程.     

苹果切片红外辐射干燥模型建立与评价

选择加热温度为60℃,辐射功率为750W,辐射距离为100mm,物料厚度为5mm时的红外辐射干燥苹果切片试验数据作为实测值样本,基于Matlab软件,利用高斯-牛顿算法,对传统干燥模型进行非线性最小二乘数据拟合求解,确定干燥系数。通过决定系数R2、误差平方和(SSE)及均方误差的根(RMSE)等拟合优度评价指标对各种干燥模型进行评价。结果表明,用Modified Page equationⅡ模型能够更好地预测和控制苹果切片红外辐射干燥过程。     

红枣热风干燥机械湿度自控系统的设计与实现

在目前的红枣热风干燥设备应用中,湿度控制得好坏对红枣的品质观感均产生了较大的影响。为此,设计研发了一种红枣干燥机械湿度自动控制系统。系统采用SIEMENS PLC-200软件平台,通过控制加湿装置产生高压水雾对红枣干燥中期进行定时加湿,使红枣干燥过程中保持高温高湿的干燥环境。通过对系统的调试运行测试,检验了该系统稳定性与可靠性。在干燥室温度变化不大的情况下,湿度值稳定在51.6%左右,且能实现干燥过程中的湿度自动调节。     

红枣干燥设备的现状与发展趋势

红枣干燥是降低浆枣率、提高红枣等级以及增加果农经济收入的重要手段。为此,介绍了国内红枣干燥机械的几种机型及其结构与工作原理;论述了红枣干燥机的发展现状及新技术的应用;探讨了红枣干燥机械存在的问题和发展趋势,如深入研究红枣的干燥机理,开展太阳能、微波和红外等多种干燥技术的组合干燥工艺的研究,应用微机、自动控制技术进行干燥过程的监测,运用计算机辅助设计进行干燥过程的数学模拟研究等。     

红外对流组合干燥稻谷试验

设计了先红外辐射加热,后热风对流排湿干燥工艺的新型红外热风组合谷物干燥机。进行了以不同的红外辐射强度和热风温度的组合干燥稻谷的试验。试验表明:采用较强的红外辐射和较低的热风温度不仅能提高降水率,而且降低爆腰率。该结果对新型干燥设备的研制和干燥工艺的优化有参考价值。     

红外辐射加热技术在果蔬脱水干燥中的应用研究

论述了红外辐射干燥的机理,分析了红外辐射干燥果蔬数学模型的建立情况,提出要有针对性地建立果蔬的红外干燥数学模型;对当前红外干燥果蔬的情况进行了分析,并指出应对不同的果蔬采用不同的红外辐射加热方式,以便优化红外干燥果蔬的过程,提高红外干制果蔬的品质。     

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。     

红外加热技术在农业物料加工中的应用

介绍了生物材料红外吸收光谱的原理和特点，总结了红外加热技术的优点，列举了几种农业生物材料干燥数学模型以及合理选择干燥模型的标准。通过大量的实例阐述了红外辐射技术在谷物干燥、果蔬脱水以及农产品消毒杀菌方面的应用和研究。在此基础上提出了红外干燥技术在生物材料加工中的进一步研究方向。     

红外辐射干燥胡萝卜切片结构特性研究

在不同干燥条件下进行胡萝卜切片红外辐射干燥试验,对表观密度、孔隙率、体积比和体积收缩系数进行了研究。结果表明:表观密度与辐射距离、辐射功率成反比,孔隙率随着含水率的减小而增大,样本厚度与孔隙率成反比,辐射距离与孔隙率成正比,辐射功率在一定范围与孔隙率成正比,超过该范围成反比;为确定适合胡萝卜收缩率和干基含水率比的数学模型,分别基于二次多项式利用线性最小二乘法、指数方程利用非线性最小二乘法对试验数据进行了拟合,得出二次多项式模型拟合较优,能够更好地预测红外干燥过程中胡萝卜收缩率和干基含水率比之间的关系。     

红外玉米穗干燥试验研究

为研究红外辐射干燥条件下收获期玉米穗干燥的水分迁移规律,利用自制红外玉米穗干燥试验台对玉米穗进行了恒温和变温干燥试验,探讨了多种温度条件下玉米穗的红外辐射干燥特性及对干燥后玉米穗外观品质的影响规律。结果表明:初始含水率、干燥温度、干燥用时和辐射距离是影响玉米穗干燥效率和外观品质的主要因素;当恒温干燥玉米穗的干燥温度为58℃、辐射距离为150mm时,干燥速率达2.25%/h,且玉米籽粒的外观品质最好;变温干燥玉米穗时,较佳的干燥温度范围为55~65℃,且采用逐渐升温干燥时的干燥品质较好。本研究为研制红外辐射玉米穗干燥机研发奠定了坚实基础。     

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。     

稻谷红外辐射与对流联合干燥过程的模型模拟

为了揭示红外辐射与对流联合干燥机理以及干燥过程的热质传递特性,建立了联合干燥过程的数学模型;数值模拟了稻谷干燥中的热质传递过程;根据数值模拟的干燥条件,搭建了红外辐射与对流联合干燥试验台;通过红外辐射与对流联合干燥试验,研究了不同操作条件对干燥过程的影响。结果显示数值模拟结果与试验数据吻合良好。     

红枣微波干燥工艺的研究

研究了微波干燥技术加工红枣的生产工艺,研究了不同处理方式和在4000W微波照射下对哈密大枣干燥效果的影响.试验结果表明,哈密大枣经过不同方式处理,在干燥过程中表现出不同的干燥效果.其中,采用红枣表面扎孔并去核处理、红枣表面温度控制在70℃以下、微波控制方式采用连续加热、辐射时间为190s时,红枣干燥效果最佳.此研究可为工业化加工红枣提供一定的参考.     

胡萝卜切片红外辐射干燥水分迁移特性研究

为探究红外辐射干燥胡萝卜切片内部水分迁移特性,进行了辐射温度为60℃、切片厚度为5 mm时的胡萝卜切片红外干燥试验,并利用低场核磁共振波谱法对胡萝卜切片横向弛豫时间T2图谱进行了分析。试验结果表明,红外辐射干燥过程中自由水和半结合水的横向弛豫时间T2显著大于热风干燥;峰面积A0的衰减速度明显快于热风干燥,即干燥速率、水分变化梯度显著高于热风干燥;试验还得出了红外辐射和热风干燥胡萝卜切片的峰面积随干燥时间衰减趋势拟合方程。试验数据为进一步研究胡萝卜切片的精细化干燥和优化干燥工艺奠定了基础。