板栗气体射流冲击干燥特性和工艺优化

为了解决板栗深加工中的干燥问题,将气体射流冲击干燥技术应用于板栗干燥,研究了板栗仁在不同风温（70、75、80和85℃）和风速（10、12、14和16 m/s）下的干燥特性;根据单因素试验结果进行了风温、风速和预处理（不烫漂、100℃热水烫漂和100℃蒸汽烫漂）的正交试验。试验结果表明：板栗的整个干燥过程属于降速干燥,风温和风速对板栗的干燥速率均有显著影响,但风温对其的影响比风速更为突出;正交试验各因素对明亮度、蓝黄值和感官评分的影响顺序为：预处理＞风温＞风速,对缩短板栗干燥时间的影响顺序为：风温＞风速＞     

红枣气体射流冲击干燥收缩特性研究

Chinese jujube originated in China and has a long historical standing. China is the only country which can produce a great amount of Chinese jujube in the world. Modern research showed that the nutrition of Chinese jujube is abundant. Chinese jujube has great medicinal and food value, with high economic value and good prospects for development. Shrinkage characteristics of dates generally refer to volume shrinkage characteristics of whole dates. Large fruit and plump grain appearance of dates is the first choice of consumers to buy elements. The volume of dried jujube points to the consumer’s heart, and is an important indicator of consumers whether to buy. Jujube processing enterprises grade the date in accordance with its size, different grades dates have different value and price. Therefore, drying is the most important steps during the dates processing as it affects directly the quality of the product, and the shrinkage characteristics is the most important quality characteristic of Chinese jujube after drying. However, the traditional natural desiccation and desiccation in the drying room of the red dates has many problems. The conventional drying method for Chinese jujube has some disadvantages of severe shrinkage, long drying time and large energy consumption etc. Therefore, in order to improve the quality of dried Chinese jujube and reduce the shrinkage, it is imperative to replace the traditional drying method with the modern technologies. Air impingement drying technology was applied to dry Chinese jujube. The drying characteristics of shrinkage, moisture effective diffusivity considering shrinkage characteristics and the activation energy of Chinese jujube shrinkage were investigated under different air temperatures (55, 60, 65 and 70℃) and air velocities (6, 9, 12 and 15m/s). The dynamic changes of the regular pattern for the shrinkage characteristic of Chinese jujube in the air impingement drying process were studied, the results showed that the volume relative shrinkage ratio of Chinese jujube appeared to increase and then decrease with the increase of air temperature and air velocity. Considering shrinkage characteristics, the moisture effective diffusivity of Chinese jujube in the air impingement drying process through the Fick’s second law was obtained. The diffusivity appeared to increase and then decrease with the decrease in moisture content in dry basis of Chinese jujube. The Arrhenius equation calculated the shrinkage activation energy of the Chinese jujube was 1281kJ/mol. This research provided technical basis for shrinkage characteristics of Chinese jujube using air impingement drying technology.     

基于响应曲面法的苦荞麸皮总黄酮提取工艺优化

测定了苦荞麸皮总黄酮的含量,并采用响应曲面法的Box-Behnken模式,对苦荞麸皮总黄酮超声波辅助提取工艺进行了研究。试验结果表明:苦荞麸皮总黄酮的质量分数为6.01%;超声波辅助提取苦荞麸皮总黄酮的各因素显著程度依次为乙醇体积分数、液料比、时间、温度;在本试验条件范围内建立的回归模型准确有效。采用响应曲面法优化得出的最佳工艺条件为温度65℃、乙醇体积分数90%、液料比40、超声时间30min,该工艺条件下苦荞麸皮总黄酮的提取率达95.10%。     

稻谷的滚筒式气体射流冲击干燥实验研究

将滚筒式气体射流冲击干燥机应用于稻谷干燥,主要研究风温、风速及滚筒转速对稻谷干燥速率、发芽率和爆腰率的影响。结果表明:稻谷的滚筒式气体射流冲击干燥属于降速干燥,且风温对干燥速率、发芽率和爆腰率的影响显著,风速对发芽率影响明显,滚筒转速对干燥速率和干燥后稻谷的品质影响不显著。研究给出了合理的干燥工艺参数:稻谷的滚筒式气体射流冲击干燥较为合理的风温为60℃,风速为23m/s,滚筒转速为3. 5r/min。本研究为稻谷快速、优质干燥提供了一种新型的技术与装置支持。     

脉动式气体射流冲击干燥机

为解决气体射流冲击干燥机装载量低、喷嘴直径与喷嘴出口形状更换困难等问题,设计了一种脉动式气体射流冲击干燥机.该干燥机可根据不同物料调整风温、风速、料架转速及喷嘴直径与出口形状.干燥过程中物料受脉动高速热气流的冲击,有利于物料内部水分向外迁移.以加工番茄为例进行了干燥机的性能验证试验,结果表明:脉动式气体射流冲击干燥与气体射流冲击干燥相比装载量和去水强度得到了较大的提高.     

倾斜料盘式气体射流冲击干燥机设计与试验

针对平板式气体射流冲击装置存在的装料量小、干燥不均匀、干燥结壳等问题,设计了一种倾斜料盘式气体射流冲击干燥机。该干燥机由倾斜料盘车、干燥室、热空气循环利用系统、干燥加湿和控制系统等组成,干燥过程中可根据不同物料的干燥特性,对料盘托架倾角、料盘距喷嘴间距、喷嘴排列间距等结构参数和干燥室内气流温度、湿度、风速等工艺参数在一定范围内进行调节。以哈密瓜片为试验物料进行了性能试验,满装载量相比传统射流冲击装置提高了1.7倍,而干燥时间缩短了11.1%,干燥机的处理能力相对于后者提高了3.65倍,单位能耗降低了67.9%,且干燥均匀系数达0.97,干燥后的成品色泽褐变及收缩程度更小。所设计干燥机提高了气体射流冲击干燥装置的装载量,确保了干燥过程的均匀性,改善了干后品质。     

冬枣片气体射流冲击干燥特性与模型分析

研究了冬枣片在各种干燥温度、风速和转速条件下的气体射流冲击干燥特性,并进行了方差分析,建立了冬枣片气体射流冲击干燥的数学模型,且对实验数据进行了拟合与验证。实验结果表明:冬枣片的整个干燥过程属于降速干燥。采用Modified Page等5种薄层经典干燥模型对干燥过程进行拟合,通过决定系数R2、均方误差根(RMSE)和误差平方和(SSE)等拟合优度评价指标对几种经典干燥模型的拟合进行评价,结果表明:冬枣片气体射流冲击干燥过程与Modified Page经典干燥模型较为吻合。     

响应曲面法优化苹果籽油植物甾醇的提取工艺

根据Box-Benhnken的中心组合试验设计原理,采用响应曲面法建立了苹果籽油植物甾醇提取的二次多项数学模型,以植物甾醇提取率为响应值作响应面和等高线,考察了液料比、碱浓度、皂化温度和皂化时间对植物甾醇提取率的影响,优化了提取工艺。结果表明:提取苹果籽油植物甾醇的最佳工艺参数为:液料比4.39:1、碱浓度为0.59mol/L、皂化温度86.18℃和皂化时间122.54min,在此最优条件下,模型预测值植物甾醇提取率为90.56%。     

响应面法优化苹果真空冷冻干燥的工艺参数

为提高苹果真空冷冻干燥的单位时间内的生产率,针对其真空干燥工艺中3个主要干燥因素(干燥真空度、物料厚度和干燥温度),利用响应面分析法,对工艺参数进行优化.试验数据采用Design-Expert软件进行多元回归分析,建立了干燥因素与单位时间内生产率之间的函数模型.通过响应面分析,确定苹果的较佳真空干燥工艺条件为:干燥室真空度71.12Pa、物料厚度11.45mm、加热板温度35.35℃,在此优化干燥条件下苹果的单位时间内的生产率为107.2 g/(h·m2).     

苦荞麦脱壳工艺及主要参数的优化

为了提高苦荞产品脱壳的成品率,采用砂盘式、蒸汽润湿-砂盘式和蒸汽润湿-橡胶盘式脱壳方法,就影响脱壳的因素进行了试验对比。试验结果表明,在室温条件下,润湿时间为40s,磨盘间隙为2.4mm,转速为1311r/min,工作面宽度为5cm,对苦荞进行脱壳,整半仁率可达到37.6%。     

植物纤维餐具干法热压成型工艺响应面法优化

以植物纤维为原料干法热压成型制备餐具过程中,上模温度、加压压力和加压时间与产品外观品质直接相关。在已开发的原料配方和干法热压成型机的基础上,利用响应面分析法,研究了上模温度、加压压力和加压时间对植物纤维餐具干法热压成型产品外观品质影响的规律,确定压制成型工艺的最优条件为:上模温度181℃、加压压力18 MPa、加压时间9 s。     

油菜籽全含油膨化工艺响应面法优化

以油菜籽为原料,采用响应面分析法,研究模孔直径、膨化温度、喂料速度和物料含水率对膨化预榨饼残油质量分数的影响规律,并对参数进行工艺优化。结果表明:喂料速度和物料含水率对膨化预榨饼残油质量分数均具有极显著影响,模孔直径对膨化预榨饼的残油质量分数有显著性影响,而膨化温度则影响不显著。通过频数分析方法,得到所采用的YJP30型油菜籽挤压膨化机的优化工艺参数范围为:模孔直径9.3～10 mm,膨化温度95.3～98℃,喂料速度33.6～35.1 t/h,物料含水率8.8%～9.5%,在此参数范围内膨化预榨饼的残油质量分数有95%的可能性小于13.5%。     

基于响应面法的旋流泵优化设计

以旋流泵最高效率、高效区范围及在小流量区的扬程-流量曲线稳定性为目标函数,先采用Plackett-Burman试验设计筛选结构参数,并根据结构参数对目标函数的影响将其划分为3个等级:显著因素、次显著因素和非显著因素;再由中心复合设计和Box-Behnken设计及响应面分析确定各级结构参数的最优设计点.该方法以CFD计算结果为基础,构造旋流泵的结构参数与多目标函数的响应面近似模型,分析了结构参数间的交互效应.对最优设计点的泵进行了试验研究,试验结果与CFD计算值吻合,在设计工况下效率的相对误差为4.89％,且较优化前的模型在性能上有明显改善,表明基于试验设计和响应面法可用于旋流泵的优化设计.     

银杏果热风干燥工艺参数响应面法优化

利用自制的热风干燥在线测试装置,对银杏果的热风干燥进行了试验研究,探讨了热风温度、热风速度及装载量对含水率、干燥速率的影响,通过响应面分析和逐步逼近法分析了热风温度、热风速度及装载量与干燥过程平均能耗、平均干燥速率、蛋白质保存率以及干燥后的感官品质之间的关系,建立了二次回归数学模型。并利用函数期望优化方法进行了多目标函数优化,确定了银杏果热风干燥的最佳工艺参数组合。结果表明,银杏果热风干燥过程中加速过程不明显,主要集中在恒速和降速的干燥阶段。其最佳工艺参数组合为:热风温度68℃、热风速度1.15 m/s、装载量15.58 kg/m2。此时平均能耗为11.86 kW.h/kg、平均干燥速率为9.77%/h、蛋白质保存率为90.30%、感官评分为8.57分。     

白鲢鱼糜低钠复合盐配方响应面法优化

为降低白鲢鱼糜制品中的钠盐含量,在斩拌过程中添加氯化钠、氯化钾和氯化钙3种盐类,以凝胶强度、持水性和白度为评价指标,研究三者对鱼糜凝胶特性的影响.在单因素试验的基础上,采用Box-Benhnken试验设计和响应面分析法得到低钠盐优化配方.结果表明,白鲢鱼糜低钠盐的最优配方为:氯化钠质量分数1.0％、氯化钾质量分数1.0％、氯化钙质量分数0.5％,其中钠盐添加量的质量分数降低至1.0％,且复合盐总添加量的质量分数仅为2.5％.此条件下,白鲢鱼糜凝胶强度达到196.50 g·cm,持水性为76.37％,白度为75.44.     

连续闭式循环氨脱除工艺响应面法优化

针对两阶段闭式循环氨脱除工艺处理猪粪厌氧消化液耗时、耗碱、难以达到工业化大量污水处理的需求问题,进行了连续闭式循环氨脱除工艺的试验研究。试验结果表明,对于起始氨氮质量浓度为(1 444±37)mg/L的猪粪厌氧消化液,在气流量为530 L/h、液流量为445 m L/h、气液比为2 036条件下,氨氮脱除率可达(66.81±0.24)%。经RSM优化的模型能够很好地分析和预测该工艺及系统条件下猪粪厌氧消化液的氨氮去除结果。所选自变量对于氨氮脱除的影响力从大到小依次为:气液比、液流量、气流量。研究结果可为猪粪厌氧消化液的连续处理提供依据。     

木薯皮总香豆素活性物质超声波提取工艺优化

为了能充分提取和利用木薯皮香豆素活性物质,研究了超声波提取木薯皮总香豆素的工艺。通过单因素试验和Box-Behnken响应面设计优化试验确定了超声波辅助乙醇提取木薯皮中总香豆素活性物质的最优工艺条件,并比较了超声波提取与传统溶剂浸提的提取效果。试验结果表明:超声波辅助乙醇提取木薯皮中总香豆素活性物质的最优工艺条件为:乙醇体积分数95%,超声波功率550 W,提取时间90 min,提取温度60℃,液料比12 mL/g,在此工艺条件下,木薯皮提取物的总香豆素平均质量比为2.48 mg/g。影响总香豆素含量的4个因素的显著程度依次为:超声波功率、提取温度、提取时间、液料比。与溶剂浸提法(提取时间360 min,液料比16 mL/g,总香豆素2.14 mg/g)相比,超声波提取法具有提取速度快、总香豆素含量高、提取物活性好、溶剂用量少等明显优势。     

响应面法优化生物炭与牛粪混合厌氧发酵工艺

为了提高厌氧发酵产气效率,在单因素试验基础上,采用响应面法对厌氧发酵工艺参数进行优化,通过Box-Behnken中心组合试验设计,以厌氧发酵产气量为响应值,研究发酵温度、总固体浓度和生物炭添加量3个因素对厌氧发酵的影响,建立相关数学模型,并进行试验验证。结果表明:3个因素对厌氧发酵产气效率的影响均达到显著水平,最优工艺条件为发酵温度41℃,总固体浓度8.9%,水稻秸秆炭7.9%,在此工艺条件下,厌氧发酵产气量达到2735 mL±37 mL,与预测产气量2693 mL,两者偏差在2.0%以内。因此,所建模型能较好地用于生物炭与牛粪混合厌氧发酵产气量的预测。     

牧区奶干渣组合式发酵剂响应面法优化

以脱脂牦牛乳为试验材料,发酵3.5 h滴定酸度为试验指标,在不同菌种最佳组合方式筛选的研究基础上,利用响应面Box-Behnken中心组合试验研究了4株筛自牧区、发酵性能优良的菌种:保加利亚乳杆菌(MGD1-3)、嗜热链球菌(MGB39-5)、嗜热链球菌(G81-1)、植物乳杆菌(BM5152)不同接种比例对牧区奶干渣发酵效果的影响。结果表明,优化得到最优组合式发酵剂为:MGD1-3体积分数3.06%、MGB39-5体积分数0.64%、G81-1体积分数0.55%、BM5152体积分数2.04%,滴定酸度为75.87°T。为了便于实际操作,确定最终体积接种比为:MGD1-3∶MGB39-5∶G81-1∶BM5152=30∶6∶5∶20,接种量体积分数为6.0%,该条件下进行3次平行试验,得到滴定酸度平均值为74.21°T;将接种优化后组合式发酵剂制成的奶干渣(试验组)与牧区采集奶干渣(对照组)进行感官与理化指标比较,结果表明该组合式发酵剂发酵性能优良。     

响应面优化茶叶中黄酮类化合物的提取条件研究

为确定茶叶中黄酮类化合物的最佳提取工艺,选取提取时间、水浴温度、乙醇浓度和液固比4个影响提取效果的因素做单因素试验,并利用Design—Expert6．0进行响应面分析试验。试验结果表明,提取茶叶中黄酮类化合物的最佳提取工艺条件为：时间60min、水浴温度80℃、乙醇浓度为60％、液固比（V/V）为10。