青花椒热泵干燥特性及工艺参数优化

为了探究青花椒热泵干燥特性并优化干燥工艺参数以提高干制花椒品质,本文以温度、风速和铺放厚度为试验因子,以有效水分扩散系数、光合色素单位质量含量和色差为评价指标,对青花椒热泵干燥过程进行单因素试验和正交试验,并采用6种常用干燥数学模型分别对正交试验数据进行非线性拟合。结果表明,Page模型对试验数据的拟合度最好,是描述青花椒热泵干燥的最佳模型;在恒温干燥条件下,温度对有效水分扩散系数和色差的影响极显著（P<0.01）,温度越高,有效水分扩散系数和色差变化越大;风速对色差的影响显著（P<0.05）,风速越大,色差变化越大;铺放厚度对色差的影响极显著（P<0.01）,铺放厚度越大,色差变化越小;而光合色素单位质量含量在不同温度条件下均具有先略下降再上升后又迅速下降至稳定的趋势,温度越高,光合色素单位质量含量变化越快,不利于干制青花椒品质的提高。综合考虑温度、风速、铺放厚度对青花椒色差、光合色素单位质量含量和有效水分扩散系数的影响,确定最优干燥工艺参数为温度40 ℃、风速0.3 m/s、铺放厚度11.9 mm,在此条件下,干制青花椒色泽品质最佳,色差为20.01,光合色素单位质量含量为2.9601×10?4 mg/g。研究结果可为青花椒热泵干燥工艺应用提供参考。     

复合传热对薄层烟丝干燥强化传质作用的动力学分析

为研究复合传热过程对烟丝干燥的影响规律,选择了3种烟丝作为试验原料,利用固定床式薄层干燥装置,在风速一定的条件下,考察了热风温度(60～100℃)、薄板温度(50～90 ℃)对复合传热干燥过程的影响;采用菲克第二定律和有效扩散系数与热风温度的关系(Arrhenius公式),确定了恩施、宜宾和巴西3种烟丝的表观活化能为8.31、12.11、21.13 kJ/mol;采用无因次分析的方法对烟丝有效扩散系数与薄板温度关系进行建模分析,无因次关系中的指数项物理意义上可以解释为强化因子,反映了薄板温度对不同烟丝干燥过程的强化传质作用,薄板温度强化因子依次为10.08、12.21、10.82;试验结果表明:所建模型能够表征传导传热对烟丝干燥动力学参数的影响规律.     

基于分形理论的谷物干燥试验研究

研制了小型谷物流化干燥试验台,根据分形多孔介质导热理论建立了干燥水分输运模型,最后进行谷物干燥试验研究,分析了各个参数对干燥特性的影响。试验分析结果表明：在相同试验条件下,通入热风温度越高、风速越大、颗粒分形维数越大,其干燥速率越快,并且所建立的理论模型与干燥曲线变化规律相吻合。     

湿芝麻渣的干燥特性与特征参数研究

为了有效处理高含水率且黏度很大的湿芝麻渣,对不同温度条件下(50～120℃)湿芝麻渣的干燥特性以及干燥后芝麻渣氨基酸组成及含量的变化进行了研究。结果表明:干燥温度越高,有效水分扩散系数越大,干燥速率越快;温度从50℃升高到120℃,有效水分扩散系数从5. 47×10~(-10)m~2/s升高到4. 29×10~(-9)m~2/s,表观活化能为32. 84 kJ/mol,而且50℃和120℃两种温度下干燥后的芝麻渣氨基酸组成及含量并没有太大差异。通过扫描电镜观察芝麻渣的表面结构,发现120℃下干燥的芝麻渣比50℃下干燥的芝麻渣水通道更多,结构更疏松。     

板栗片微波真空干燥的动力学模型及品质分析

为获得干燥速率快、品质高的板栗制品,以新鲜板栗为原料对其进行微波真空干燥处理。研究了板栗片在不同真空度、微波功率条件下的微波真空干燥特性。根据试验数据建立板栗微波真空干燥的水分比与干燥时间关系的动力学模型,对模型进行拟合检验,同时对不同干燥条件的板栗品质进行评价。结果表明:微波强度和真空度均对干燥时间有显著影响,功率越大,真空度越高,干燥速率越快。在试验范围内水分有效扩散系数随着真空度升高而升高,随着微波功率的升高而升高,而且功率对板栗水分有效扩散系数的影响比真空度更显著。利用Fick第二定律求出其范围为3.5462×10^-9~2.128×10^-8m^2/s。通过对板栗干燥动力学数学模型拟合发现,Page模型对板栗片干燥过程的拟合性最好,模型的预测值与实验值吻合性好,可以用来描述和预测板栗的微波真空干燥过程。在真空度-20 kPa、微波功率3 kW干燥条件下,板栗片的亮度L*值最大为71.77且板栗片的质地最优,与其他干燥条件下有显著差异(p<0.05),。该研究为微波真空干燥技术应用于板栗的干燥提供了技术依据。     

渗透-中短波红外联合干燥对猕猴桃切片干燥特性及动力学模型的影响

采用不同含量果葡糖浆与不同中短波红外干燥温度进行联合干燥,研究不同条件下猕猴桃切片的干燥特性、有效水分扩散系数,建立渗透与中短波红外联合干燥动力学数学模型。试验结果表明:猕猴桃切片的渗透-中短波红外联合干燥的过程属于降速干燥,有2个阶段的降速过程,二者的水分转换范围为0.300~0.900(d.b)。在试验条件下,水分有效扩散系数在1.08×10-10~2.38×10-9m2/s范围内变化。所用6个模型均能较好地描述猕猴桃切片联合干燥过程中的水分变化规律,其中"Two-term"模型对整个过程的拟合性最好,其R2的均值达0.99958,χ2和RSME的均值分别为3.90000×10-5,5.01000×10-4。     

基于温度控制的猕猴桃片微波真空干燥特性研究

目的：研究温度控制下猕猴桃片微波真空干燥特性,并确定其最佳数学干燥模型。方法：以猕猴桃片为原料,利用自制的温度自适应微波真空干燥机干燥猕猴桃片,研究不同控制温度、真空度和微波功率密度对其干燥特性和水分有效扩散系数的影响,利用SPSS 19.0软件将试验数据与6个常用的薄层干燥模型进行非线性拟合,以确定系数R²,均方根误差R_MSE及卡方χ²作为评价指标,筛选出最佳干燥模型。结果：温度控制条件下的猕猴桃片的微波真空干燥为降速干燥过程,无明显恒速阶段。在试验范围内,控制温度与真空度对猕猴桃片的干燥特性影响显著,控制温度越高、真空度越大,物料的干燥速率越大;根据费克第二定律计算出猕猴桃于温度控制下微波真空干燥过程中的水分有效扩散系数,且随着控制温度与真空度的增大而增大,其最大值为6.814 97×10^-6 m²/s,平均活化能为70.77 kJ/mol。所选用的6个模型中,Two-term exponential模型具有最大的确定系数R²（0.999 9）,最低的R_MSE（0.002 02）和最小的χ²（0.000 30）,是猕猴桃片温度控制下微波真空干燥的最佳模型。结论：控制温度、真空度对猕猴桃片微波真空干燥特性、干燥速率和水分有效扩散系数具有显著影响。在试验范围内,Two-term exponential模型的拟合度最高,可有效描述猕猴桃片温度自适应下微波真空干燥过程中的水分随时间的变化规律。     

南瓜热风干燥特性与动力学模型

研究南瓜片在不同温度（60℃、70℃和80℃）下的热风干燥特性。采用Fick扩散模型对南瓜片的水分质量传递进行描述,并计算水分扩散系数。结果表明,热风温度越高,干燥速率越快,干燥过程发生在降速阶段。水分扩散系数随温度的升高而增大,在试验温度范围内,有效扩散系数值在5．4150＆#215;10-10～1．0077＆#215;10-9 m2/s之间。温度对水分扩散的影响可用Arrhenius关系方程来表示,其决定系数为0．997。南瓜的活化能值为30．33kJ/mol。采用12种数学模型对南瓜片的薄层干燥过程进行描述,通过比较水分比的试验值和预测值之间的统计参数---决定系数（R2）、卡方（X2）和均方根误差（RMSE）,发现Modified Henderson and Pabis模型最适宜于描述南瓜片的薄层干燥过程,该模型能较准确地表达和预测南瓜热风干燥过程的水分变化规律。     

油莎豆热风干燥特性及数学模型研究

以新鲜油莎豆为原料,研究风温和风速对油莎豆热风干燥特性的影响,计算干燥过程中有效扩散系数与活化能,并选取8种干燥动力学模型进行拟合分析。实验结果表明：热风温度越高,干燥速率越快,干燥时间越短;风速对干燥速率影响较小。本试验干燥过程主要发生在降速阶段,油莎豆有效水分扩散系数2.2856×10^-10～7.8112×10^-10,平均活化能为35.31kJ/mol,Two-term模型可以很好的反映油莎豆热风干燥过程,实验值与预测值吻合度较高,拟合效果良好。     

番木瓜热风干燥特性分析

探讨不同干燥温度和不同切片厚度条件下番木瓜的热风干燥特性。通过9种数学模型对番木瓜热风干燥试验数据进行拟合,结果表明:同大多数农产品干燥一样,番木瓜热风干燥主要为降速过程。不同干燥温度和物料厚度番木瓜热风干燥的水分有效扩散系数Deff的变化范围分别是1.798 4×10-8~3.323 3×10-8,0.579 3×10-8~2.852 2×10-8 m2/s,由此可以看出番木瓜热风干燥的水分有效扩散系数随着干燥温度和物料厚度的增大而增大;Page模型是番木瓜热风干燥过程的最适模型,平均R2值、SSE值、RMSE值和X2值分别为0.998 1,0.003 3,0.012 4,0.000 2。经回归分析,得到温度、厚度与有效水分扩散系数Deff的关系表达式。研究结果可以为生产实践中预测番木瓜热风干燥的水分变化提供参考。     

叶丝滚筒干燥过程中化学成分的动态变化特征研究

利用批处理式滚筒干燥试验装置,以两种烤烟、一种白肋烟为原料,研究了叶丝滚筒干燥过程中含水率、总植物碱、还原糖、总糖、石油醚提取物等含量随干燥处理时间的动态变化特征,同时对比分析了滚筒壁温对上述指标变化特征的影响。结果表明:①叶丝干燥过程含水率的变化规律符合菲克第二定律,实验所用烤烟的传质有效扩散系数(De)均小于白肋烟。滚筒壁温升高,3种叶丝De值均增大,但上部叶De值的变化较中部叶小;②随干燥时间延长,总植物碱和还原糖含量均呈近似线性下降,随滚筒壁温升高,其下降速率增大;③总糖含量除在160℃干燥结束阶段急剧下降外,整体变化规律不明显;④石油醚提取物含量在不同条件下均有相似的变化规律,其含量随干燥过程的进行呈先升高后降低的趋势,峰值区间均在含水率为8%~2.5%时。     

析因设计优化叶丝干燥加工参数

采用析因设计方法,探讨了管板式环形烘丝机各工艺参数对烘后烟丝质量指标的影响.研究结果表明,管板式环形烘丝机干燥过程各工艺参数对烘后烟丝主要质量指标的影响程度各不相同:含水率标偏主要受到热风-排潮风门开度的影响,温度标偏主要受到热风温度及热风-排潮风门开度的影响,填充值主要受到筒壁温度的影响,结构主要受到HT蒸汽压力的影响.可以选取筒壁温度、热风温度、HT蒸汽压力作为优化因素,根据不同产品特点设定其范围;正常生产过程中建议将热风-排潮风门开度作为出口烟丝水分的控制参数,用以提高烟丝水分的稳定性.     

滚筒干燥过程中叶丝状态变化对其热物性的影响

为了分析烟草热湿加工处理中的传热过程,通过自行搭建的滚筒干燥过程中烟丝热物性在线测试平台,利用瞬态平面热源法测定了滚筒干燥过程中烟丝的热物性,考察分析了该过程中烟丝温度、含水率对烟丝导热系数、热扩散系数、体积热容的影响。结果表明:①当含水率相同时,烟丝导热系数、体积热容随着烟丝温度的升高而增大,热扩散系数随温度的升高而降低;②当烟丝温度相同时,烟丝导热系数、体积热容随含水率的降低而减小,热扩散系数随着含水率的降低而增大;③干燥过程中,烟丝含水率逐渐减小,烟丝温度逐渐升高,烟丝导热系数在温度与含水率的共同作用下整体有减小的趋势,表明烟丝含水率对导热系数的影响较温度显著。     

干燥工艺对潍坊烟叶不同部位香味成分的影响

为研究干燥工艺(薄板烘丝和气流烘丝)对烟叶不同部位(上、中、下3个部位)香味成分的影响,以山东潍坊烟叶为试验材料,研究两种干燥工艺下烟叶不同部位热裂解香味成分的变化。结果表明:经两种工艺干燥后烟叶各部位香味成分总量均有所增加;上、中部烟叶经薄板烘丝后香味成分总量的增加量大于气流烘丝的,而下部烟叶与之相反。     

稳定热湿条件下白肋烟干燥动力学在线分析

利用烟草热湿处理特性在线分析装置,对5种白肋烟干燥动力学特性进行实验研究.在考察干燥介质温度、湿度对白肋烟干燥过程的影响基础上,利用修正的菲克模型予以模拟,结果表明:湿度为0.11 kg/kg,干燥温度在100～160℃内,有效扩散系数De值随着温度的升高而逐渐增大;温度为130℃,干空气湿度在0.05～0.23 kg/kg内,De值随着湿度升高而逐渐降低.     

HXD气流干燥对卷烟综合质量的影响

对比分析了隧道式燃油烘丝机(HXD)气流干燥与CO2膨胀2种生产方式及HXD气流干燥叶丝不同掺配比例对配方烟丝质量和卷烟综合质量的影响.结果表明:掺配HXD气流干燥处理的膨胀叶丝能提高配方烟丝的整丝率,降低碎丝率,叶丝结构较合理,弹性较好;在实验牌号卷烟中,2种生产方式生产的膨胀叶丝掺配比例相同时,HXD气流膨胀叶丝卷烟感官质量较好,最佳掺配比例为15%.     

山楂气体射流冲击干燥特性及干燥模型

研究不同干燥温度、风速、物料盒宽度和喷嘴高度对山楂气体射流冲击干燥特性及有效水分扩散系数的影响,采用7 种数学模型拟合实验数据,得到了用于描述山楂气体射流冲击干燥的最适数学模型。结果表明：山楂的气体射流冲击干燥主要属于降率干燥。干燥温度对山楂的干燥曲线和干燥速率曲线均具有显著影响,而风速、物料盒宽度以及喷嘴高度对山楂的干燥曲线和干燥速率曲线的影响均不显著。山楂的气体射流冲击干燥有效水分扩散系数随着风温和风速的增加而增加,随着物料盒宽度和喷嘴高度的增加而降低,且最高有效水分扩散系数为9.271×10-8 m2/s。在实验范围内最适宜于描述山楂在气体射流冲击干燥过程中含水率变化规律的数学模型是Page和Modified Page模型。     

烘丝控制模式的建立与实现

通过对烘丝过程的分析 ,针对现有烘丝控制系统的不足 ,提出了新的控制模式。正常工作时稳定进入烘丝筒内烟丝的脱水量以及烘丝筒的筒壁温度 ,从而稳定烘后烟丝的含水率。在热风管道上增加一个由电磁阀控制的低压蒸汽喷射装置 ,“模拟”正常烘丝过程中筒内的环境 ,以减少“干头”和“干尾”烟丝量。使用新的控制模式 ,提高了烘后烟丝含水率的稳定性 ,“干头”和“干尾”烟丝数量大幅减少     

烘丝工序工艺技术研究

本文对烘丝生产工序工艺技术参数进行了大量试验和改进,找出了解决烟丝脆性和柔韧性差的工艺处理新方法。试验结果表明,在烘丝过程中适宜的工艺技术参数不仅能改善烟丝的物理特性和转换率,而且利于减少烟支重量和降低消耗。      

基于均匀设计分析滚筒烘丝工艺参数对叶丝质量的影响

为分析滚筒烘丝各工艺参数对烘后叶丝质量的影响,采用均匀设计法对HT蒸汽流量、筒壁温度、热风温度、排潮风门开度及筒体转速等参数对叶丝质量的影响进行了试验.结果表明:①滚筒转速仅对叶丝物理指标有显著影响;排潮风门开度和HT蒸汽流量同时影响叶丝物理指标和感官质量,且影响趋势相同;筒壁温度和热风温度对叶丝物理指标和感官质量均有显著影响,但影响趋势相反.②在试验范围内,各工艺参数的最优组合为:筒壁温度130℃、热风温度90℃、排潮风门开度59％、筒体电机频率24Hz、蒸汽流量240 kg/h,对应烟丝填充值、整丝率和感官质量得分分别比优化前提高了0.18 cm3/g,1.6％和1.8分,碎丝率降低了0.7％.