胡萝卜微波干燥特性及动力学模型

为研究胡萝卜微波干燥特性,开展不同微波功率(406、567、700 W)、切片厚度(2、4、6 mm)和载料量(30、40、90 g)的干燥试验研究,探讨了其失水速率、干基含水率的干燥特性曲线和有效水分扩散系数D_eff的影响规律,构建了胡萝卜薄层干燥动力学模型。结果表明:胡萝卜微波干燥分为预加热干燥阶段和降速干燥阶段;微波功率700 W、切片厚度6 mm和载料量30 g时,干燥效果最佳;通过回归拟合分析,Page动力学模型最适于描述胡萝卜微波干燥过程,模型决定系数R²均大于0.98,验证试验最大误差为6.91%。     

猕猴桃切片流化床干燥特性与干燥动力学模型研究

为了提高猕猴桃切片制干品质、缩短干燥时间,采用流化床干燥技术对其进行干燥,研究温度(55,65,75,85℃)、风速(1.5,2.5,3.5,4.5m/s)和厚度(5,10,15mm)对猕猴桃切片热风干燥曲线、水分有效扩散系数以及干燥活化能的影响.结果表明:猕猴桃切片的整个干燥过程属于降速干燥,水分有效扩散系数为1.2...     

青萝卜真空薄层干燥动力学模型研究

研究了青萝卜在不同温度、真空度条件下的真空干燥特性。选取3个常用的薄层干燥数学模型,并采用非线性回归法对实验数据进行拟合,建立青萝卜薄层干燥数学模型。结果表明：青萝卜的干燥过程可以分为2个阶段,加速期和降速期,没有出现恒速期;比较各模型的相关系数R2,结果表明Page 模型拟合效果最好,并考察了温度和真空度对Page模型常数k和n的影响。经验证,该模型能准确地描述和预测青萝卜真空干燥过程中水分的变化规律。     

旋转闪蒸干燥南极磷虾的干燥特性和动力学模型

目的:实现南极磷虾旋转闪蒸干燥过程的控制。方法:对南极磷虾在120～180℃范围内进行干燥试验,选取常用的6种干燥模型对试验数据进行拟合,进一步采用回归分析建立干燥模型常数项与温度的方程,得到干燥模型表达式并进行验证。根据Fick第二定律方程计算得到南极磷虾干燥水分扩散系数。结果:干燥温度对干燥热效率和干燥速率的影响显著,干燥温度为130～180℃的南极磷虾干燥曲线均为降速干燥阶段。Page模型适合用来描述和预测南极磷虾旋转闪蒸干燥过程,回归分析得到模型常数项方程为k=exp(-27.532 1+0.301 8T-8.538 2×10^-4T²)、n=14.010 6-0.157 67T+4.750 9×10^-4T²。随着温度的升高,南极磷虾有效水分扩散系数从2.539 35×10^-7 m²/s升高到13.889 64×10^-7 m²/s。结论:采用旋转闪蒸干燥方式可以有效保护南极磷虾中的热敏性成分不被破坏,提高产...     

青香蕉微波干燥特性及动力学模型研究

为探究青香蕉微波干燥过程中的水分扩散特性,通过开展青香蕉微波干燥试验,考察了青香蕉在不同微波功率密度（3、5、7、9 W/g）下干燥特性,建立了青香蕉微波干燥试验模型;利用低场核磁共振技术（low-field nuclear magnetic resonance,LF-NMR）考察了干燥过程中青香蕉内部水分分布状态与变化规律。结果表明,青香蕉微波干燥过程中干燥速率呈现先上升后下降的趋势;有效扩散系数在1.082×10?8~7.708×10?8 m2/s之间,并随着微波功率密的升高而增大。核磁共振试验表明干燥过程中,自由水最先被去除,不易流动水整体呈现先上升后下降的趋势,结合水整体呈上升趋势;随着微波干燥的时间延长,三种状态水分峰面积减小且总峰向弛豫时间减少的方向移动,干燥结束时,青香蕉中的自由水基本被去除,内部水分主要以结合水和不流动水状态存在。通过对青香蕉干燥动力学模型拟合发现,Page模型拟合度较高（R2>0.9）,可为有效描述青香蕉微波干燥过程中水分随时间的变化规律提供依据。     

胡萝卜太阳能低温吸附干燥特性与干燥模型研究

以新鲜胡萝卜为研究对象,采用太阳能低温吸附干燥系统为试验设施,探讨干燥温度、相对湿度、干燥介质流速、载样量、胡萝卜切片厚度对胡萝卜太阳能低温吸附干燥特性的影响。结果表明,胡萝卜太阳能低温吸附干燥过程可以分为3个阶段:调整、恒速、降速干燥阶段;其中干燥温度对胡萝卜干燥的速率影响最显著,如50℃比10℃节时达59.7%,各因素对胡萝卜干燥的影响的主次顺序为干燥温度>相对湿度>干燥介质流速>切片厚度>载样量;采用数学软件选用3种模型对试验数据进行计算拟合,胡萝卜干燥数学模型与Page模型拟合程度最高,胡萝卜太阳能低温吸附干燥数学表达式为MR=exp(-0.011666 t^1.62715);此模型的建立为脱水胡萝卜太阳能低温吸附干燥的生产应用提供理论支撑。     

纸浆模塑薄层干燥实验及动力学模型分析

利用隧道式干燥器在不同热风温度、流速及物料厚度条件下,研究了干燥环境对纸浆模塑干燥过程的影响;并采用Page等六种薄层干燥模型对降速干燥过程进行拟合,分析了其有效扩散系数。结果表明:较高的热风温度、热风流速及较薄的物料厚度能够显著缩短干燥时间;Logarithmic模型可以准确预测纸浆模塑干燥曲线;热风温度、热风流速和物料厚度对有效扩散系数影响明显。     

红心火龙果热风干燥动力学模型及品质变化

为提高红心火龙果干燥效率及产品品质,研究了不同火龙果片厚度（6、8、10、12?mm）和干燥温度（50、60、70、80?℃）条件下火龙果片干燥特性和品质变化。结果表明：厚度越小,干燥温度越高,火龙果片的干燥速率越快,干燥时间越短。通过模型拟合发现,Page模型能够较好地反映热风干燥过程中火龙果片水分比随厚度和干燥温度的变化。红心火龙果片有效水分扩散系数在3.537?4×10－10～19.942?6×10－10?m2/s之间;厚度为6、8、10、12?mm时,对应的活化能分别为32.985?7、27.086?1、26.889?4、17.792?9?kJ/mol。在干燥温度70?℃、切片厚度6?mm、干燥时间6?h下,火龙果片的总酚含量和抗氧化能力较高。干燥温度和切片厚度对火龙果片色泽影响不明显。     

天麻蒸制后红外干燥特性及失水动力学研究

为研究蒸制后天麻红外干燥特性,采用红外干燥技术研究不同干燥温度(40、60、80℃)及不同天麻切块半径(0.8、1、1.2 cm)对天麻干燥特性及有效水分扩散系数的影响,并建立干燥动力学模型。结果表明,干燥温度越高,天麻块半径越小,干燥速率越快,天麻干燥过程主要为降速过程。通过对6种模型拟合分析,得出Page模型为最优模型,其决定系数R²值最大、卡方检验值χ²和均方根误差RMSE值最小,分别为0.9991、7.633×10^-5和0.0011。通过Fick第二定律计算出有效水分扩散系数,其范围在1.9251×10^-8~4.0528×10^-8 m²/s之间,天麻红外干燥活化能为17.1374 kJ/mol。该研究为天麻的采后加工及其综合利用提供了理论依据。     

马铃薯片热风干燥特性及收缩动力学模型

为提高马铃薯片的热风干燥效率及品质,控制其干燥过程中的收缩变形,本文研究了不同热风温度（45、55、65、75 ℃）和切片厚度（3、5、7、9 mm）对马铃薯片热风干燥特性曲线、有效水分扩散系数及活化能等指标的影响。结果表明,干燥室内热风温度越高、马铃薯切片厚度越小时,干燥速率越快。在研究范围内,马铃薯片的有效水分扩散系数在5.02×10?10~11.53×10?10 m2/s范围内,其值随热风温度升高或切片厚度减小而增大。此外,研究发现Weibull分布函数能够很好地描述马铃薯片的降速干燥过程和收缩动力学模型。通过Arrhenius方程计算得到马铃薯片的干燥活化能和收缩活化能分别为27.35和46.44 kJ/mol,马铃薯片干燥比收缩消耗活化能少。本研究为马铃薯片在热风干燥加工中水分迁移和体积收缩变化的预测提供了理论依据和技术支撑。     

稻谷薄层热风干燥工艺优化及数学模型拟合

对稻谷进行薄层热风干燥,采用正交试验方法研究稻谷在不同热风温度、初始含水率和热风风速条件下的热风干燥特性,比较10种数学模型在稻谷热风干燥中的适用性。结果表明:稻谷在热风干燥过程中没有出现明显的恒速干燥阶段,且干燥主要发生在降速干燥阶段;热风温度是影响稻谷热风干燥的最主要因素,其次是初始含水率;取初始含水率20%、热风温度50℃、热风风速1.4 m/s的方案为稻谷的最优热风干燥工艺,此时的最佳数学模型为Page模型;缓苏可有效抑制稻谷的爆腰率,缓苏温度越高,缓苏时间越长,缓苏效果越好;当初始含水率24%、热风温度40℃时,实验值和模型值的相对平均误差分别为1.563%和1.474%,表明模型预测的干燥曲线和实验所得的干燥曲线一致性较好;随着热风温度的升高,稻谷的有效水分扩散系数变大,经热风温度从40℃升高到60℃,其有效水分扩散系数由9.69×10~(-10) m~2/s增加到10.77×10~(-10) m~2/s,稻谷的干燥活化能为47.1 k J/mol。     

广式腊肉热泵薄层干燥数学模型研究

为提高广式腊肉干燥过程中能源利用效率和物料水分控制准确度,通过测定广式腊肉不同温度、风速条件下的热泵干燥水分比(MR),选用11种常用的薄层干燥数学模型进行拟合比较,根据模型的决定系数(R2)、均方根误差(RMSE)和卡方(χ2)值确定了最佳模型;采用回归分析拟合了干燥模型常数、系数与干燥温度、风速之间的关系。结果表明：Two term模型比其他模型能更好地反映广式腊肉的热泵干燥规律,含水率的预测值与实际值吻合较好,在干燥温度50～60℃和风速0.4～1.0m/s的范围内,可以用来描述广式腊肉的热泵干燥进程。     

干燥温度及氧气含量对胡萝卜气调干燥特性的影响

为探讨干燥温度及氧气含量对胡萝卜气调干燥特性的影响,进行氮气气调热风干燥实验研究。结果表明：提高干燥温度可显著缩短干燥时间;当氧气含量由20.9%降至5%,对流传质系数维持不变,而对流传热系数约增大0.5%;胡萝卜素含量随着氧气含量及干燥温度的下降而升高,氧气含量低至5%可有效减缓干燥过程中胡萝卜素的氧化降解;在40～60 ℃区间,5%及10%氧气含量条件下的总色差（ΔE）值要明显低于15%及20.9%氧气含量条件下的ΔE值,表明低氧气调热风干燥可有效保护产品色泽。因此,采用气调干燥技术有利于获得高品质的胡萝卜干燥产品。     

干燥介质对脱水胡萝卜特性的影响

以空气、O_2、N_2、O_3以及CO_2作为干燥介质,比较干燥介质对脱水胡萝卜品质的影响。结果显示,以N_2作为干燥介质可以显著缩短干燥时间,比以空气作为干燥介质节能16.10%;同时,以N_2作为干燥介质可以提高脱水胡萝卜复水性;提高胡萝卜中类胡萝卜素保留率(70.2%)和VC保留率(42.1%),比分别以空气作为干燥介质提高了8.9%和13.7%;而且,复水后的脱水胡萝卜最接近于新鲜胡萝卜状态,整体感官品质优于其他干燥介质。因此,使用N_2作为干燥介质可以获得比其他4种干燥介质品质更好的脱水胡萝卜。     

Modeling the Thin‐Layer Drying of Fruits and Vegetables: A Review

The drying of fruits and vegetables is a complex operation that demands much energy and time. In practice, the drying of fruits and vegetables increases product shelf‐life and reduces the bulk and weight of the product, thus simplifying transport. Occasionally, drying may lead to a great decrease in the volume of the product, leading to a decrease in storage space requirements. Studies have shown that dependence purely on experimental drying practices, without mathematical considerations of the drying kinetics, can significantly affect the efficiency of dryers, increase the cost of production, and reduce the quality of the dried product. Thus, the use of mathematical models in estimating the drying kinetics, the behavior, and the energy needed in the drying of agricultural and food products becomes indispensable. This paper presents a comprehensive review of modeling thin‐layer drying of fruits and vegetables with particular focus on thin‐layer theories, models, and applications since the year 2005. The thin‐layer drying behavior of fruits and vegetables is also highlighted. The most frequently used of the newly developed mathematical models for thin‐layer drying of fruits and vegetables in the last 10 years are shown. Subsequently, the equations and various conditions used in the estimation of the effective moisture diffusivity, shrinkage effects, and minimum energy requirement are displayed. The authors hope that this review will be of use for future research in terms of modeling, analysis, design, and the optimization of the drying process of fruits and vegetables.     

番木瓜中短波红外干燥特性

本实验探讨不同干燥温度（60、70、80、90 ℃）和不同红外功率（675、1 125、1 575、2 025 W）下番木瓜中短波红外干燥特性。结果表明：干燥温度对番木瓜干燥速率的影响较大,红外功率对番木瓜干燥速率影响较小;干燥温度和红外功率越高耗时越短,番木瓜中短波红外干燥主要为降速过程。利用3 种数学模型对番木瓜中短波红外干燥实验数据进行拟合发现,Henderson and Pabis模型是番木瓜中短波红外干燥过程的最适模型,模型预测值与实验值较为一致,能够较好地描述番木瓜中短波红外干燥过程。番木瓜中短波红外干燥的水分有效扩散系数随干燥温度和红外功率的增大而增大;不同干燥温度和红外功率下番木瓜中短波红外干燥的水分有效扩散系数（Deff）变化范围分别为11.14×10−10～29.11×10−10、14.29×10−10～17.22×10−10 m2/s。根据阿伦尼乌斯方程计算出番木瓜中短波红外干燥的活化能为32.13 kJ/mol。     

玉米薄层干燥特性对比试验研究

在热风薄层干燥试验平台上对玉米进行薄层干燥对比试验,采用单因素试验与正交试验相结合的方法,以玉米发芽率、裂纹率及干燥速率为指标,研究影响玉米干燥特性的主次因素,确定最优干燥工艺参数。试验结果表明:在玉米原始含水率不变的情况下,热风温度的影响最为显著。     

胡萝卜丁预干燥改善复合肉脯感官品质及干燥特性

为解决胡萝卜丁复合肉脯干燥后干裂、胡萝卜丁容易脱落等品质劣化问题,探讨添加不同预干燥程度的胡萝卜丁对复合肉脯(文中ND、D70、D50、D30、D10分别代表添加未干燥及相应水分含量胡萝卜丁的样品)感官品质和干燥特性的影响,并进行能耗分析。结果表明:胡萝卜丁预干燥可以改善复合肉脯的外观、口感和组织状态,显著提高复合肉脯的L*值(p0.05),但显著降低a*值和b*值(p0.05),且胡萝卜丁过度干燥降低复合肉脯的色泽和质地分值。复合肉脯剪切力为19.36～24.34kg·sec,其中NDD10D30D50D70。相关性分析显示复合肉脯干燥时间与胡萝卜丁水分含量呈显著正相关(p0.05),但各组吸湿等温线变化趋势趋于一致。干燥过程中肉糜和胡萝卜丁之间存在水分差,胡萝卜丁水分含量下降较肉糜呈现滞后现象。低场核磁共振检测结果显示:胡萝卜丁的水分较肉糜更难以脱除,干燥后水分主要集中在样品中心部位的胡萝卜丁中,T_2值普遍减小,结合水和不易流动水含量有所增加。胡萝卜丁预干燥可以使复合肉脯的干燥总耗能降低10.27%～30.47%,总耗能随胡萝卜丁预干燥程度的增加而减小,但D10与D30总耗能差异不显著。     

Drying and Rehydrating Kinetics of Green and Red Peppers

ABSTRACT: The effects of air temperature, air velocity, and pretreatments (blanching, sulphiting, and sodium chloride dipping) on drying kinetics of green- and red-pepper slices were investigated. Drying experiments were performed in a fluidized bed dryer. In the falling rate period, moisture transfer from peppers was described by applying the unsteady state Fickian diffusion model, and the apparent moisture diffusion coefficients (D_a) were calculated. The effect of temperature on D_a could be interpreted according to Arrhenius law. Drying rate and therefore D_a values were found to be affected by pretreatments. Rehydration rates of dried peppers at 25 and 45 °C were also determined and found to be independent of drying conditions and rehydration temperature. Predrying treatments were found to improve partly the rehydration characteristics of peppers.