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。     

豇豆热风干燥实验研究

通过对豇豆进行恒温干燥与变温干燥这两种不同的干燥方式,研究了豇豆在不同预处理方式、温度和风速下的热风干燥特性,并绘制了湿基含水率曲线和干燥速率曲线。结果表明:恒温干燥时,温度及风速是影响干燥的主要因素,长度影响干燥程度较小;变温干燥时,豇豆色泽及表面质量比恒温干燥时要好。     

罗非鱼片热泵干燥及干冷互换工艺的实验研究

为了获得罗非鱼干燥过程的基本特性,利用热泵干燥装置进行了罗非鱼片的干燥实验,得出了在不同干燥条件下的干燥曲线,较全面地反应了罗非鱼片在干燥过程中,干燥风速和鱼片厚度对干燥时间的关系。结合冷冻过程的特点,将冻结工序渗透到干燥环节,采用干冷互换的干燥工艺以改善罗非鱼的干燥性能,以剩余含水率和复水率为指标进行了相应的实验。实验结果表明:在相同的干燥时间内,加入冷冻环节能相应降低鱼片的剩余含水率,且产品的复水品质较好。冷冻时间间隔和冷冻的温度均会对剩余含水率和复水率产生影响,在本实验的范围内,当冷冻时间间隔为4h,冷冻温度为-35℃时,样品的剩余含水率较低,复水率较高。     

有机污泥干燥特性与干燥模型研究

为了有效处理含水率较高且体积庞大的有机污泥,实现与低温热解工艺相结合,进一步完善污泥处理与利用知识体系,研究了干燥温度与升温速率对污泥干燥过程中的质量、失重率、含水率、热量的影响。同时研究了不同温度下污泥的干燥速率和含水率的变化规律,并建立了污泥干燥的数学模型。实验结果表明:从不同干燥特性曲线可以看出,污泥的干燥特性符合理论的3个阶段,预热时间极短,恒速阶段持续时间也不长,最后的减速阶段时间最长。干燥终温为240℃时污泥干化时间最短,速率最快。二次模型的预测值与实测值决定系数为0.992 4,均方根误差和残差平方和分别为0.035和0.032,与其他数学模型相比,二次模型对污泥干燥过程的拟合优度最高。     

基于BP神经网络的陈皮干燥含水率预测

为探索陈皮的热泵干燥特性，并实现热泵干燥过程中陈皮的含水率预测，研究了不同干燥温度(50、55、60℃)、干燥风速(1.0、2.0、3.0m/s)、堆叠厚度(20、30、40mm)对陈皮干燥时间和干燥速率的影响。将干燥温度、干燥风速、堆叠厚度和干燥时间作为输入层，隐藏层个数为10,陈皮的干燥含水率为输出层，搭建一个BP神经网络预测模型。研究结果表明：干燥温度、干燥风速和堆叠厚度都是影响陈皮干燥含水率的重要因素，提高干燥温度、增加干燥风速和减少堆叠厚度能够提高陈皮的干燥速率，缩短干燥时间。基于陈皮热泵干燥特性构建结构为“4-10-1”的BP神经网络模型，含水率预测值与实测值之间的均方误差MSE为0.004 21,决定系数R²=0.997,模型运行稳定，含水率预测结果准确且快速，能够为陈皮干燥过程中的含水率在线预测提供科学依据。     

稻谷固定床式深层干燥试验研究

以木反和通风板构建一台面积22．3m^2的固定床干燥机，采用燃油直接燃烧加热的方式对谷物进行干燥。在不同的热风温度、稻谷初始含水率及总厚度条件下，测定了稻谷干燥的均匀性、各层稻谷的温升曲线和干燥曲线，分析了干燥参数对干燥床性能的影响。研究表明：沿层厚方向存在显著的温度梯度，干燥逐层进行。热风温度越高、总厚度越大，分层干燥现象越明显。在定风量的条件下，热风温度要对干燥的热量消耗无明显影响；总厚度增加、稻谷初含水率降低，干燥的热量消耗呈降低趋势。     

牧草固定深层太阳能干燥的试验

在由太阳能集热器、干燥塔、鼓风机和测试系统组成的试验台上进行了实时天气状态下的紫花苜蓿太阳能深层干燥试验。试验中将牧草分3层,每层高度1．2m,以便获得不同干燥介质状态,研究了介质状态与牧草温度、含水率的关系。结果表明,太阳能实时干燥过程中干燥介质状态受天气因素影响,而牧草温度及含水率变化与介质温度、相对湿度及牧草所处的位置有关。沿气流方向离介质入口近处温度高,在同一截面处,距干燥塔墙体近处温度高,中线附近温度低。深层干燥过程中不同部位牧草干燥速率不同,草堆边缘干燥速度快,草堆深处干燥速度缓慢;在相同空气流量情况下．介质温度高、相对湿度低时．牧草与介质温差大．有利于干燥。     

红枣热风干燥特性的试验研究

为了给红枣热风干燥设备及干燥过程的控制、预测提供理论依据,利用电热鼓风干燥箱进行红枣热风干燥试验,分析其在不同热风温度、初始含水率和装载量条件下的干燥特性并进行感官品质分析。试验表明:红枣的整个干燥过程只有一个降速阶段,干燥初期降速较快,末期降速缓慢;温度对红枣的干燥速率及感官品质影响最大,装载量次之,初始含水率只对干燥速率有影响。     

基于热力学的烟叶回潮机优化设计试验研究

提高烤后烟叶含水率和温度,保证烟叶质量,需要对烟叶进行回潮处理。回潮箱体内温度梯度小、流场分布均匀,可以有效保证不同位置的烟叶含水率一致。本文以热力学理论为基础,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,对回潮箱体内的温度场、流场进行仿真分析。试验发现:回潮后箱体内不同位置的烟叶含水率变化小于0.5%。结果表明:优化设计的回潮箱体性能可靠,流场分布均匀,能够满足烟叶回潮要求。     

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。     

苹果片变温压差膨化干燥特性与动力学研究

探讨了膨化初始含水率和抽真空干燥温度对苹果片变温压差膨化干燥特性的影响,建立了苹果片变温压差膨化干燥动力学模型。结果表明:苹果片变温压差膨化干燥过程分为加速干燥、恒速干燥和减速干燥3个阶段,干燥过程大部分处于减速干燥;不同干燥条件下的苹果片变温压差膨化干燥满足Page方程;苹果片有效扩散系数在1.52×10-9～8.87×10-9m2/s范围内。所建模型可以预测干燥条件下的苹果片变温压差膨化干燥过程中含水率的变化,特定系数k、n与膨化初始含水率和抽真空干燥温度呈线性关系,相关系数r2分别为0.845、0.997。     

紫花苜蓿低温干燥特性试验研究

研究了干燥温度在40～80℃范围内的紫花苜蓿干燥过程,并分析不同干燥因素:热风温度、流速、苜蓿初始密度及苜蓿初始含水率对其干燥速率的影响。结果表明,干燥温度及热空气流量是影响苜蓿干燥速率的重要因素,高温高流量干燥效果最好。但低温情况下,气流的影响在干燥后期效果不明显。苜蓿初始含水率和堆放密度对干燥速率的大小、恒速干燥阶段的持续时间及干燥速率变化率有影响:密度大,相应干燥速率下降。     

浆果果浆微波泡沫干燥特性

为了揭示浆果微波泡沫干燥特性,以树莓浆果为研究对象,探讨了微波泡沫干燥条件对果浆温度、含水率、花青素含量的影响。结果表明:微波干燥过程中,物料温度在干燥前期为快速上升阶段,干燥后期为缓慢上升阶段;含水率在干燥前期为缓慢下降阶段,干燥后期为快速下降阶段;温度、含水率比值的对数与花青素含量呈线性相关。研究结果可为控制干燥过程中活性成分降解提供理论依据。     

基于分形理论的枸杞干燥过程水分输运的特征分析

为了探讨枸杞在热风干燥过程中不同层数、不同温度变化对水分扩散规律和干燥速率快慢的影响,文章采用了分形理论研究了枸杞堆积形成团聚体的内部孔隙的分形特征,并且通过实验测得枸杞在温度为40℃、50℃、60℃、70℃时的含水率和干燥速率,得出不同分形维数、不同温度的含水率和干燥速率随时间的变化关系图。实验中发现,温度一定的情况下,枸杞摆放的层数越多,内部孔隙连通性就越差,迂曲分形维数就越大,干燥所需的时间越长,有效扩散系数越小;层数一定的情况下,即分形维数一定时,干燥速率随温度的升高而升高,含水率的变化与时间成指数关系。该研究为进一步改良枸杞干燥的设备与工艺提供了参考。     

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。     

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。     

柔性保香复烤工艺及设备的研究

以现有烤机存在温度高、水分不均匀、烟香损失大等问题的原因剖析为切入点,通过烟叶原料吸湿、干燥特性研究,开展柔性保香工艺开发,使烟片内香味成分得到更多的保留,在此基础上完成工艺实现的设备研究及开发工作,使复烤工序各区域、各点面物料水分、温度的稳定性及均匀性都得到提升,并降低烟片复烤能耗。     

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.     

花生换向通风干燥性能模拟与分析

为了解固定床花生换向通风干燥作业特性,为已研发的箱式换向通风干燥设备提供合适的花生干燥通风参数,以花生与空气间的传热传质为基础,建立干燥状态偏微分方程组,并以此为基础采用有限差分法对干燥过程进行数学模拟,分析左右干燥室同时从下向上通风干燥时长、换向干燥阶段换向时间、单位体积通风量对干燥行为的影响,并采用均匀设计和综合加权评分法确定最优通风干燥参数。结果表明:从下向上通风阶段,热量主要用于花生加热和表层水分快速蒸发,下、中、上层物料干燥升温速度差明显,易形成较大水分梯度;换向通风干燥阶段,物料温度呈类波浪状波动,有效控制整床物料干燥均匀性。缩短从下向上通风时间,有助于降低耗能和水分差,但对干燥耗时和生产率影响较小;换向时间的改变对耗时、生产率、耗能、水分差影响较小;单位体积通风量的增加有助于干燥耗时、水分差的降低及生产率的提高,但耗能亦将快速增加。均匀设计和综合加权评分表明,含水率>25%阶段通风量1 394 m~3/(m~3h),含水率15%～25%阶段通风量838 m~3/(m~3h),含水率0.98,模拟仿真可准确描述干燥过程物料温度和含水率变化。为花生换向通风干燥设备改进和工艺优化提供参考。     

绿茶微波真空干燥特性及动力学模型

为了解茶叶在微波真空干燥过程中水分的变化规律,以绿茶为原料,进行了微波真空干燥试验。通过绘制干燥曲线和失水速率曲线,研究相对压力、比功率对绿茶微波真空干燥特性的影响,并建立干燥动力学模型,量化比功率与干燥时间、含水率之间的关系。结果表明：绿茶微波真空干燥过程按失水速率快慢可分为加速和降速2个阶段,无明显恒速干燥阶段;随着相对压力降低,干燥时间缩短,但-80 kPa后继续降低相对压力对含水率变化影响不显著;比功率越大干燥时间越短;绿茶微波真空干燥的动力学模型满足Page方程,该模型可较好地描述含水率随干燥时