贮藏过程中不同保润剂对烟丝保润效果及水分散失动力学的影响

【目的】探讨烟丝在干燥环境中贮藏时,不同保润剂对烟丝保润效果及水分散失动力学的影响。【方法】以传统烟草保润剂甘油和新型烟草保润剂乳酸钾为代表,将喷洒了保润剂的烟丝置于干燥环境中测试其水分含量的变化。通过对4种常见薄层干燥模型进行非线性拟合,确定烟丝干燥速率常数,并采用Fick第二定律扩散模型进行动力学分析,得到烟丝内部水分的有效扩散系数。【结果】甘油和乳酸钾都能够降低烟丝的干燥速率常数和水分有效扩散系数。当甘油添加量为2%时,烟丝的干燥速率常数和有效扩散系数分别从0.413 8,2.348 6×10-10 m2/s降至0.339 2,1.702 9×10-10 m2/s,而添加2%乳酸钾的烟丝干燥速率常数和有效扩散系数分别为0.255 9,1.593 8×10-10 m2/s。【结论】乳酸钾具有优于甘油的保润性能。保润剂能够有效降低烟丝的干燥速率常数和水分有效扩散系数,且干燥速率常数和水分有效扩散系数随其添加量的增加而降低。     

三七主根微波真空-热风分段式干燥特性及品质分析

为研究三七主根微波真空-热风分段式干燥特性及品质,探讨不同功率密度(0.50 W/g、0.75 W/g、1.00 W/g、1.50 W/g)、腔室压力(1 kPa、3 kPa、5 kPa、10 kPa)和温度上限(45℃、50℃、55℃)对三七主根干燥特性及有效水分扩散系数的影响,建立分段式干燥拟合模型,并对比分析三七...     

莲藕片薄层真空微波干燥特性及动力学模型

为研究莲藕片真空微波干燥特性,探讨不同真空度、装载量和微波功率对莲藕片薄层真空微波干燥过程的影响。根据试验数据建立莲藕片薄层真空微波干燥水分比与干燥时间关系的动力学模型,并对模型进行拟合试验,最后计算莲藕片薄层真空微波干燥条件下的有效扩散系数。结果表明,莲藕片薄层真空微波干燥过程符合Page模型,经验证,模型预测值与试验值拟合良好;莲藕片薄层真空微波干燥有效扩散系数在0. 508×10-6～6. 556×10-6m~2/s范围内。Page模型适合描述莲藕片薄层真空微波干燥过程。     

菠萝片微波真空干燥特性及动力学模型研究

为获得高品质、低能耗菠萝干品,采用微波真空干燥箱对菠萝片进行干燥试验,研究其干燥特性及动力学模型,试验参数为微波功率（400、600、800、1 000 W）、装载量（200、300、400 g）,利用Weibull分布函数对试验数据进行拟合,并计算菠萝片微波真空干燥活化能。结果表明,Weibull分布函数能准确拟合不同试验参数下的干燥曲线;尺度参数在11.715 41～27.049 43 min,随着微波功率的增加而减小,随着装载量增加而增加;形状参数在1.309 58～1.527 25;水分有效扩散系数为1.977 16×10^-7～4.686 39×10^-7m²/s,随着微波功率升高而增大;干燥活化能为2.099 24 W/g。Weibull分布函数较好地预测菠萝片干燥过程中水分脱除规律,对果蔬等农产品干燥过程预测与工艺优化具有重要意义。     

不同干燥工艺对新疆主要制干葡萄干燥特性的影响

【目的】研究不同制干工艺对新疆主要制干葡萄品种无核白和无核白鸡葡萄干燥特性的影响,为新疆葡萄干燥工艺的改进提供理论依据。【方法】对晾干和晒干干燥过程中的水分变化规律进行数学分析,研究葡萄的干燥特性。【结果】晒干工艺葡萄的失水速率高于夜间,葡萄干燥过程中白昼失水速率是夜间的2.00~6.14倍。干燥初期晒干工艺条件下无核白鸡心葡萄失水速率是晾干的1.21~3.12倍。葡萄果实干燥模型宜选用Page模型,晒干工艺条件下葡萄果实的有效水分扩散系数分别是晾干工艺的3.14和3.18倍;无核白鸡心葡萄果实的有效水分扩散系数高于无核白葡萄,晒干条件下无核白鸡心葡萄和无核白有效水分扩散系数分别为6.023 16×10^-8 和2.615 45×10^-8 m²/h;晾干条件下2种葡萄果实的有效水分扩散系数分别为1.892 12×10^-8 和8.308 75×10^-9 m²/h。【结论】2种干燥工艺下,白昼的干燥速率显著高于夜间,得到了不同干燥工艺和不同葡萄品种的有效水分扩散系数。     

传统干燥工艺条件下葡萄制干特性及干燥模型研究

【目的】研究传统葡萄干燥工艺对葡萄果实干燥特性及水分扩散系数的影响,为新疆葡萄制干干燥理论提供理论依据。【方法】采用晾干和晒干两种传统的制干工艺制干,分析制干工艺对葡萄干燥特性及水分扩散系数的影响,建立干燥动力学模型。【结果】晒干工艺条件下,环境中的最高温度显著高于晾干环境中温度,最低温度低于晾干环境中最低温度。晒干条件下,葡萄果实的干燥速率高于晾干方式。通过对4种模型的拟合分析,Page模型是最符合葡萄干燥的模型,决定系数R²值最大,卡方检验值χ²和均方根误差R²均值最小,分别为0.998 2、8.55×10^-4和0.001 5。通过有效水分扩散系数计算,晒干和晾干工艺的有效水分扩散系数分别为2.036 25×10^-8、6.468 8×10^-9,晒干工艺的有效水分扩散系数明显大于晾干方式的有效水分扩散系数。【结论】Page模型可以有效的阐述传统葡萄会干工艺条件下葡萄果实水分的变化规律。     

黄精片间歇微波干燥特性及模型拟合

为兼顾黄精的干燥效率和产品品质,以黄精片为研究对象,探讨微波间歇干燥技术对黄精片的干燥效果,以期获得品质较好的黄精干片,为黄精片微波间歇干燥工艺参数的选择提供依据。通过研究不同微波功率、间歇时间、装载量、切片厚度条件下黄精片间歇微波干燥特性,建立干燥动力学模型。结果表明,黄精片在间歇微波干燥过程中可分为加速干燥、恒速干燥和降速干燥3个阶段;微波功率越高、间歇时间越短、装载量越小和切片厚度越薄,干燥速率越大,所需的干燥时间越短;黄精片间歇微波干燥全过程有效水分扩散系数为(1.013 2～6.160 3)×10^-9 m²/s。Page模型最符合黄精片间歇微波干燥(R²=0.987),对于黄精片干燥过程的预测、调控和工艺优化具有重要意义。     

金钱草多糖对片烟干燥动力学特性的影响

【目的】考察金钱草多糖保润剂对片烟原料干燥过程的影响规律,为从动力学角度理解保润剂对片烟原料的保润效果奠定理论基础。【方法】测试施加金钱草多糖保润剂的许昌片烟(X2F)原料在不同干燥温度的水分含量变化,确定原料水分散失的薄层干燥动力学方程,获得内部水分有效扩散系数及干燥活化能。【结果】金钱草多糖可增强片烟原料的持水能力,显著降低原料的干燥速率常数和水分有效扩散系数,添加纯水和施加保润剂原料的水分有效扩散系数分别在1.286 8×10-12～1.671 8×10-12m2/s和1.074 0×10-12～1.611 0×10-12 m2/s之间,干燥活化能分别为8.42 kJ/mol和13.9 kJ/mol。【结论】金钱草多糖可提高片烟原料的保润性能,二项分布指数函数模型和Page模型可较好地描述片烟原料水分散失历程,为从动力学角度理解保润剂对片烟干燥过程中水分散失的影响提供了思路。     

黄菊真空薄层干燥特性研究

在真空干燥箱内对黄菊进行干燥处理,研究干燥温度对物料干燥特性的影响,并计算水分变化规律与page和logarithmic干燥模型的吻合程度。结果表明,黄菊干燥速率随温度的升高而加快,45和65℃条件下logarithmic模型与水分变化规律吻合较好,而55℃条件下page模型与水分s变化规律的吻合度较高,有效扩散率为2.448×10-9～6.246×10-9m2/s。     

莲藕片热风干燥特性及动力学模型

为研究莲藕片热风干燥特性,探讨了不同装载量和热风温度对莲藕片薄层热风干燥过程的影响。根据试验数据建立了莲藕片热风干燥水分比与干燥时间关系的动力学模型,并对模型进行拟合,最后计算了莲藕片热风干燥条件下的有效扩散系数。结果表明,莲藕片热风干燥过程符合Page模型,经验证,模型预测值与试验值拟合良好;莲藕片热风干燥有效扩散系数在0.831×10-7~3.516×10-7m2/s范围内。Page模型适用于描述莲藕片热风干燥过程。     

紫马铃薯片真空微波干燥动力学及工艺优化

研究了紫马铃薯片在真空压力-0.05、-0.06、-0.07MPa,微波功率400、500、600 W及厚度2、3、4mm下的干燥动力学及最适干燥条件。结果表明,紫马铃薯片真空微波干燥是一个先快后慢的过程,其中微波功率对紫马铃薯片干燥过程的影响最大,功率越大,干燥速率越快。干燥动力学拟合发现Page模型最适于拟合紫马铃薯片真空微波干燥过程中的水分比变化。通过对平均干燥速率、总色差、花青素含量、溶胀能力、吸水性和吸油性的综合评价系数和隶属度分析,得出紫马铃薯片真空微波干燥的最佳工艺参数为:-0.05MPa、400 W、2mm。     

基于Weibull分布函数的胡萝卜切片远红外干燥过程模拟及应用

【目的】探讨胡萝卜切片远红外干燥的最优工艺参数,研究不同干燥条件对胡萝卜干制品平均干燥速率、单位能耗和品质指标的影响.【方法】以干燥温度、切片厚度和辐照距离为试验因素进行胡萝卜的远红外干燥特性试验,利用Weibull分布函数对胡萝卜切片的远红外干燥过程进行模拟,比较不同干燥条件下胡萝卜干制品的指标变化.【结果】干燥温度、切片厚度和辐照距离对胡萝卜的干燥特性曲线均有显著的影响;Weibull分布函数拟合的决定系数R~2值均在0.98以上,离差平方和χ~2值均很小;尺度参数α随着干燥温度、切片厚度和辐照高度的增加而呈现减小的趋势,形状参数β大于1;估算有效水分扩散系数D_(cal)在0.435×10~(-7 )～3.080×10~(-7 )m~2/s之间,有效水分扩散系数D_(eff)在1.542×10~(-9 )～5.011×10~(-9 )m~2/s之间,均随着干燥温度、切片厚度和辐照高度的增加而增大;对比不同干燥条件下干制品的总色差值、单位能耗和平均干燥速率,发现远红外干燥技术对总色差值的影响不显著,对单位能耗和平均干燥速率的影响显著.对比热风干燥和远红外干燥方式下干制品的微观结构,发现远红外干燥可以增加物料内部微孔道的数量,提高干燥速率.【结论】Weibull可以较好地描述胡萝卜的远红外干燥过程,远红外干燥技术可以改善胡萝卜干制品的品质,减少单位能耗,缩短干燥时间.     

胡萝卜切片的超声强化远红外干燥特性及动力学模拟

为探讨超声波对远红外干燥过程的强化效果,以胡萝卜切片为干燥材料,研究不同超声频率、超声功率和超声处理时间条件下,胡萝卜切片的干燥特性和品质变化规律,并用Weibull函数对干燥过程进行动力学模拟。结果表明:随着超声频率、超声功率和超声处理时间的增加,干燥时间明显减少,干燥速率显著增加;Weibull分布函数可实现较高的模型精度,拟合结果的决定系数R~2值均在0.97以上,离差平方和χ~2值均很小,尺度参数α随着超声参数的增加而呈现减小的趋势,表明超声强化的干燥过程由内部的水分扩散阻力控制。估算有效水分扩散系数D_(cal)为3.601×10~(-8)～5.317×10~(-8) m~2/s,有效水分扩散系数D_(eff)为3.535×10~(-10)～5.601×10~(-10) m~2/s,均随着超声频率、超声功率和超声处理时间的增加而增大;并且随着超声频率、超声功率和超声处理时间的增加,胡萝卜干制品的总色差值总体呈现上升趋势,胡萝卜切片细胞中微孔数量增多,热质迁移效率增大,干燥速率显著提高。     

核桃气体射流冲击干燥特性及干燥模型

目的】研究不同条件对核桃气体射流冲击干燥的影响,提高核桃干制品质、缩短干燥时间,得到干燥所需活化能并筛选出最适干燥模型。【方法】采用热管和自制气体射流冲击节能干燥技术相结合的方法,利用9组试验,探讨了不同射流风温（40、50和60℃）、介质风速（11、12和13 m·s^-1）对物料干燥特性、有效水分扩散系数和活化能的影响,同时通过数据统计对5个干燥模型的拟合筛选,建立5个干燥动力学模型,分别为Page模型、Modified Page模型、Logarithmic模型、Herdenson and Pabis模型和Lemus模型,利用DPS软件对数据进行处理,拟合后得到最终的普遍适用的水分比MR与时间t的参数方程。【结果】与大多数食品物料的气体射流冲击干燥试验类似,核桃的气体射流冲击干燥主要属于降速干燥,没有恒速干燥阶段。风温对核桃气体射流冲击干燥的各个阶段影响均较大,风温越高,水分比下降越快,干燥速率越高。风速对干燥时长几乎无影响,但对于表面水分汽化阶段的速率具有一定影响,能够在这一阶段使干燥速率加快,对内部水分转移阶段的干燥速率几乎无影响。利用这一特点可以采用不同时段改变风温风速的方法,既缩短干燥时长又达到节能目的。总体来说对缩短干燥时间的影响顺序为：风温＞风速。核桃气体射流冲击干燥的有效扩散系数随风温升高而增加,风速对其几乎无影响,通过费克第二定律求出了干燥过程中核桃的有效水分扩散系数,其值为0.9674×10^-11-2.2231×10^-11m²·s^-1,由于其具有外壳等结构,所以比一般的食品物料的有效水分扩散系数低1-3个数量级。活化能随风速增大而增加,最低的活化能为27.644 kJ·mol^-1。5个模型均具有较高的拟合度,能较好地对核桃气体射流冲击干燥进行描述,其中Modified Page模型有最大的确定系数R²、最小卡方值（χ²）和均方根误差（RMSE）。以Modified Page模型,通过DPS软件进行回归,建立了在风温为40-60℃,风速为11-13 m·s^-1条件下核桃物料气体射流冲击干燥普遍适用的水分比MR与时间t的参数方程。【结论】射流风温与介质风速对核桃气体射流冲击干燥曲线、干燥速率曲线、有效水分扩散系数和活化能均有影响。根据在不同条件下得到的拟合值与试验组测定的观察值进行拟合比较,以风温为50℃、介质风速为13 m·s^-1时干燥最佳。Modified Page模型与Page模型均适合描述在风温为40-60℃,风速为11-13 m·s^-1条件下的核桃气体射流冲击干燥。而Modified Page模型拟合程度更高,是核桃气体射流冲击干燥最优模型。     

地黄浸膏超声真空干燥特性和动力学研究

地黄浸膏具有黏性大、透气性差、对热敏感等特点,难以实现快速高品质干燥。利用自制超声真空干燥装置对地黄浸膏进行干燥,对干燥产品的形态结构和指标成分(梓醇、毛蕊花糖苷)进行分析,以期探讨干燥温度、超声功率、真空度对地黄浸膏干燥效率的影响,并进行超声真空干燥模型研究,确定不同干燥条件下地黄浸膏的有效水分扩散系数并建立数学模型。结果表明,超声真空干燥方法能明显提高地黄浸膏的干燥速率,且干燥产物疏松多孔,粉体性质优良,主要指标成分含量较高。Page模型能准确描述地黄浸膏超声真空干燥过程。有效水分扩散系数D在(1.87~5.65)×10~(-8)m~2/s范围内随着干燥温度、超声功率、真空度的升高而增大,干燥过程中水分的平均活化能为32.729 k J/mol。     

湖北麦冬红外干燥特性与干燥模型

为探讨物料在红外干燥过程中的水分变化规律,以湖北麦冬为干燥原料,进行薄层干燥特性及模型研究,并以Fick定律、Arrhenius方程为依据,计算湖北麦冬在传热传质过程中的水分扩散系数和干燥活化能。结果表明,湖北麦冬的切片厚度及干燥温度对其红外干燥特性有明显影响,切片越薄,温度越高,湖北麦冬的干燥速率越快;Page模型预测值与实测值比较吻合,可用来描述湖北麦冬干燥动力学过程;在不同切片厚度和干燥温度下,有效水分扩散系数在(0.10~1.64)×10~(-10)m~2/s范围内基本上随干燥温度和切片厚度的增加而增大;麦冬切片厚度为1、2、3、4 mm的干燥活化能分别为32.88、32.12、32.49、37.09 kJ/mol。     

黄芩红外干燥特性及动力学模型研究

为研究黄芩的红外干燥特性及动力学模型,对不同温度(60、70、80℃)和根直径(1.12、0.84、0.56、0.44 cm)的黄芩进行红外线(红外)干燥,检测并计算水分比、干燥速率等干燥特性参数,拟合建立干燥动力学数学模型。结果表明,干燥温度和直径对黄芩干燥速率均有影响,干燥温度越高,干燥用时越短,直径越大,干燥用时越长,降速阶段为黄芩红外干燥的主要阶段。通过拟合黄芩干燥动力学数学模型发现,Page模型对黄芩干燥过程的拟合性较好,模型的预测值与试验值吻合性好,可以用来预测和描述黄芩红外干燥的失水过程;黄芩干燥过程中的水分有效扩散系数(Deff)在1.429 84×10~(-10)~5.004 46×10~(-10)m~2/s范围内,且随着温度的升高,Deff增大;黄芩红外干燥平均活化能为61.527 8 kJ/mol,表明黄芩红外干燥的主要阶段为降速阶段,Page模型适合预测和描述黄芩的失水过程。     

玛咖冷风干燥特性及品质特征研究

为提升玛咖干制品品质,采取冷风干燥进行脱水处理,研究不同干燥温度(20、30、40℃)和进口风速(1、2、3 m/s)对玛咖冷风干燥特性及品质特征的影响,在Weibull分布函数的基础上对玛咖冷风干燥曲线进行拟合并分析整个干燥过程,利用Fick第二扩散定律对玛咖冷风干燥有效水分扩散系数进行计算,采用模糊数学法对干燥产品进行感官评价。结果表明:随着进口风速和干燥温度的增加,玛咖冷风干燥耗时明显降低,且干燥温度增加对干燥耗时的降低效果更佳; Weibull分布函数能够准确描述(R~2 0. 99)玛咖冷风干燥过程中水分比随干燥时间的变化规律,不同干燥条件下玛咖冷风干燥Weibull分布函数的形状参数均小于1,整个干燥过程为降速干燥,主要受物料内部水分扩散的控制;玛咖冷风干燥有效水分扩散系数为5. 21×10-10~9. 32×10-10m~2/s,且随干燥温度和干燥风速的增加而增大;玛咖冷风干燥温度过高或进口风速过大会降低消费者对其干制品的接受程度。因此,将冷风干燥技术应用于玛咖脱水处理中,能够在降低干燥耗时的同时提升产品品质。     

木材超声波-真空协同干燥的动力学研究

结合超声波和真空干燥的优点,采取超声波 真空协同干燥方法,对核桃楸试件进行干燥。在不同干燥温度、绝对压力、超声波功率和频率的条件下,检测木材干燥过程中内部水分的有效扩散系数,并建立对应条件下的干燥动力学模型。结果表明:超声波 真空协同干燥过程中,木材内部水分有效扩散系数随着温度的升高而增大,而绝对压力对于水分有效扩散系数影响较小;干燥过程中,温度对干燥速率起着主要作用,相同温度、不同压力下木材的干燥速率随着时间的变化趋势一致;通过有效扩散系数和菲克单方向扩散方程得到的干燥模型和实际干燥动力学很接近。      

紫薯气体射流冲击干燥效率及干燥模型的建立

【目的】为了提高紫薯干制品质、提高干燥效率,研究不同条件对紫薯气体射流冲击干燥特性的影响并筛选出最适干燥模型。【方法】采用自制气体射流冲击干燥机干燥紫薯片,探讨风温、风速、预处理和切片厚度对物料干燥特性和水分有效扩散系数的影响。利用数据统计对6个干燥模型进行拟合筛选。【结果】与大多数食品物料干燥试验结果一样,紫薯的气体射流冲击干燥主要属于降速干燥。预处理可增加物料初温且使物料更快达到干燥环境温度,但降低干燥速率并延长干燥时间。干燥速率随着切片厚度增加而降低,但随着风温和风速的增加而增加。物料厚度和风速对物料升温影响小,但风温对物料升温有较大影响,随着风温增加会延长物料达到干燥环境温度所需时间。有效扩散系数随着片层厚度、风温和风速的增加而增加,最高有效水分扩散系数为7.0033×10-10 m2•s-1。所有模型都能较好地描述紫薯气体射流冲击干燥过程中紫薯的水分变化规律,其中Modified Henderson and Pabis模型有最大确定系数,最小卡方值和均方根误差。【结论】风温、风速、切片厚度、预处理对紫薯气体射流冲击干燥曲线、干燥速率曲线和温度、有效水分扩散系数均有影响。在风温50—80℃,风速10—13 m•s-1且切片厚度为1.87—4.80 mm条件下,Modified Henderson and Pabis模型是拟合紫薯干燥曲线的最适模型。