Real-time,volatile-detection-assisted control for microwave drying

A real-time, volatile-detection-assisted control system was designed for microwave drying. Detected volatile signals were integrated to a fuzzy logic algorithm to determine the drying temperature. A phase controller was used to automatically and continuously adjust the microwave power. A data acquisition unit with developed program was employed to integrate the entire control. Carrot samples were used in system tests. The results showed that the designed system could successfully achieve the desired temperature, power, and volatiles control and lead to acceptable product's quality.     

一种输出功率连续线性可调的小型微波干燥试验装置设计

设计了一种可以满足科学试验需要的小型微波干燥装置,该装置磁控管的微波输出功率可以连续线性调整,并且可以通过比较当前和预设的温度值,自动的调整输出功率,实现设定温度的自动控制。最后通过试验得到了该设备的微波输出功率曲线,验证了该装置的微波输出功率是连续线性可调的。     

木耳微波干燥特性研究

[目的]研究不同微波功率下木耳的干燥特性。[方法]从含水率、干燥速率变化关系上分析微波功率对木耳微波干燥特性的影响,得出木耳微波干燥过程的失水规律。[结果]试验表明,微波功率越大,木耳干燥速度越快;在同一微波功率下,初期干燥速度较缓慢;中期加速干燥,后期出现恒速或降速阶段。微波功率越大,所干燥物料的温度越高,干燥相同时间升温也越快;当达到70℃左右,木耳表层的保护膜被破坏,失去了对木耳内水分的保护作用,再次呈现温度迅速上升趋势。分析认为,微波干燥速度受干燥场内部能量转换过程影响,同时也取决于物料内部结构。[结论]研究可为木耳微波干燥的工艺优化和新型干燥设备设计提供参考。     

Process Parameter Study on Microwave-assisted Foam-mat Drying Properties of Corn Soaking Water

In order to study the microwave-assisted foam-mat drying properties of corn soaking water and optimize process parameters, a quadratic regression orthogonal rotary method was used to analyze the influence of microwave power, material weight, material thickness and drying time on moisture content (dry basis), color value and protein content. Results showed that the primary and secondary sequence of parameters with regard to moisture content (d. b.) was drying time, microwave power, material weight and material thickness; the primary and secondary sequence of parameters with regard to color value was material weight, drying time, microwave power and material thickness; the primary and secondary sequence of parameters with regard to protein content was drying time, material weight, microwave power and material thickness. Optimum conditions were obtained as microwave power of 560 W, material weight of 46.88 g, material thickness of 6.20 mm and drying time of 8.01 min. The results might provide the theoretical basis and technical support for the microwave-assisted foam-mat drying of corn soaking water to produce yeast protein power.     

刨花微波干燥特性研究

研究了常规微波干燥、热空气干燥、微波-热空气联合干燥下刨花含水率和干燥速率的变化特征,微波功率和刨花形态对含水率变化和干燥速率等特性的影响,计算了刨花在微波干燥下的单位能耗.结果表明:微波干燥比热空气干燥省时约80%;微波功率对干燥特性有显著影响,功率越大,干燥速率越快,干燥时间也越短;微波干燥过程中,刨花形态对干燥速率有影响,表面积越大的刨花,含水率变化越明显,干燥速率越快;微波输出功率与试样量比为4~7W/g时,微波能耗最省;微波干燥过程中易发生能量集中而导致刨花焦化,微波-热空气联合干燥可以防止焦化现象,同时能实现更低的目标含水率,微波-热空气联合干燥比热空气干燥省时约70%.     

玉米种子微波间歇干燥特性及其对发芽率的影响

 【目的】通过对影响玉米种子微波间歇干燥因素的研究,寻求适合玉米种子微波间歇干燥的条件。【方法】通过对干燥过程种子含水量和干燥后种子发芽率的测定,对影响玉米种子微波干燥各个因素,包括微波输出时间比、种子初始含水量、微波承载重量和微波干燥功率进行研究。【结果】微波干燥功率和微波输出时间比是影响微波间歇干燥玉米的关键因素,其中在700W和800W微波干燥功率下,10%是较好的微波输出时间比,但在800W微波不间断干燥条件下,种子含水量应≤16.38%,在700W微波不间断干燥条件下,种子含水量应≤17.29%。在800W功率、10%和20%微波输出时间比条件下,采用间断干燥模式可以对初始含水量18%种子干燥,可分别根据公式y1=23.9160e-0.1426x1+ 3.4943e-0.0114x1（10%微波输出时间比）和y2=2.0466+11.1693e-0.2457x2 + 9.306e-0.2457x2（20%微波输出时间比）,计算在不同间断干燥时间下初始含水量18%种子干燥至13.5%的水分,不同间断干燥时间下所需要的干燥次数。种子承载重量为300g时,微波干燥速率最快,但对种子损伤也最厉害。【结论】微波干燥功率、微波输出时间比、种子含水量、种子承载重量等对种子的微波干燥都有显著影响,依据以上研究结果选择适当的微波干燥条件和方式能达到种子干燥和保障种用价值的目的。     

微波干制紫心甘薯片干燥特性及其对色素的影响

进行了微波干燥紫心甘薯片脱水试验,获得了微波干燥紫心甘薯片失水规律,建立了紫心甘薯片微波干燥模型,以采用Page方程拟合较好。考察微波干燥对紫心甘薯色素的影响,结果表明：在微波功率700W、切片厚度6mm、前期干燥时间20～50s,获得的产品色素含量较高。     

牛大力微波干燥特性及其动力学模型分析

【目的】探究牛大力的微波干燥特性并分析其动力学模型,为完善牛大力微波干燥加工工艺提供参考依据。【方法】测定不同微波功率及不同切片厚度下的牛大力干燥曲线和干燥速率曲线,选用薄层干燥模型中常见的5种动力学模型（Newton、Lagarithmic、Henderson and Pabis、Wang and Singh和Page模型）对牛大力切片干燥模型进行线性拟合。【结果】牛大力的微波干燥曲线呈现加速和降速2个阶段,在同一微波功率下,牛大力切片厚度越小,干燥速率越快;在同一切片厚度下,牛大力微波功率越大,干燥速率就越快。在相同切片厚度、不同微波功率条件下和在相同微波功率、不同切片厚度条件下,牛大力切片干燥过程的水分比（MR）与干燥时间t呈非线性关系,说明模型Wang andSingh不适合用于描述牛大力切片的微波干燥特性;-lnMR与干燥时间t呈非线性关系,说明Newton、Lagarithmic和Henderson and Pabis模型也不适合用于描述牛大力切片的微波干燥特性;而ln（-lnMR）与干燥时间lnt呈线性关系,说明Page模型可用于描述和预测牛大力切片微波干燥特性。以SPSS 20.0对试验数据进行拟合,并求得牛大力微波干燥动力学模型的拟合方程ln（-lnMR）=-4.226-0.19H+0.001P+（1+0.027H+0P）lnt达极显著水平（P<0.01）,说明Page模型具有较高的拟合度,即Page模型适用于建立牛大力切片微波干燥动力学模型。经准确性检验,Page模型预测值与试验值拟合度较高,Pearson相关系数为0.999。【结论】Page模型能较好地反映和有效预测牛大力切片微波干燥过程的水分变化情况,适用于建立牛大力切片微波干燥动力学模型,且通过拟合方程能准确预测微波干燥过程某时刻牛大力切片的水分比。     

CO2冷阱微波真空干燥装置设计与试验

为优化微波真空冷冻干燥工艺,基于微波真空冷冻干燥原理研制了CO₂冷阱微波真空干燥装置,并介绍了该装置的主要结构、工作原理和工作流程。创新采用液态CO2作为制冷媒,通过合理布局实现CO₂的循环利用。采用喷淋冷冻技术,从液态CO₂喷淋预冷冻原理出发,设计了喷淋装置结构,并匹配计算了转盘转速,旨在提高物料预冷冻效果。设计了翅片式冷阱管,根据翅片式冷阱管传热系数公式确定了冷阱管的具体规格尺寸;分析了冷阱内部有相变的对流换热过程,通过计算判断冷阱室内气体处于滑流区。由此得到冷阱室内对流换热强烈程度评价指标Nu≈4.3,换热效率较好。以白萝卜为例进行了喷淋流量与微波功率对干燥速率的影响试验,结果表明：在不对物料产生冻伤的情况下,喷淋流量越大,物料预冻结效果越好;在一定范围内,物料干燥速率与喷淋流量和微波功率呈正相关,且均呈现先快后慢的趋势。     

番薯片微波干燥特性及干燥模型

试验研究了番薯片的微波干燥特性,确定番薯片微波干燥试验因素,进行单因子试验,从含水率,失水速率,耗电量变化关系上分析装载量、微波功率、切片厚度对番薯片微波干燥特性的影响,得出番薯片微波干燥过程的失水规律。研究确定番薯片微波干燥的数学模型,采用DPS软件对试验数据进行拟合,得出符合番薯片微波干燥规律的拟合方程,经统计检验可知拟合效果很好。     

香菇微波真空干燥特性及其动力学

探讨了微波功率、真空度和装载量对香菇干燥速率的影响,并对试验数据进行拟合,建立干燥动力学模型.结果表明:香菇微波真空干燥过程按降水速率大小分为加速、恒速和降速3个阶段;干燥速率随微波功率的增大和装载量的减少而明显加快,真空度对干燥速率的影响较小,不同真空度对应的干燥时间较为接近;香菇微波真空干燥的动力学模型满足Page方程.     

青葱微波真空干燥特性及动力学模型

采用微波真空干燥技术对青葱进行干制加工,研究了微波功率、装载量、真空度、物料层厚度等因素对青葱失水特性的影响,建立了青葱含水率随干燥时间变化的动力学模型.结果表明:青葱微波真空干燥过程具有升速、恒速和降速3个干燥阶段,其干燥速率随微波功率的增大、装载量的减少、真空度的增大而升高,且最佳物料层厚度为50 mm;青葱微波真空干燥过程符合Page模型,利用该模型可准确预测干燥过程中物料含水率及失水速率的变化情况.     

胡萝卜片微波干燥均匀性研究

干燥均匀性是影响产品干燥质量的重要指标之一。通过分散微波和使物料在微波腔中运动,研究不同情况下胡萝卜切片的干燥均匀性,并开展单因素实验研究微波搅拌器扇片转速、物料转盘转速、微波功率、胡萝卜质量对干燥均匀性的影响。结果发现:增加微波搅拌扇片转速和物料转盘转速都可以降低干燥不均匀性;微波功率增大会加剧干燥不均匀程度,并会影响最终产品质量;相同形状下不同物料质量会影响干燥均匀性。研究结果为改善胡萝卜片微波干燥均匀性提供了操作工艺参数依据。     

用于浆果微波泡沫干燥的打浆起泡机研制

设计了一种用于浆果微波泡沫干燥的打浆起泡机,该机可为浆果微波干燥提供预泡沫化物料,将其与连续带式微波干燥机配套使用,可实现浆果微波泡沫联合干燥流水线式生产.文中介绍了机器的设计要求,并对搅拌装置、出料装置、物料输送机构等主要组成结构进行了详细阐述.以浆果黑加仑为物料进行了性能验证试验,确定了机器的各运行参数,结果表明所...     

变功率微波真空间歇干燥扇贝柱的研究

为解决微波真空连续干燥扇贝柱中出现的由于物料内部及边缘过热而导致的感官恶化、收缩率大、复水率低等问题,进行了变功率间歇方式干燥扇贝柱的试验研究.在真空度保持90 kPa不变,微波功率密度分别为1、2、3、4 W/g,微波间歇比分别为10s-on/20s-off、20s-on/10s-off和连续工作的试验条件下,研究了微波真空干燥扇贝柱的干燥时间、收缩率、复水率、感官品质等.结果表明:变功率干燥及间歇干燥对扇贝柱干燥速度有显著影响;间歇干燥对扇贝柱的收缩率、复水率、感官品质有明显影响;与连续干燥相比,适宜微波功率下的间歇干燥可避免焦糊、结壳现象,能改善干制品品质;本试验条件下,微波功率密度为3 W/g,间歇比为10s-on/20s-off时,变功率微波真空间歇干燥可获得很好的干品品质,扇贝柱湿基含水率达到13％需时190 min,收缩率为56.07％,复水率为66.80％.     

天等指天椒的热风—微波联合干燥工艺

[目的]确定天等指天椒的最佳干燥工艺条件,为其加工开发与利用提供参考依据.[方法]采用热风—微波联合干燥天等指天椒,考察热风干燥温度、微波功率对其干燥效果的影响,并通过对比干燥耗时及干燥天等指天椒Vc含量进一步验证采用热风—微波联合干燥天等指天椒的可行性.[结果]先用80℃热风干燥40 min再进行60 W微波干燥5 min,天等指天椒的干燥效果良好,其干燥时间仅需45 min,较单一热风干燥的时间（210min）缩短了78.6％;且Vc损失最少,含量最高.[结论]采用热风—微波联合干燥天等指天椒,既能缩短干燥时间、提高生产效率,又能保证产品品质,在实际生产中可进一步推广应用.     

间歇微波干燥过程中木材内含水率动态分布规律

为研究微波干燥过程中木材内部的含水率动态分布规律,以红橡和南方松木材为研究对象,采用无损检测的X射线扫描方法,揭示间歇微波干燥过程中木材内部含水率分布的动态变化规律。结果表明:微波干燥的绝大部分时间内,木材厚度方向存在着整体性内高外低的含水率梯度场;随着干燥过程的进行,木材内部水分更趋均匀,当木材平均含水率在10%以下时,木材内水分分布非常均匀;在整个微波干燥过程中,木材内部虽然发现了部分内层含水率低于外层的情况,但并未出现与常规干燥相反的含水率梯度。     

籽棉烘干自动化控制系统设计

在棉花加工过程中烘干温度主要是以人工控制为主,其自动化程度低、烘干不均匀,本文以PLC为控制核心,以过程控制中最为常用的PID控制为控制策略,设计完成了一个籽棉烘干自动化控制系统。主要工作包括对整个控制系统构建,温度采集模块选型,籽棉回潮率采集电路设计,晶闸管交流调功器的选型和远红外籽棉烘干装置的选择。     

萝卜缨微波真空干燥动力学研究

[目的]更好地调控萝卜缨生产加工过程中工艺参数,进一步研究萝卜缨微波真空干燥的特性及其干燥过程的动力学模型.[方法]采用微波真空干燥技术对萝卜缨进行干制,通过对萝卜缨微波真空干燥特性的研究,分析了微波功率、真空度和装载量与干燥速率的关系,并根据试验数据,分别作不同微波功率、真空度和装载量下的t与-lnMR曲线和lnt与ln（-hnMR）曲线,[结果]试验发现,萝卜缨的干燥过程大致可分为3个阶段,加速期、恒速期和降速期.不同微波功率、真空度和装载量下的t与-lnMR曲线和lnt与ln（-lnMR）曲线显示,前者呈非线性,后者呈线性,表明萝卜缨的微波真空干燥动力学模型满足Page方程.通过多元线性回归分析,拟合方程显著（P＜0.05）,拟合度良好,相关系数R2=0.93.最后经验证,Page方程的预测值与实际值拟合良好.[结论]研究可为萝卜缨的干燥提供理论依据和技术指导.     

Effects of Drying Processes on the Antioxidant Properties in Sweet Potatoes

The effects of different drying methods （hot-air drying, microwave drying and vacuum-freeze drying） on the antioxidant activity and antioxidants in sweet potato （lpomoea batatas L. Lain.） tubers were investigated to determine the potential drying process. Sweet potato tubers were cut into 5 mm thick slices, steamed at 100℃ for 10 rain, then dried in either hotair, microwave, or vacuum-freeze. The dried sweet potatoes in microwave possessed the highest antioxidant activity, while the lowest activity was observed in hot-air dried samples. The phenolic contents were positively correlated with scavenging activity and reducing power of DPPH^＋. The microwave drying retains the highest antioxidant activity with the highest content of phenolic compounds in dried sweet potatoes. β-carotene and ascorbic acid showed minor contribution to the antioxidant activity in dried sweet potatoes.