乙醇对红枣片CO2低温压差膨化干燥品质的影响

为了提高红枣的干燥品质,探究乙醇喷雾浸润预处理对膨化干燥效果的影响,该研究利用渗入红枣的高压CO2及乙醇作为动力源对红枣片进行低温高压渗透膨化干燥。以单因素试验为基础,对比研究预处理方式为无处理、热风干燥、乙醇喷雾浸润的 CO2低温压差膨化干燥、水分闪蒸干燥的膨化干燥品质及理化特性。优化枣片在乙醇喷润预处理方式下CO2低温压差膨化干燥工艺,研究乙醇喷雾浸润后含湿率、膨化压差、膨化温度、抽真空时长等因素对枣的膨化度、脆度、硬度、复水比的影响。结果表明,优化工艺为：乙醇浸润后含湿率19.3%、膨化压差1.08 MPa、膨化温度81.26 ℃、抽真空干燥时长151.13 min,膨化度为3.48,硬度为1 717.06 g,脆度为3 675.89 g,复水比为2.21。扫描电镜显示,乙醇具有溶解细胞壁成分的能力,可以改变结构来增加其渗透性,使CO2充分进入枣片中增大膨化动力,形成更有规律更大的孔隙。水和乙醇混合物的汽化热低于水的汽化热,与预处理方式为无处理、热风干燥的CO2低温压差膨化干燥及水分闪蒸干燥方法比较,乙醇浸润预处理可以表现出更好的膨化度、色泽、维生素 C 含量和显著缩短的干燥时间（P<0.05）。因此,乙醇喷雾浸润预处理后进行CO2低温压差膨化干燥是一种高效的干燥技术,所得的枣脆片品质较好。研究结果为红枣片的干燥品质及工艺优化分析提供了一定的理论基础。     

三种干燥技术对红枣脆片干燥特性和品质的影响

为了解决传统油炸红枣脆片含油率高、维生素C损失严重及褐变等问题,探索红枣脆片新的加工方法,该文以新鲜脆熟期红枣为原料,利用气体射流冲击、中短波红外、真空脉动3种干燥技术进行非油炸红枣脆片的生产加工,对比了3种干燥方式对红枣脆片的干燥特性、色泽、维生素C保留率、复水性能、质地以及微观结构的影响。结果表明：1）红枣脆片在3种干燥方式下均表现为降速干燥,其中气体射流冲击干燥时间最短,为105 min,气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式的水分有效扩散系数分别为1.55×10-9、1.03×10-9、0.89×10-9 m2/s;2）干燥方式对枣片色泽具有显著性影响（P<0.05）,真空脉动干燥所得枣片与新鲜枣片色泽最为接近;3）气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式干燥后红枣脆片的维生素C保留率分别为51.5%、49.0%、66.6%,真空脉动干燥所得枣片维生素C含量保存率明显高于其他两种干燥方式（P<0.05）;4）气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式加工的红枣脆片脆度分别为8.64、8.77、11.38 N,真空脉动干燥方式所得枣片最为酥脆;5）扫描电镜观测表明3种干燥方式均能得到疏松多孔的组织结构,真空脉动干燥所得枣片比气体射流和中短波红外干燥所得枣片组织结构更为疏松。从干燥时间来看气体射流冲击干燥耗时最短,但3种干燥方式所得红枣脆片色泽、维生素C保留率、复水性能和质地均以真空脉动干燥最优。该研究为低含油率和高品质红枣脆片的加工工艺选择提供了一定的理论依据。     

射频辅助热风干燥对红枣脆片质构特性和微观结构的影响

为解决热风干燥后枣片表面硬化结壳、酥脆性差的问题,该研究在热风干燥过程中加入射频热处理,研究不同温度(55、65和75℃)枣片质构特性和微观结构的变化规律,并从微观角度探索射频热处理对热风干燥枣片质构变化的影响机理.研究结果表明:干燥过程中,枣片硬度与咀嚼性呈现先下降后上升的变化趋势,弹性、内聚性和回复性的变化趋势则为...     

对撞流干燥散粒状物料的试验研究

在同轴对撞流干燥试验台上进行了对撞距离、对撞室体积、对撞室形状和不同物料的干燥试验研究,得出了一些重要的对撞流干燥的规律。 试验结果表明,对撞距离大, 干燥效果好;对撞室体积大,干燥效果好;长方形比竖直圆筒形对撞室的干燥效果好;对撞流干燥更适合于烘干高湿度粉状物料。     

骏枣变温干燥工艺优化及品质评价

红枣因具有较高的营养价值而备受消费者欢迎。通常新鲜的红枣采后极易腐烂变质,为了在延长其货架期的同时也能保持其品质特性,该研究采用变温干燥法,探究了变温干燥过程中不同阶段温度和水分转换点对骏枣糖酸比和褐变度的影响,结合响应面法,建立二次多项式回归方程模型,对骏枣变温干燥工艺进行优化;将此工艺与恒温（60℃）烘制工艺进行对比,探究其对骏枣品质指标的影响。结果表明,骏枣变温干燥优化工艺为：前期温度44℃,前期水分转换点19.5%,中期温度65℃,中期水分转换点17.0%,后期温度49℃,与60℃恒温烘制相比,其糖酸比增加了7.4%,内部褐变度减少了23%,此外,变温烘制还缩短了骏枣烘制的时间,减少了表皮色差、咀嚼度和硬度,增加了抗氧化物质含量和抗氧化能力。研究结果将有助于骏枣变温烘制技术的推广与应用。     

基于改进FCN-8s的灵武长枣图像分割方法

针对不同成熟度灵武长枣图像中多尺度长枣目标的分割问题,该研究提出了一种基于改进FCN-8s的灵武长枣图像分割方法。首先,建立包含不同成熟度灵武长枣图像的数据集。其次,提出一个多尺度特征提取模块,该模块以3×3卷积为主分支,增加1×1卷积和5×5深度可分离卷积作为辅助分支,以提取灵武长枣图像中的多尺度特征。然后,用多尺度特征提取模块替换FCN-8s中的3×3卷积,又对FCN-8s网络结构做了一定的改进,得到了改进FCN-8s。最后,在灵武长枣数据集上进行试验,结果表明,改进FCN-8s的枣类交并比、平均交并比、像素准确率、召回率和像素准确率、召回率的调和平均值F_1分数分别达到了93.50%、96.41%、98.44%、97.86%和98.15%,比原FCN-8s的各项评价指标分别高出了11.31、6.20、1.51、5.21和3.14个百分点。网络参数量为5.37×106,分割速度为16.20帧/s。改进FCN-8s满足了灵武长枣智能化采摘机器人对视觉识别系统的要求,为实现灵武长枣的智能化采摘提供了技术支持。     

过热蒸汽干燥凝结段的干燥动力学特性

为了深入了解过热蒸汽干燥过程的机理,进而优化干燥操作,开展了褐煤热空气干燥和过热蒸汽干燥对比试验,结果表明:在过热蒸汽干燥的初始阶段存在明显的蒸汽凝结现象,其干燥动力学特性与热空气干燥存在明显不同。通过对过热蒸汽干燥动力学过程的理论分析,研究了过热蒸汽凝结对干燥过程初始阶段的影响。在热空气干燥过程数学模型的基础上,结合过热蒸汽的凝结现象,对过热蒸汽干燥的数学模型进行了改进。经试验结果验证,改进的数学模型具有很好的拟合精度,决定系数大于0.97。研究为优化干燥设备设计和操作条件提供了依据。     

马铃薯全粉干燥品质的试验研究

采用不同的干燥工艺,以干后马铃薯全粉的感官品质和颗粒的变形为指标,对马铃薯全粉进行了试验研究;得出了风温、干燥方法对马铃薯全粉品质的影响规律。试验结果表明：在本试验范围内,保证马铃薯全粉品质的最佳风温为95 ℃;对撞流干燥所得的产品品质比气流干燥、烘箱干燥、滚筒干燥的效果好。     

基于单片机控制的气流换向干燥系统研究

为提高干燥品质、减轻劳动强度和实现干燥过程自动化,研制了基于单片机控制的气流换向干燥系统。采用“小参数热风渗流、间接加热、气流换向深层干燥”的干燥工艺,对系统的性能进行了试验研究和分析,同时,对气流换向及气流内循环在干燥中的作用和效果进行了讨论。结果表明,气流换向干燥系统和所采用的干燥工艺能有效地保证干燥物料,特别是粮食种子的质量指标     

垂直对撞流干燥的试验研究

设计了新型的对撞室结构，在自行研制的垂直对撞流干燥试验台上进行了物料的适应性试验以及结构参数、操作参数对干燥效果的影响试验，获得了垂直对撞流干燥的一般规律，为对撞流干燥机的设计和生产应用积累了可靠依据。     

基于数值模拟的红枣片不同干燥方式热质传递仿真与试验

为揭示并对比红枣片热风干燥、红外热风干燥及红外真空脉动干燥中的传热传质及干燥动力学特性,并填补关于果蔬红外真空脉动干燥数值模型的研究空白。该研究使用菲克扩散定律、安托因方程及比尔朗伯定律等控制方程分别建立了针对3种干燥方式的红枣片三维热质传递耦合数值模型,并利用试验数据对模型的可靠性进行验证。该研究基于枣片的实际几何尺寸进行建模并利用COMSOL求解。结果表明：1）与热风干燥相比,红外热风与红外真空脉动干燥分别缩短了46.43%和41.07%的干燥时间,且仿真结果与实测值吻合较好;2）温度场模拟图显示红外辐射可有效对红枣片内部进行加热,干燥20 min时红外热风和红外真空干燥的物料中心温度较热风干燥分别提高了11.33%和5.59%;3）模拟数据显示红外真空脉动干燥中的压力变化对干燥动力学产生了明显影响,其中含水率和干燥速率随压力脉动分别呈现阶梯状和峰状分布,并且干燥速率对压力变化的敏感性随着物料含水率的下降而下降;4）将测得的红枣片品质及质构特性与仿真数据进行综合对比,给出了关于分段组合干燥研究方向的见解,并对果蔬干燥数值模型的发展方向进行展望。该研究建立并验证了红枣片3种干燥方式下...     

预处理对红枣分段间歇微波耦合热风干燥特性及品质的影响

为探究分段间歇微波耦合热风干燥红枣最佳工艺,分析不同预处理对红枣品质的影响。该文采用响应面法,优化出最佳干燥工艺为:第一段间歇比为4、水分转换点为1g/g、第二段间歇比为6。此条件下,干燥时间为625.27 min,能耗为5 128 kJ,维生素C质量分数为419 mg/(100g),经验证,模型预测误差小于5%。基于最佳工艺,探究热烫、油酸乙酯结合预冻和高压二氧化碳3种预处理方式对红枣干燥速率、单位耗能及品质的影响。结果显示,油酸乙酯结合预冻处理组干燥时间最短(P0.05)、能耗最低(P0.05);高压二氧化碳处理组干燥后维生素C、总酮、总酚质量分数,抗氧化能力均最高(P0.05);热烫预处理组褐变程度最低(P0.05),组间色泽无明显差异(P0.05)。试验证实,高压二氧化碳联合分段间歇微波耦合热风干燥是一种高效干燥技术,能保证红枣的营养品质,研究为该项技术的推广提供基础数据。     

热风干制温度对枣果微观组织结构的影响

为了研究热风干制温度对枣果微观组织结构的影响,该试验选用不同温度(35、40、45、50、55℃)热风干制枣果,利用石蜡切片、显微成像技术获得了热风干制过程中不同含水率条件下果肉细胞、空腔等结构参数的分布曲线,借助分布曲线的偏度、峰度(以鲜枣为参照)描述了微观结构参数在热风干制过程中的变化趋势,并建立了微观结构参数(果肉细胞、空腔横截面的面积比、周长比及当量直径比)与宏观干燥参数(水分比)的拟合方程。结果表明,利用微观结构参数分布曲线的偏度、峰度可较好地描述不同温度干制过程中细胞、空腔整体的变化趋势;干制过程中随着含水率的降低,果肉细胞、空腔结构参数的变化趋势均不具有一致性或连续性;不同温度相比之下,低温、高温干制过程对果肉细胞形态的改变均有较大影响,且高温(55℃)条件影响更大;不同温度热风干制过程中,由果肉细胞结构改变所引起的空腔塌缩和扩增同时存在,高温(55℃)条件对空腔的扩增、塌缩影响较大。果肉细胞,空腔结构参数比与水分比之间关系可用非线性模型描述(R2≥0.7283,Std≤25.1682%),模型可预测在不同温度热风干制过程中细胞、空腔随含水率的变化情况,研究结果可为热风干制新工艺的开发提供参考。     

气流改善泡沫树莓果浆微波干燥均匀性提高能量利用率

为满足浆果低能耗、高品质的生产过程的需要,采用理论分析、数值模拟与台架试验相结合的方法,研究气流与微波协同作用对泡沫果浆干燥均匀性和微波能利用率的影响规律。结果表明:在气流与微波协同干燥中由于物料的介电特性指标及表观导热、气体渗流、气相导热、液相导热等系数变化,从而影响泡沫果浆料层中传热、传质过程。泡沫果浆传热及传质系数变化,影响泡沫果浆内部热传导及水分传递,温度及含水率直接影响泡沫果浆介电特性指标,进而影响物料微波能吸收。气流在料层边界热对流量及料层内的热传导量是表征气流、微波协同作用的主要指标,当料层边界热对流量与内部热传导量比值低于27.79时,气流与微波协同作用产生正向效应,提高微波能利用率;当料层边界热对流量与内部热传导量比值高于27.79时,此协同作用产生负向效应,降低微波能利用率;气流携带泡沫果浆中蒸发出的水蒸气,降低物料表层湿空气压力,导致泡沫果浆气泡的产生和破裂,强化传热传质过程,进而提高料层内温度及含水率分布均匀性。当气流速度小于1.5m/s时,气流速度与干燥均匀性呈显著正相关;当气流速度大于1.5m/s时,气流速度对物料干燥均匀性影响不显著;在气流速度为1.5m/s时,干燥时间短,微波能利用率最高,相比无通风时提高了17.57%,微波能吸收量、温度及含水率分布的均匀度分别提高了20%、19%及27%,符合低能耗、高品质的浆果干燥生产要求,研究结果为浆果微波泡沫干燥工艺优化提供依据。     

膨化温度对冬枣变温压差膨化干燥特性的影响

为探索冬枣变温压差膨化干燥过程中水分的变化规律,研究了不同膨化温度对冬枣变温压差膨化干燥特性的影响,并建立了变温压差膨化干燥动力学模型.试验结果表明:变温压差膨化干燥过程分为快速干燥、恒速干燥和减速干燥3个阶段,含水率在50％左右时进入恒速干燥阶段,40％后开始减速干燥过程,干燥过程大部分处于降速阶段;不同膨化温度下的...     

U型隧道式水产品烘房设计及关键技术

针对热风干燥水产品过程中常出现的表面干燥脱水过快、内部水分扩散通道易堵塞,造成产品水分不均匀度值较大,影响产品烘后品质问题,设计了专用U型隧道式水产品烘房,并对横流干燥、气流正反向切换、干燥介质温度及湿度在线控制、以及热能循环利用等关键技术进行了分析与研究。与单通道、双通道烘房相比较,U型隧道内热风温度的均匀度改善,热能利用率提高,烘干时间缩短,烘房单位容积的产量增加。草鱼干燥现场生产的实测结果表明：产品脱水一致,可节省热能约30%,并缩短了生产时间约30%。     

基于㶲分析法的粮食逆流干燥系统能效评价与试验

为客观、合理地评价粮食逆流干燥系统的能效,实现粮食高效节能干燥,该文基于?分析法,从气流状态变化考察逆流连续式干燥工艺系统的能量利用程度。结果表明:在试验条件下,干燥机内各干燥段能量利用效果较好。在高温和低温干燥段,排气和干燥室热损失率最高分别不超过6.68%、11.09%和21.26%、9.37%,热效率和?效率不低于83.02%、68.1%和69.37%、56.22%;在冷却段,由于粮温比风温高,风对稻谷有明显的降温去水作用。而系统的平均热效率和?效率为80.24%和64.52%,表明系统能量匹配效果较好,稻谷的平均单位热耗量为2 944.6 k J/kg,与国标≤7 400 k J/kg相比,节能达到60.2%,节能效果明显。研究结果为干燥工艺设计、探索节能的途径和制定粮食干燥系统能效评价标准提供参考。     

热管联合多级串联热泵玉米干燥系统性能试验

中国东北地区现有的粮食干燥系统多为大型多段塔式燃煤干燥系统,在粮食干燥过程中,热空气与粮食经过一次换热后,生成的高温高湿废气直接排入了大气,不仅造成了能量的巨大浪费,而且严重污染了环境。该文针对东北地区寒冷气候特点及多段塔式燃煤玉米干燥系统存在的高能耗、高污染问题,开发了一种热管联合多级串联热泵玉米干燥系统,该系统能够实现对多段塔式燃煤玉米干燥中废气的余热回收和废气中杂质的清洁处理,从而达到节能减排的效果。在该系统的基础上研制了50、150和300 t/d的系列化玉米热泵干燥装备,进行了3种规模的产业化示范,并对300 t/d的玉米热泵干燥系统进行了性能试验。结果表明,系统每小时的耗电量为538 kW·h,除湿速率为2016 kg/h,热泵机组的制热系数COP(coefficient of performance,COP)在3.7~6.7之间,除湿能耗比SMER(specific moisture extraction rate,SMER)为3.75 kg/(kW·h)。对多段塔式玉米热泵干燥和玉米燃煤干燥经济性进行比较研究,结果表明:得到1 kg干玉米的热泵干燥成本为0.038元,而燃煤干燥的成本为0.049元,单位玉米的热泵干燥成本比燃煤干燥成本降低22.4%。与玉米燃煤干燥相比,玉米热泵干燥能大量降低污染物的排放,节能减排效果明显,可为热泵干燥技术在粮食烘干领域应用提供有价值的参考。     

鸡舍换气余热干燥鸡粪设备夏季干燥性能研究

鸡舍换气余热干燥鸡粪是指利用鸡舍换气时排出废气的余热来除去鸡粪中水分的热力干燥方法,该方法的主要特点为工艺简单、能耗低。该文主要对鸡舍换气余热干燥鸡粪的原理进行了阐述,探讨了鸡粪干燥过程中各种热量的计算方法,并针对中国的气候特点,结合鸡舍换气余热干燥鸡粪设备设计改造了一种可在夏季利用环境空气对鸡粪进行干燥的通风方式,最后对湖北应城的一套鸡粪干燥设备(manure drying system,MDS)进行了夏季应用效果的测试。结果表明:夏季不同天气条件下干燥设备的干燥速率差异较大;晴天天气下由于外界环境空气的混入,鸡粪含水率从初始含水量降至28%(湿基)耗时只需28 h左右,比阴雨天气下缩短约20 h;夏季阴雨天气下鸡舍换气余热可满足48 h内把鸡粪含水率降至30%以下的热量需求,但阴雨天气会降低鸡粪的干燥速率。晴天天气下由于湿帘的影响,鸡舍所排废气湿度过大,此时可结合环境热空气对鸡粪进行干燥,提高鸡粪干燥速率。研究结果可为优化鸡粪干燥工艺,探索节能环保的干燥方法提供理论参考。