热风干燥甘薯片的热质传递分析

为探究甘薯片在热风干燥过程中的温度和水分分布,建立数值模型来模拟不同恒定干燥温度(50,60,70,80℃)的传热、传质过程。由于物料在热风干燥过程中会发生较为明显的收缩效应,其有效水分扩散系数会发生改变,对模拟的精准度产生影响,因此对比了依赖温度、收缩相关扩散系数两种方式的传热、传质过程。结果表明,基于收缩相关的有效水分扩散系数能准确地描述甘薯片的热风干燥过程,其中依赖收缩的水分比以及温度的模拟值与试验值的决定系数(R~2)在0.976~0.994和0.961~0.981之间。为了分析不同热风温度对甘薯片干燥后质量的影响,从色差、复水率及感官评分方面分析,得出60℃为甘薯片热风干燥的最佳温度。模拟试验结果表明,有效水分扩散系数随热风温度的升高而上升,传热、传质系数对甘薯片温度变化以及干燥过程的影响十分显著。所开发的模型可为不同干燥温度下模拟研究其它农作物的干燥过程提供借鉴。

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)m^(2)/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。

甘薯切片热风干燥特性及模型研究

试验探究了不同温度(50、60、70、80℃)和切片直径(22、29、36、43 mm)对甘薯切片热风干燥特性曲线、有效水分扩散系数及活化能的影响。采用5种薄层干燥数学模型对试验值进行非线性拟合分析,以决定系数(R^(2))、和方差(SSE)和均方根误差(RMSE)为评判标准。结果表明:Weibull模型与其他干燥模型相比能够更好地模拟甘薯切片的热风干燥过程,而BP(back propagation)神经网络模型预测值的决定系数为0.999254,略高于Weibull模型预测值的决定系数0.998756,因此2种模型均能较好地预测甘薯切片的热风干燥特性。甘薯切片的有效水分扩散系数在9.9759×10^(-10)~2.07153×10^(-9) m^(2)/s范围内,其大小随着热风温度的升高和切片直径的减小而增大。通过Arrhenius方程计算得到甘薯切片的干燥活化能为24.469 kJ/mol。