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%。     

挂面干燥过程水分迁移规律及其对产品质量影响研究

为揭示挂面干燥过程水分状态、含量动态迁移规律,阐明干燥条件对水分动态迁移过程的影响,探讨挂面干燥过程水分动态迁移规律及其与产品质量的关系,本试验以小麦品种永良4号为原料,设计干燥温度(30、40℃)、相对湿度(65%、75%、85%)两因素不等水平全排列组合试验;利用“食品水分分析技术平台”实时监测干燥过程水分状态动态变化,并测定干挂面收缩率及抗弯曲特性。结果表明,不同干燥组合条件下,挂面干燥过程水分可区分为强结合水、弱结合水、自由水,横向弛豫时间分别为：T₂₁,0.06～0.187 ms;T₂₂,0.811～5.722 ms;T₂₃,34.305～242.013 ms。干燥过程中,随着干燥时间的延长,T₂₁、T₂₂呈下降趋势,T₂₁较T₂₂更快达到平衡状态;T₂₃呈“下降-上升-缓慢下降”趋势;挂面中强结合水绝对含量(W₂₁)、弱结合水绝对含量(W₂₂)均呈逐渐下降趋...     

枸杞分段式变温热风干燥特性及干燥品质

为了提高枸杞干燥品质、缩短干燥时间和降低能耗,该文对枸杞分段式变温热风干燥加工工艺进行试验研究。试验表明:恒温恒湿干燥条件下,随热风温度升高,枸杞干燥时间缩短,但枸杞多糖、色泽、复水率等干燥品质变差;采用阶段变温干燥方式可较好地缩短干燥时间,同时防止干燥品质变差。通过试验确定最佳的分段变温干燥工艺条件为40℃(6 h)-50℃(6 h)-60℃,干燥湿度40%,料层厚度3层(单层8 mm),在此条件下,枸杞干制品营养色泽俱佳,复水性良好。另外,碱液(3%Na CO3溶液)浸泡预处理可提高枸杞干燥速率、保留其鲜红色泽。     

豇豆隧道式热风干燥特性和模型

为了研究豇豆干燥特性以缩短干燥时间,该文利用隧道式热风干燥技术探讨了不同干燥风温（60、70和80℃）、风速（0.3、0.4和0.5 m/s）和料层厚度（6、18和30 mm）对豇豆干燥特性的影响。结果表明：豇豆的隧道式热风干燥前期主要是增速干燥阶段,后期主要是降速干燥阶段。提高干燥风温和风速,较少料层厚度均可缩短干燥时间。豇豆的水分有效扩散系数随着干燥风温和风速的升高而增大,随着料层厚度的增加而降低。通过阿伦尼乌斯公式计算出豇豆的干燥活化能为33.9 kJ/mol。使用决定系数R2、均方根误差RMSE和误差平方和SSE对7种常用干燥模型进行评价,结果表明：Page 模型的平均R2值最大、平均RMSE值和SSE值最小,分别为0.9988、0.01105和0.00286,是描述豇豆隧道式热风干燥的最优模型。研究结果可以为工程实践中预测豇豆隧道式干燥过程的水分变化提供参考。     

基于温度和速度均匀性的侧送风烘房设计及仿真

为提高农业机械零部件烘房温度均匀性,该研究设计并优化送风参数,分析其对速度场、温度场的影响。首先,通过理论分析和计算流体力学(Computational Fluid Dynamics)相结合的方法,对所设计的农机零部件烘房速度场、温度场进行数值模拟,得到烘房内速度、温度分布规律。进一步分析各送风参数对速度均匀性、温度均匀性的影响。结果表明:单侧送风回风方式优于双侧送风回风;送风口数量为8时,温度、速度均匀性较好;送风角度15°时,速度、温度均匀性较好。试验数值和模拟数值误差较小,温度误差小于1.68%,风速误差小于1.1 m/s,仿真结果可靠有效。所设计的农机零部件烘房工作稳定可靠,温度不均匀系数低于6%,满足设计要求。该研究可为农机零部件烘房结构设计及参数选取提供理论依据。     

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。     

基于监测物料温度的胡萝卜热风干燥相对湿度控制方式

针对热风干燥中,表面易结壳农产品物料阶段降湿干燥中各阶段高湿和低湿保持时间较难确定的问题,该文提出了在干燥介质温度和风速一定时,基于监测物料温度的热风干燥相对湿度控制方式。该控制方式在前期预热阶段保持较高恒定的相对湿度值,使物料迅速升温;中期干燥阶段物料温度保持特定值进行排湿干燥,物料温度有上升趋势时停止排湿使之升温;后期降速干燥阶段,物料保持较高温度值进行排湿干燥。胡萝卜的热风干燥验证试验研究结果表明,预热阶段,相对湿度控制最大偏差为1.0%;中期干燥阶段,物料排湿干燥物料温度保持值逐渐升高,物料温度上升至保持温度的最大误差为0.8℃;在后期干燥阶段,检测湿含量之差小于0.5 g/kg,判定干燥结束相对于称量判定干燥结束终点时间延迟为9 min。该干燥时间相比于前期相对湿度50%后期连续排湿和前期相对湿度50%后期相对湿度20%缩短了19.7%。该文提出了一种基于监测物料温度的热风干燥相对湿度调控策略,控制精度高,延迟时间短,相比于前期高湿后期低湿的干燥工艺能显著缩短干燥时间,提高干燥效率。     

面条干燥过程的湿热传递机理研究进展

干燥是挂面生产过程中较难控制的加工工序。干燥工艺不合理易造成产品质量问题,而水分和热量传递是影响挂面质量特性的重要因素。该文主要介绍了挂面干燥过程水分和热量的传递规律、机理和数学模型等研究结果,分析了水分传递研究的方法和水分分布的测定方法。综合分析认为,挂面干燥过程研究应进一步关注水分和热量传递机理以及湿热传递数学模型的研究。     

新疆维吾尔自治区策勒县绿洲一沙漠过渡带小气候特征

利用HOBO小气候观测仪,在2010年7月23日至8月24日对新疆策勒绿洲—沙漠过渡带的柽柳群落、柽柳—骆驼刺—花花柴群落、骆驼刺群落3个典型天然植物群落的风速、气温、空气相对湿度、光合有效辐射进行了同步观测,分析了它们的小气候特征的差异,初步探讨了产生这些差异的原因。结果表明,策勒绿洲—沙漠过渡带的植被具有独特的小气候作用,植被覆盖度越大,风速越小,气温越低,相对湿度越高。相比植被覆盖度仅3%的柽柳群落,柽柳—骆驼刺—花花柴群落（覆盖度27%）和骆驼刺群落（覆盖度67%）在观测期内0.5,1,2,4,8和10m处风速平均减小了32%,47%,近地表0.5m风速减少的最多,分别为57%,87%;2m处气温的平均值分别减少了0.32,1.02℃;2m处空气相对湿度的平均值分别增加2.33%,7.67%;策勒绿洲—沙漠过渡带柽柳群落、柽柳—骆驼刺—花花柴群落和骆驼刺群落的光合有效辐射差异不明显;阴天和沙尘暴天气光合有效辐射比晴天分别减少40%,60%。     

烤烟房空气相对湿度计算方法研究

目前,烤烟房普遍使用干湿球测湿法测量空气相对湿度,作者在验证其测量精度后发现,当烤烟房温度高于40℃以后,采用干湿球法获得的相对湿度值与基准仪器测量得到的相对湿度值相比,有较大差异,当温度较高且相对湿度较低时差异更明显。为此,在温度、湿度控制室内,获得了干湿球系数与风速、环境温度相关的试验数据。利用函数逼近理论和最小二乘法,提出了干湿球系数A新的数据融合计算公式。得到的结论是：风速在0.2～4 m/s、温度在40～70℃和相对湿度大于40%R.H的范围内,使用此公式获得A值后再计算出的相对湿度值,其误差小于1.5%R.H。     

提高紫花苜蓿热风干燥品质的工艺参数优化

紫花苜蓿的热风干燥是牧草收获后贮藏、深加工的必要预处理方式,为了研究紫花苜蓿干燥过程中各因素对干燥的影响及变化规律,为实际生产工艺提供参考,解决目前紫花苜蓿干燥加工中存在的营养成分损失大、含水率不稳定等问题,利用GZ－1型干燥试验装置,对紫花苜蓿的热风干燥特性和工艺进行了研究。以新鲜的紫花苜蓿为原料,紫花苜蓿的干品品质（粗蛋白含量、酸性洗涤纤维含量、中性洗涤纤维含量）为指标,在对其有影响的4个因素（热风温度、热风速度、茎秆压扁与切断长度情况、助干剂种类与浓度）进行单因素试验的基础上;采用4因素3水平正交试验进行了优化。通过对试验数据进行极差与方差分析,找出了优化工艺参数组合并得出结论：热风温度是影响苜蓿干品粗蛋白质含量的最主要因素,茎秆压扁与切断长度情况是影响苜蓿干品中酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维含量的最主要因素,热风干燥优化后的工艺参数组合为热风温度70℃、热风速度2.5 m/s、茎秆切断长度10 cm且压扁、碳酸钾浓度3%。在此工艺参数条件下,能有效提高干燥效率,并降低干草中营养成分的损失。研究为确定紫花苜蓿热风干燥工艺参数,提高紫花苜蓿热风干燥品质提供参考。     

农业物料干燥试验中热风参数的自动调节

针对农业物料干燥机理研究的需要，设计研制了一套计算机测控的物料干燥试验装置。该试验装置是一个调温、调湿、调速供风系统，通过对空气的温度、湿度、流速的调节和控制，为模拟多种物料实际干燥工况提供条件，同时在线测量物料的质量和温度，最终确定了最佳干燥工艺及物料传热、传质特性。     

塔克拉玛干沙漠腹地自然沙面与人工绿地不同季节局地气候的差异性

[目的]开展塔克拉玛干沙漠腹地自然沙面与人工绿地不同季节局地气候差异性研究,通过观测数据的解析,反映出沙漠与绿地区之间小气候变化的互馈机制,为沙漠区域人工绿地的可持续发展提供理论支持。[方法]利用塔克拉玛干沙漠腹地流动沙丘—人工绿地不同下垫面4个气象站的同步加密观测资料,分析自然沙面与人工绿地的小气候特征差异,初步探讨产生这些差异的原因。[结果]沙漠区对气温的升降速率响应快,绿洲区对气温的变化幅度响应显著;四季在增温时段绿洲相对于沙漠属冷岛,降温时段属热岛;夏季比湿最大,冬季最小,绿洲区相对于沙漠区在秋季湿岛效应持续时间最长,强度最大;春、夏、秋季凌晨至日出时段,绿洲上游边界呈现湿岛效应特征,绿洲下游边界四季全天均表现为湿岛效应;沙漠区域风速日变化极值出现时间早于绿洲区,风速变化范围沙漠区最大,绿洲区最小,在春、夏季,绿洲核心区风速递减率大于绿洲上游边界。[结论]下垫面的差异对小气候影响是十分显著的,绿洲区存在较强的"冷岛效应"和"湿岛效应"。     

黑河流域森林生态系统湿热特征分析

利用2008年黑河流域典型森林生态系统土壤和空气温湿度观测资料,分析了不同层次土壤和大气温度和湿度的变化特征。结果表明:(1)各层土壤温度在2—3月达到一年中的最小值,在7—9月达到一年中最高值,土壤温度周年变化幅度以及年最低温度随土壤深度的增加而递减。(2)表层土壤含水量受春季融雪和降雨影响较大,在8月中、上旬达到最高值;20—40cm土壤含水量对春季融雪响应较弱,80—120cm土壤含水量较为稳定,不受冻融交替影响。(3)从当年7月中旬至次年1月下旬,林地各层气温呈下降趋势,2月上旬至7月上旬呈上升趋势;距离地表近2m高度全年各月份气温略高于10m和24m高度,气温最高值和最低值分别出现在14:30和6:30左右。(4)4—6月林内湿度相对较低,7—10月相对较高,空气相对湿度最高值和最低值分别出现在22:00和11:30左右;10m和24m处空气相对湿度变化规律与2m处基本一致。     

相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中水分迁移和蒸发的影响

为揭示相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中内部水分迁移和表面水分蒸发的影响,以及物料表面结壳的成因,该研究在干燥温度60 ℃、风速3.0 m/s时,研究了恒定相对湿度（relative humidity,RH）（20%、30%、40%和50%）、第一阶RH 50%保持不同时间（10、30、60和90 min）而后降为20%,以及基于物料温度自动控制相对湿度干燥条件下的内部水分迁移量（D）、表面水分蒸发量（E）、表面水分累积量（Q）、物料微观结构和复水率。结果表明,恒定RH干燥条件下,D随干燥时间逐渐增大而后趋于稳定,E随干燥时间逐渐增大而后降低。RH越高,物料升温速率越快,D越大;RH越低,E越大。RH为20%、30%和40%时,Q=0的时间分别为1.11、1.36和1.70 h,并在此时刻之后物料表面出现明显结壳现象,且RH越大,出现结壳时机越晚;RH为50%时未出现Q<0,可能未出现明显的结壳现象。Q>0时,干燥速率与Q值变化趋势一致;Q<0时,对应干燥速率减小。RH为50%保持30 min后降为20%时,Q=0的时间为1.39 h,相对于RH 20%的干燥条件能够提高物料温度和内部水分迁移速率,延迟结壳发生的时机,干燥时间缩短了18.5%。自动控湿干燥条件下,Q在0～0.25 h内迅速增大,对应干燥速率迅速升高。在0.25～0.50 h内逐渐下降,在0.78～2.00 h内,Q值共出现3个零点,且在Q=0处上下波动。此RH调控方式使得内部迁移至表面的水分会及时蒸发,并未在表面产生积累,对应物料温度呈现出阶梯上升的变化趋势,延缓了结壳出现时间,保留了较多的水分迁移孔道,干燥时间最短,为6.1 h,复水比最高为(4.39±0.07) g/g,收缩率最低为28.55%±1.71%,为最优的阶段降湿干燥方式。研究结果对于分析水分的内部迁移和表面蒸发过程,表面结壳的成因及优化调控相对湿度控制方式提供了理论依据和技术支持。