导向管喷动床小麦干燥工艺优化研究

为在国内推广使用具有良好的传热和传质效果的喷动床，自行设计制造了喷动床粮食干燥机，以探索喷动床用于粮食干燥的实际效果和所存在问题的解决方法。喷动床的内径为180 mm，高为700 mm，锥体部分高为100 mm，锥角为90°，气体入口管内径为25 mm，所用导向管的内径为25 mm，长200 mm，距进气管口54 mm。以湿小麦为原料，进行喷动干燥试验。设计了三因素三水平正交试验方案。所考察的三个因素是空气流量、热空气温度和湿麦装料量。各因素的水平为：空气流量取42、54、71 m³     

玫瑰花瓣红外喷动床干燥模型及品质变化

为提高玫瑰花瓣的干燥速率和品质,利用新型红外喷动床干燥设备,研究不同出风温度和风速下玫瑰花瓣的干燥特性并建立干燥动力学模型;对比不同干燥条件下玫瑰花瓣的品质变化。结果表明：提高出风温度和风速能够显著提高干燥速率和缩短干燥时间;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程主要为升速干燥和降速干燥,无明显恒速阶段;玫瑰花瓣红外喷动床干燥过程的有效水分扩散系数在6.703 85×10-10～1.382 35×10-9 m2/s之间,随着出风温度和风速的增大而增大;通过模型拟合发现,Midilli模型能更好地反映玫瑰花瓣的红外喷动床干燥规律;温度和风速对复水比、总黄酮含量和总酚含量均有显著影响;风速对色泽和微观结构有显著影响。研究结果可为红外喷动床干燥的研究与应用提供参考。     

绿麦芽喷动干燥技术研究

喷动床具有类似于稀相流化床的喷动区和类似于逆流密相移动床的环形区,结构简单,传热传质效果好,可以考虑将其应用到绿麦芽干燥过程,以取代现有的耗时长、传热传质不均匀的固定床干燥工艺。为此,设计和试验了绿麦芽喷动床干燥机,其柱体内径为180 mm,高为700 mm,锥体部分高为100 mm,锥角为90°,气体入口管内径为25 mm。在每次装料量为3 kg绿麦芽,空气流量为100 m³/h的条件下,研究了9种绿麦芽的喷动干燥工艺,并对干燥产品的质量进行了多指标的检测。结果表明,较好的麦芽喷动干燥工艺为：60℃热空气干燥4 h后,85℃热空气加热麦芽使其升温至80℃,最后再使用85℃热空气焙焦2.5 h。整个喷动干燥过程用时8 h,与传统工艺18～20 h相比,干燥时间明显缩短。能耗量约为5700 kJ/kg水,相对于一般麦芽厂的能耗节约了大约30%。产品麦芽的含水率为4.74%(湿基),色度(欧洲啤酒协会)为4.25,浸出率为81%,α-氨基氮为157.6 mg/(100 g),粗细粉差为1.5%,糖化时间为9 min,都达到优等浅色麦芽的指标。     

周期变换气流式喷动床的研究

对周期变换气流式喷动床装置的干燥动力学进行了研究。实验中使用了两种物理特性差别较大的物料,甜菜种子和小麦种子。根据研究结果建立了降水率与干燥时间和气流温度之间的数学关系式。     

红枣片冷冻-红外分段组合干燥工艺优化

为开发一种提质增效的红枣片干燥工艺,比较了单一干燥（冷冻干燥、红外干燥、热风干燥和微波真空干燥）对红枣片干燥特性及品质的影响,选用冷冻与红外干燥分段组合的方法干制红枣片,以干燥时间和维生素C保留率为评价指标,采用三元二次通用旋转组合设计优化红枣片冷冻-红外组合干燥工艺参数,并与红外干燥（64℃,6.75 W/g）、冷冻干燥（-40℃,12 Pa,64℃）产品的干燥时间和品质进行对比分析。结果表明：1）冷冻与热风干燥的干燥时间最长,微波真空干燥最短,红外干燥次之;2）冷冻干燥产品品质较好,但酥脆性一般,红外干燥产品在色泽、质构（硬/脆度）、微观结构方面均好于热风和微波真空干燥产品,且酥脆性较好;3）转换含水率、红外温度和切片厚度对红枣片冷冻-红外组合干燥过程有显著影响（P<0.05）,对干燥时间影响主次顺序依次为转换含水率、红外温度、切片厚度,对维生素C保留率影响主次顺序依次为红外温度、转换含水率、切片厚度;4）采用响应曲面法优化与试验验证确定出较佳工艺参数为：转换含水率34 %、红外温度64℃、切片厚度5 mm,此时,干燥时间3.62 h,维生素C保留率68.92%;5）冷冻-红外组合干燥产品品质优于红外干燥,干燥时间比冷冻干燥缩短57.6%,维生素C保留率比红外干燥提高了34.6%。结果表明冷冻-红外组合干燥缩短了干燥时间同时保证了干燥品质,可为红枣片干制加工提供一种新的组合干燥技术和理论依据。     

稻谷深床干燥工艺参数对干燥比能耗的影响

摘要：为降低稻谷干燥能耗并提高其生产效率,在全面分析已有相关指标基础上,提出了可反映热力特性的稻谷深床干燥新指标效能比。利用深床干燥试验台进行稻谷干燥单因素试验和五因素五水平二次正交旋转组合试验,建立了试验因子与效能比间关系的回归数学模型,分析了各因素对效能比的作用规律,利用频数分析法进行干燥工艺参数优化,得到了比能耗具有95%概率低于2000 kJ/(kg?h)的参数范围：热风温度56.2～57.7℃,表现风速0.89～0.96 m/s,谷层厚度35.3～37.0 cm,初始含水率21.31～21.86%,干燥时间2.87～3.16 h。为稻谷干燥机的节能设计与操作提供参考。     

猕猴桃切片微波真空干燥工艺参数的优化

为了提高水果干燥效率、干制品质量和降低干燥能耗,以猕猴桃切片为对象,进行了微波真空干燥试验。通过单因素试验,研究了微波功率、物料厚度、干燥室压力对猕猴桃切片干燥特性的影响。通过3因素5水平的二次回归正交试验,分析了微波功率、物料厚度、干燥室压力与猕猴桃切片干制品复水率、叶绿素含量、维生素C含量及单位耗电量的关系,建立了各指标与试验因素间的回归数学模型,并利用多目标非线性优化方法,确定了猕猴桃切片微波真空干燥最优工艺参数。结果表明：在微波功率为6.54 W/g、切片厚度为6.16 mm、干燥室压力为76.8 Pa的条件下,微波真空干燥猕猴桃切片的能耗最低,同时干制品质量也得到保证。     

山核桃坚果热风干燥特性及其工艺参数优化

针对山核桃坚果热风干燥质量难以控制、干后品质差等问题,采用单因素试验方法,研究了热风温度、装载量及风速对山核桃坚果干燥特性的影响。通过3因素5水平的二次回归正交试验,分析了热风温度、装载量及风速与干燥过程单位时间干燥速率、单位质量干燥能耗以及干后物料蛋白质保存率、不饱和脂肪酸保存率、感官品质指标综合分值的关系,建立了二次回归数学模型,分析了3因素对各指标影响的显著性;利用多目标非线性优化方法,确定了山核桃坚果热风干燥的最佳工艺参数组合,即热风温度为72℃,装载量为0.08 kg,风速为65 m/min。在此条件下,单位时间干燥速率为0.458%/min、单位质量干燥能耗为5.986 kWh/kg、蛋白质保存率为92.12%、不饱和脂肪酸保存率为90.65%、感官品质指标综合分值为32.89分,综合评分为0.802。研究结果为山核桃坚果的干燥和工业化生产提供一定的理论依据。     

开孔支管旋转导向管喷动床干燥油菜籽试验

为了改善旋转导向管喷动床环隙区的干燥性能,提出了附带支管的旋转导向管喷动床的新设计方案,采用油菜籽为原料,研究此新型喷动床的干燥性能。分别以单位质量水的热耗值、油菜籽的最高温度和干燥过程中油菜籽在喷动床柱体中的平均温度为试验指标,对支管式旋转导向管喷动床按L16(45)正交试验设计方法进行了风温、风量、导喷距及支管孔开放率4因素4水平的正交试验,得到以单位质量水热耗值为指标的最优干燥工艺为：风温130.0℃、标态风量为 58.0 m3/h、导喷距75.0 mm、开孔支管的孔开放率67%,最优工艺下单位质量水分热耗值为2736.8 kJ/kg,比不带支管的旋转导向管喷动床的最优值3941.4 kJ/kg低,说明支管的引入能够降低干燥热耗,可考虑用于放大柱锥形喷动床。     

山核桃坚果分段变功率微波干燥工艺参数优化

为了提高山核桃干果品质、缩短干燥时间和降低干燥能耗,以前期微波功率密度、转换点含水率和后期微波功率密度为试验因素,对山核桃坚果分段变功率微波干燥工艺进行了试验研究。通过单因素试验,研究了山核桃坚果微波干燥特性,确定了山核桃坚果微波干燥各因素合适范围。通过三因素五水平的二次回归正交试验,建立了三因素与失水速率、单位质量干燥能耗以及干燥后物料蛋白质保存率、不饱和脂肪酸保存率、感官品质指标综合分值的二次回归数学模型,分析了三因素对各指标影响的显著性。利用多目标非线性优化方法,确定了山核桃坚果分段变功率微波干燥的最佳工艺参数组合,即前期干燥微波功率密度为6.5 k W/kg,转换点含水率为23.4%(干基),后期干燥微波功率密度为3.3 k W/kg。在此条件下,山核桃坚果失水速率为4.072%/min、单位质量干燥能耗为3.467 k W·h/kg、蛋白质保存率为92.15%、不饱和脂肪酸保存率为91.63%、感官品质指标综合分值为35.28分。研究结果为山核桃坚果干燥加工生产提供一定的理论依据。     

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。     

稻谷热风干燥缓苏工艺参数优化与试验

为提高稻谷干燥特性与营养品质,该研究探究了缓苏温度、缓苏起始时刻、缓苏时长、缓苏循环次数等缓苏工艺参数对稻谷爆腰增率、整精米率、蛋白质质量分数与脂肪酸值等干燥品质指标的影响。首先,通过单因素试验分析了稻谷干燥品质随缓苏工艺参数的变化趋势,得出爆腰增率、整精米率、蛋白质质量分数与脂肪酸值的权重均大于20%,为稻谷缓苏干燥的关键性指标;其次,通过隶属函数模型确定影响稻谷干燥品质的主要因素为：缓苏温度、缓苏起始含水率与缓苏时长;最后,以缓苏温度、缓苏起始含水率、缓苏时长为试验因子,采用Central-Composite试验,通过建立回归模型分析了各试验因素与品质指标之间的相互关系并阐释结果产生的原因。结果表明：优化参数组合为缓苏温度45 ℃、缓苏起始含水率21%、缓苏时长1.61 h,此参数组合下稻谷干燥后的爆腰增率6.63%、蛋白质质量分数5.39%、脂肪酸值11.68%,验证试验结果与优化结果间相对误差为2.97%。研究表明,优化后的缓苏干燥工艺明显改善了稻谷干燥品质,该结果可为生产实践及深入探究稻谷品质变化机理提供理论基础。     

木薯高/低温二段式干燥工艺参数优化试验

木薯收获时含水率约为65%~70%,为了便于储存和运输,必须在短时间内对木薯进行干燥处理。为开发和优化木薯干燥工艺,该文在干燥箱中试验研究了木薯切片厚度、干燥温度对干燥过程的影响。试验结果表明,干燥温度过高,木薯经过高温后易糊化变质,温度太低,则干燥不充分;切片太薄,干燥过程中木薯片会断裂,切片太厚,达到合格含水率所需时间将延长。用Wang and Singh模型关联木薯干燥过程,根据干基含水率曲线确定了木薯干燥过程中的临界含水率为105%。对于一段式木薯干燥工艺,木薯在干燥过程中达到临界含水率时后段干燥速率呈下降趋势,为了避免这一趋势出现而导致干燥效率下降,提出了先高温、后低温的二段式优化干燥方案,确定了各段工艺的参数,为木薯干燥设备的设计提供了必要的依据。     

菠萝变温压差膨化干燥工艺优化

为了确定最佳的菠萝变温压差膨化干燥工艺范围,在单因素的基础上,采用三因子二次回归正交旋转组合设计,对菠萝变温压差膨化干燥工艺进行了优化,分析了膨化温度（X1）、膨化压力（X2）和抽空时间（X3）这3个因素对产品含水率（Y1）、色泽（Y2）、硬度（Y3）和脆度（Y4）这4个指标的影响及其交互作用。根据试验数据推论出描述这4个指标的二次回归模型,并进行了响应面分析,得出了菠萝优化膨化工艺范围。结果表明：膨化温度、膨化压力和抽空时间对产品的含水率、色泽、硬度和脆度都影响显著,三因子间的交互作用也显著地影响产品质量。最佳菠萝变温压差膨化干燥工艺范围是：膨化温度115～123℃;膨化压力0.04～0.08 MPa;抽空时间为2～3 h。     

变温压差膨化法制备冷泡茶的工艺优化

为优化变温压差膨化法制备冷泡茶的工艺,研究了含水率、冷冻处理次数和膨化温度对冷泡茶水浸出物的影响。通过单因素和正交试验优化了冷泡茶的加工工艺。正交试验结果表明,影响冷泡茶水浸出物的因素按影响程度大小排序从高到低依次为含水率、冷冻次数、膨化温度。冷泡茶制备的优化工艺为：茶叶含水率50%,-18℃下冷冻处理3次,每次24 h,膨化温度115℃。在此最优条件下制备的冷泡茶,经室温下冷水浸泡30 min后,冷泡茶茶汤的主要生化成分：水浸出物质量分数、咖啡碱质量分数、茶多酚质量分数、游离氨基酸质量分数、可溶性糖质量分数分别为16.45%、0.84%、11.45%、0.93%、2.47%。结果表明应用变温压差膨化法制备的冷泡茶的生化成分在室温下更易浸出,该研究为冷泡茶工业化生产提供技术支持。