摘要：为了真实模拟香菇物料在干燥箱内的热风干燥过程,本实验开发了物料-干燥箱一体化的香菇热风干燥模拟方法,首先通过热风干燥试验探究香菇在不同工况下的干燥特性,得到不同空气温度、空气相对湿度和风速下的定工况条件下香菇干燥动力学模型;其次,为了可以预测任意变工况条件下香菇的干燥过程,推导适用于变工况条件下的香菇干燥动力学导数模型,并采用该导数模型计算得到任意空气温度、空气相对湿度和风速变化下的香菇液态水蒸发速率;然后将香菇内部液态水的蒸发速率与传热传质方程耦合,构建出物料-干燥箱一体化的数学模型,通过求解该数学模型可以得到干燥箱内任意位置空气温度、空气相对湿度、风速和物料水分比随时间的变化规律。最后,基于开发的物料-干燥箱一体化香菇热风干燥模拟方法,求解并分析干燥箱中香菇干燥的特性。结果表明,物料与干燥箱一体化的热风干燥数值模拟方法可以用于准确模拟大批量的香菇热风干燥过程。在干燥过程中,香菇整体存在明显的干燥不均匀性,且随着干燥过程的进行,不均匀程度逐渐降低;在空气流动方向上,越靠近干燥箱顶部或底部,香菇干燥不均匀性越明显;在横向方向上,越靠近干燥箱中部,香菇干燥不均匀性越明显。综上,本研究开发的香菇热风干燥模拟方法在干燥箱结构设计、干燥工艺优化和提高产品质量等方面具有一定的指导意义。

摘要：根据超声波强化传热传质的优点,并结合弯曲振动圆盘的声阻抗特性,设计了一种超声波联合热风干燥的设备,该设备实现了大功率超声与空气介质的有效耦合。通过对香菇片的干燥试验表明,在传统热风干燥中附加频率为20 kHz、功率为150 W、辐照圆盘直径为21 cm的超声波时,可使香菇片的干燥时间缩短至未加超声波前的50%,蒸发每千克水减少能耗约22%。超声波强化热风干燥的机理可能主要归因于超声的机械作用效应,有效强化了由水分内扩散控制的干燥过程。

摘要：为研究猕猴桃切片热风干燥过程中水分迁移规律,该试验通过对猕猴桃切片进行热风干燥,考察不同干燥温度(70、80、90℃)、切片厚度(3、4、5 mm)下的干燥特性。试验采用直接干燥法测定含水率,运用低场核磁共振技术(Low-Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR)分析热风干燥过程中猕猴桃切片内部水分分布状态与变化规律,建立动力学模型,验证并预测。结果表明:猕猴桃切片热风干燥开始为外部控制,随后属于内部扩散控制,水分有效扩散系数范围为1.58×10^-7~4.18×10^-7 m^2/s,扩散效率随温度升高而增大。升高温度能显著提高猕猴桃干燥速率,可加快结合水、不易流动水以及自由水的迁移。自由水和结合水先于不易流动水发生变化,自由水含量在干燥前期逐渐下降,此过程中不易流动水和结合水含量均表现为先升高后降低的趋势。当自由水被脱除后,不易流动水和结合水含量依次达到最大值;此后,随着干燥的进行,不易流动水逐渐被脱除,此时结合水含量开始下降直至干燥结束。整个干燥过程中,猕猴桃切片部分自由水先转化为不易流动水和结合水,结合水与不易流动水相互转化,循环往复伴随整个干燥过程。以干燥过程中的自由水、结合水、不易流动水的核磁峰值总和、切片厚度和干燥温度为自变量,猕猴桃切片含水率为因变量,进行多元线性回归分析,建立含水率预测模型,模型的拟合优度为0.982。结果表明,低场核磁共振技术结合数学模型可用于描述猕猴桃切片热风干燥过程,可实现对猕猴桃切片干燥过程中含水率的快速、无损检测,研究结果可为猕猴桃热风干燥工艺和过程设计提供理论依据。

摘要：热风干燥是农产品加工中的重要单元操作,但目前其能效利用低。近年来干燥领域向节能、高效,并能进一步提高产品质量的高标准要求方向发展。功率超声具有传播方向性强、介质质点振动加速度大等特点,可作为能量的一种有效载体,在强化传热和传质方面表现出突出的优势。论文介绍了气介式大功率超声的设计原理,阐述了超声强化热风干燥设备的系统构成及类型,综述了近年来气介式大功率超声强化热风干燥在含湿物料方面的研究进展,探讨了当前存在问题及今后发展方向。

摘要：采用热风干燥获得压花用玫瑰花瓣,研究热风干燥温度、时间对玫瑰花瓣干燥特性、压花艺术美观性的影响,采用SEM表征玫瑰花瓣干燥过程表面微观形态特征,以期建立干燥过程动力学模型并计算动力学参数。结果表明,在试验设计温度范围内,热风干燥温度越高,时间越长,越有利于降低花瓣的水分,但会降低花瓣的艺术美观性,在热风40℃、840 min下干燥,可以获得具有较好艺术美感的玫瑰花瓣压花材料;干燥过程的有效扩散系数为2.524×10-10m2/s,活化能为11.322 k J/mol,动力学模型可用薄层干燥Page模型来描述。

摘要：农产品的烫漂与干燥是农产品加工的关键技术。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱是集烫漂与干燥一体的新型农产品绿色保质低碳智能干燥技术装备。农产品蒸汽烫漂与热风干燥箱内部流场均匀性直接影响着农产品烫漂与干燥效果。为提高其内部速度均匀性与温湿度均匀性,同时减少冷凝现象发生,采用计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法建立蒸汽烫漂与热风干燥箱模型,对其送风方式和送风口数量进行研究。结果表明:侧送侧回的送风方式在速度场以及温湿度场的均匀性总体优于上送下回,能量利用系数提高约18%,箱内壁面冷凝面积小于上送下回。仿真研究表明,当送风口数量为4个时,箱内的温度场和相对湿度场均匀性更好,能量利用系数最高。试验表明,蒸汽烫漂与热风干燥箱的试验值和仿真值最大温度偏差为2.3℃,相对湿度误差不超过1.3%,误差在合理范围内,仿真结果可靠,研究结果可为农产品低碳智能干燥新技术的研究提供参考。

摘要：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。

摘要：针对果蔬干燥过程模拟时未能考虑收缩对几何模型及热质传递的影响而导致求解精度较差的问题,采用动网格技术优化果蔬热风干燥过程中热质传递的数学模型。选择结构均匀、干燥过程收缩率较明显的白萝卜作为代表性物料,试验结果表明:样品长度对收缩特性具有显著影响,当样品长径比为10时,干燥收缩的各向同性率最优,此时Hatamipour模型是最适合描述白萝卜热风干燥收缩规律的模型。基于动网格技术将收缩方程与热质传递方程耦合后探究白萝卜热风干燥的热质传递规律,结果表明:考虑收缩后由于迁移路径变短,物料内部水分脱除速率加快且表层水分梯度降低;与未考虑收缩情况相比,干燥前中期水分蒸发量较大而后期含水率较小,使得物料温度先迅速升高至30℃后缓慢提升至60℃的平衡温度,该趋势更接近试验值;考虑收缩方程后,物料内、外部含水率和温度模拟结果的偏差分别从17%~8%、12~2℃降低至14%~3%、3~2℃。结果表明:基于动网格的数值模拟具有更高的计算精度,为分析热风干燥过程中的热质传递规律提供了可靠的模型。

摘要：为了降低曲拉因干燥过程引起的褐变,保证产品干燥后色泽良好,同时为曲拉干燥设备及工艺提供理论依据,该研究选择热风干燥的方式,以干燥后产品的亮度值L*、红度值a*和黄度值b*为目标,利用数据标准化的综合评分方法对3个目标评分。根据响应面中心组合设计理论,探讨了热风温度、物料厚度和风速对曲拉热风干燥工艺的影响,建立二次多项回归模型,并对干燥工艺进行了优化。结果表明,3个因素对综合评分的影响大小依次为:热风温度、风速、物料厚度;曲拉热风干燥最佳工艺参数为:热风温度41℃,物料厚度10 mm,风速60 m/min,此时得到最大综合分为0.9012;工艺优化后曲拉的亮度值L*比牧区自然暴晒干燥方式提高了7.18(P<0.05),红度值a*和黄度值b*分别极显著的降低了1.41和10.29(P<0.01),过氧化氢值(peroxide value,POV)、硫代苯巴比妥酸反应底物值(thiobarbituric acid reactive substances,TBARS)及5-羟甲基糠醛(5-hydroxymethylfurfural,5-HMF)值分别极显著降低了1.15 g/100 g、0.84 mg/kg和1.973 mg/L(P<0.01)。表明该干燥工艺可有效降低曲拉干燥过程中脂肪的氧化程度与美拉德反应的发生,改善产品色泽品质。研究结果为曲拉热风干燥设备及工艺提供了理论依据。

摘要：目的:从脆性角度优化果蔬片干燥工艺和调控干燥过程。方法:以新鲜马铃薯和香蕉片为研究对象,采用力学和声学测定装置,采集80℃热风干燥过程中不同时刻果蔬样品在机械压缩过程中产生的力学和声学信号,综合评价果蔬片的脆性。结果:80℃热风干燥条件下,马铃薯片声发射信号从干燥45 min后才出现,其能量随干燥时间增加而逐渐增大;应力快速增加后保持稳定;干燥180 min为马铃薯片的最佳干燥终点时间,此时声发射能量和力值分别为255.38 mV·ms和20.25 N。香蕉片应力从干燥初期就出现,其值随干燥进行而快速增加,而后在干燥150 min时有一个下降过程,并在200 min后保持稳定。声发射信号从干燥60 min后出现,快速增加,在240 min时保持稳定。香蕉片最佳干燥时间为240 min,此时能量和力分别为122.58 mV·ms和18.01 N。结论:力学—声学综合检测方法可用于监测果蔬片干燥过程中脆性变化,优化干燥过程。