红枣热风干燥试验过程的热质衡算及经济效益分析

通过对红枣热风干燥过程中的物料衡算和热量衡算进行分析,分析了在不同风温(45、55、65℃)和不同风速(0.5、1.0、2.0m/s)条件下红枣干燥特性、干燥速率和耗能量情况等。结果得出:当干燥温度为55℃、风速为1.0m/s时,干燥室的传热传质过程增快,干燥效率升高,获得最佳的节能效果。最后,提出了红枣干燥过程中相应的节能技术措施。该研究为红枣干燥的优质节能高效提供了理论基础,对于推进红枣产业技术进步、增加果农的经济收入,具有十分重要的理论和实践意义。     

稻谷籽粒内部热湿传递三维适体数学模型研究

针对稻谷热风干燥过程中出现爆腰,而其机理又尚未明确的问题,以图像法构建稻谷籽粒三维适体网格,TPS法测定导热系数,逆推法计算水分有效扩散系数,利用COMSOL Multiphysics软件模拟计算热风干燥过程中稻谷籽粒内部的温度和水分分布,并与实验结果对比。结果表明:三维适体数学模型具有较高的精度,干燥过程中稻谷籽粒干基含水率模拟数据与实验数据最大误差低于8%;稻谷籽粒内部温度和水分分布梯度沿径向(短轴)比沿轴向(长轴)大,且水分梯度维持时间远大于温度梯度;沿籽粒径向由外表面至中心1/3长度内的水分梯度较径向其它部分的水分梯度大,与实验观察的爆腰由籽粒表面向内扩展相吻合。研究结果为准确预测籽粒内部的干燥应力,揭示稻谷爆腰机理提供了基础。     

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。     

花椒热风-微波组合干燥失水特性研究

花椒热风干燥降速期水分含量低,水分扩散慢,导致热风干燥耗时长。为提高干燥效率,并通过热风与微波组合干燥,分别进行热风干燥、微波干燥和热风-微波组合干燥实验,探究不同干燥参数对花椒失水特性的影响,以确定合理的干燥转换临界点和最优组合干燥模型,并将傅里叶准则数(F₀)引入Fick第二扩散定律方程,求解有效水分扩散系数(D_eff)。研究结果表明：热风和微波单独干燥时,升高风温风速和增加微波功率均有利于缩短干燥时间;热风-微波组合干燥花椒时,热风段转微波段的最佳目标含水率即为热风干燥的临界点含水率(65%(w. b)),且高热风温度和高微波功率均可使微波干燥段获得高失水速率;热风-微波组合干燥花椒热风段和微波段对应的最优模型分别为Wang and Singh模型和Page模型,D_eff范围分别为1.908×10^-9～3.547×10^-9 m²/s和1.883×10^-8～3.321×10^-8 m²/s...     

生姜热风干燥试验研究

通过选取热风温度、热风速度和切片厚度作为生姜干燥的影响因素进行生姜干燥动力学试验,得到了生姜热风干燥的干燥特性曲线和干燥速率曲线。热风干燥后对干品进行复水试验,从而进一步得出了不同干燥条件下的生姜干品复水特性与干燥条件的关系:热风温度越高,热风速度越大,切片厚度越小,生姜干燥速度越快,干燥效率也越高;但干品的复水特性随温度的升高和风速的增大反而降低。     

食品对流干燥热质耦合传递的数值模拟

根据傅立叶和菲克定律,建立了食品对流干燥传热传质过程的二维数学模型.模型充分考虑了传热与传质之间的相互耦合,通过 Comsol Multiphysics 软件对模型进行了求解.同时,得到了不同温度下样品内温度分布和湿度分布.结果表明:干燥过程的数值模拟结果与试验实测数据相吻合,所建立的模型可以用来预测食品对流干燥过程.     

冰鲜鱿鱼热风干燥的试验研究

一、引 言 鱿鱼的可食部分比一般鱼类高出20～30％,其蛋白质含量高达17％,而脂肪含量甚低,仅为1.2％,且因含有甘氨酸、牛磺酸和其他游离氨基酸而味道鲜美,是人们喜爱的水产食品。     

香菜热风干燥的试验研究

首先通过试验分析了漂烫预处理对香菜热风干燥特性的影响,然后用单因素试验设计方法探讨热风温度、热风速度和铺料层厚度对香菜热风干燥特性的影响,之后又对香菜干制品进行复水试验,得出了香菜干制品在不同干燥条件下的复水特性。结果表明:热风温度越高,热风速度越大,铺料层厚度越小,干燥速率越大,干燥过程所需时间越短;但是,过高的热风温度、热风速度和过小的铺料层厚度都会降低香菜干制品的复水性能。     

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。     

多孔介质常压冷冻干燥质热耦合传递数值模拟

以苹果片为研究对象,研究了基于涡流管制冷效应的常压冷冻干燥技术处理含湿冷冻多孔物料的干燥机制。利用ANSYS ICEM CFD软件对常压冷冻干燥工况建立二维几何模型并对其进行网格划分,采用多孔介质模型,通过有限体积法对控制方程进行离散,迭代求解不同风速和温度下冷冻物料内部水分比及中心温度随时间的变化。通过分析不同干燥工况下物料质热传递变化得出最佳组合参数,研究该干燥条件下不同干燥时刻的速度场、温度场、压力场以及多孔介质干区迁移界面变化规律,并采用入口风速2.5 m/s、辐射温度283.15 K,对模型进行验证。借助SPSS-21软件对物料内部含水率与中心温度的试验值和模拟值进行相关性分析,其R2分别为0.564和0.982,表明试验值与模拟值有较好的一致性,所建模型适用于多孔介质的冷冻干燥。     

茄子热风干燥试验研究

通过对茄子漂烫渗透研究了渗透失水率和固形物增加率。用单因素试验研究茄子在不同风温、切片厚度、风速、渗温和预处理下的热风干燥特性并绘制干燥速率和湿基含水率曲线。结果表明:茄片越厚,渗透失水率越低;渗温越高,固形物增加率越低,失水率越高;风温及渗透温度越高、风速越大、茄片越薄,干燥速率越快;影响干燥速率主次因素是风温、切片厚度、渗透温度、风速;漂烫渗透比漂烫和未处理干燥速率更高。     

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。     

油菜籽干燥微尺度孔道传热传质数值模拟

在二维规则孔道网络模型基础上,采用多相流模型的混合物模型数值模拟了油菜籽干燥微尺度孔道传热传质过程。油菜籽内部微孔道内靠近热源的液体首先汽化,气体在重力、浮力及粘性力的共同作用下从出口溢出;随着微孔道长径比的增大,微孔道内液相体积分数增大,以靠近出口处表现最为明显;随着孔道内液相受热蒸发,气体在孔道靠近出口处积聚,压力增大,使流体和气体溢出速度加快;受壁面边界条件影响,微孔道内温度几近恒定。     

基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺研究

为保证稻谷干燥后品质、提高干燥效率,基于不同含水率稻谷的玻璃化转变温度,提出变温热风干燥工艺。采用三因素五水平中心组合试验方法,以稻谷温度、初始含水率和热风风速为影响因素,以稻谷爆腰指数、整精米率和干燥时间为评价指标,研究稻谷玻璃化转变温度、恒温和变温干燥特性,模拟解析稻谷干燥过程中传热传质规律,以5、10、15℃的变温幅度进行变温干燥试验。结果表明,稻谷玻璃化转变温度与其含水率呈负相关,恒温干燥最佳工艺参数为稻谷温度47℃、初始含水率22.0%、热风风速0.50 m/s,干燥后稻谷爆腰指数70、整精米率57.67%、干燥时间195 min;与恒温干燥相比,以5℃和10℃为变温幅度的变温干燥工艺,干燥后稻谷爆腰指数分别降低了20和10,整精米率提高12.6、7.7个百分点,干燥时间缩短30 min和60 min。研究表明,基于玻璃化转变的稻谷变温热风干燥工艺明显改善了稻谷干燥后品质,提高了干燥效率。     

含湿多孔生物材料干燥过程的传热传质分析

建立了用以描述含湿多孔生物材料干燥过程传热传质特性的数学模型，并以马铃薯片为实验材料，采用有限差分法进行了干燥工况下的温度和湿度分布数值模拟计算。模拟值与实验值吻合较好，表明该模型具有较好的精确性。     

甘蓝型油菜籽薄层热风干燥的能耗分析与研究

在热力学第一定律的基础上,对干燥过程的能量消耗进行了分析与研究。基于干燥过程中能量消耗为水分蒸发消耗能量与物料升温消耗能量之和,建立了薄层热风干燥过程的能耗模型。将干燥过程中水分蒸发所消耗的热量处理为能量方程中的源项,并引入了活化能与能耗比的概念,得到了薄层热风干燥过程的温度场分布与总能耗变化情况。分析表明:活化能的计算值与理论值的偏差为9. 19%;薄层热风干燥过程中适当地提高干燥速率,可减少干燥时间和干燥过程中的能量消耗。     

基于传热传质的荔枝预冷果温和质量损失率预测

为掌握荔枝预冷过程传热传质规律,以果蔬气调保鲜试验平台为研究对象,依据热力学和水分迁移理论,建立了荔枝果实预冷过程传热传质数学模型,获得了果实在预冷过程中温度、质量损失率等参数的变化情况,分析了果实质量、初始温度对预冷时间、质量损失率变化的影响。经计算发现,同一堆放方式下,荔枝果实质量越大,果实失水速率越小;当荔枝果实质量为10 kg时,果实平均温度从25℃降至5℃约需350 min,平均质量损失率为2. 16%;果实初始温度低,可以减缓果实质量损失率上升。经试验验证,计算结果与模拟结果吻合较好,对应时刻果实温度最大偏差为2. 8 K,平均相对误差为13. 1%;质量损失率计算值与试验值最大偏差小于0. 3%,平均相对误差为10. 7%。     

热质可交换的多区域太阳能干燥温室设计的探讨

提出了一种热质可交换的多区域太阳能干燥温室,该干燥温室可满足物料各阶段对干燥温湿度不同的干燥特性要求,并可通过控制各个区域之间的热量传递和空气交换流程达到节能和温度准确控制的目的。同时以高温干燥区、中温干燥区和低温干燥区的太阳能干燥温室为例,简单描述了其结构和功能,设计了中温干燥区的控制逻辑流程,该流程可延伸至整个干燥温室的控制逻辑流程设计。