烟草等温吸湿线和净等量吸附热的研究

以烤烟、再造烟叶、膨胀梗丝、白肋烟、香料烟为对象,研究烟草在吸湿解湿过程中热量的变化规律.采用静态法测定烟草样品不同相对湿度环境下的平衡含水率和水活度,对烟草等温吸湿线、单层水水分含量、净等量吸附热进行相关研究.结果表明:1)GAB模型为拟合烟草等温吸湿线最优模型;2)烟草样品单层水水分含量的变化范围为0.046~0.103 g/g;3)净等量吸附热随着样品含水率的增加而呈降低趋势,在正常烟草含水率条件下,白肋烟、香料烟、烤烟、再造烟叶、膨胀梗丝中水分蒸发时所需的能量依次降低.

冬瓜干制品吸附等温线与净等量吸附热研究

运用吸附原理,在水分活度为0.109~0.982条件下,研究冬瓜干制品分别在10℃,20℃,30℃,40℃,50℃和60℃时的水分吸附等温线;采用7种模型对实验数据进行拟合,通过对模型的决定系数（R^2）、均方根误差（RMSE）和残差平方和（RSS）进行比较,确定描述冬瓜干制品吸附等温线的最优模型;通过不同温度下冬瓜干制品吸附等温线数据,确定净等量吸附热.研究结果表明：冬瓜干制品的水分吸附呈Ⅲ型等温线,且在相同的水分活度时,平衡含水率随着温度的升高而下降;Peleg模型为描述冬瓜干制品吸附等温线的最优模型;冬瓜干制品的净等量吸附热随着平衡含水率的增加而降低,在较高含水率（50%左右）时趋近于0.

青豆种子等温线及等量吸附热的研究

为研究青豆种子在吸附和解吸过程中热量的变化规律,应用非线性回归方法确定了青豆种子等温线最优模型,采用水分活度等量吸附热模型方法,计算了青豆种子平衡含水率在5%～32%(干基)范围内的热动力参数———净等量吸附热与解吸热。结果表明:Halsey模型为青豆种子等温线最优模型,净等量吸附与解吸热分别为105.2～1 865.4 kJ.kg-1和111.6～1 939.0 kJ.kg-1,且随平衡含水率的增加而减少,等量解吸热高于等量吸附热。通过水分活度等量吸附热模型求解的数值在合理的范围之内。

基于结构表征和热力学分析的2种菊花粉水分吸附特性研究

为探讨干制菊花吸湿特性与其结构、水分活度(A_(w))、贮藏温度的关系,本文以2种菊花粉末(小黄菊和贡菊王)为对象,采用扫描电子显微镜(SEM)、傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、X射线电子能谱(XPS)对其结构特征进行分析,结果显示菊花粉末表面粗糙,含有大量凹陷和孔洞;与小黄菊相比,贡菊王粉末粒径较小且表面含有更多的亲水基团,如-OH,O-C-O等。采用静态称量法在20、30和40℃和A_(w)=0.112~0.976下研究了2种菊花粉末的水分吸附行为,并通过模型拟合和热力学分析阐明了物料的水分吸附机制。菊花粉末的平衡干基含水率(X_(e))随水分活度(A_(w))增加而升高,但在同一A_(w)下,温度越高X_(e)值越低。Peleg模型是描述水分吸附等温线的最佳模型。热力学分析表明,净等量吸附热(qst)随平衡干基含水率升高而降低,其中小黄菊和贡菊王粉末的qst值分别于X_(e)>0.14 g/g和X_(e)>0.24 g/g时趋于恒定。小黄菊在20、30和40℃下的单分子层干基含水率(X_(m))分别为0.0690、0.0525、0.0505 g/g(干基),而贡菊王为0.0645、0.0591和0.0584 g/g(干基)。有效孔径(rp)随温度和水分含量增加而增大,其中当X_(e)>0.09 g/g(干基)时小黄菊粉末呈现介孔特性,而贡菊王粉末则当X_(e)>0.11 g/g(干基)时内部孔隙才由微孔转变成介孔。研究结果可为菊花的干燥工艺优化与贮藏条件选择提供参考。

青豆种子等温线及平衡含水率模型

为研究青豆种子的热动力学特性,深入理解青豆吸附过程的水分特性和所需能量变化,利用饱和盐溶液,采用静态称重法测定了青豆种子在20～40,℃和水分活度在0.112～0.946范围的等温线;采用非线性回归方法确定了BET多分子层吸附理论模型的系数,并判定了青豆的吸附与解吸模型的拟合优度;应用Clausius-Clapeyron方程计算了青豆的净等量吸附热.结果表明:吸附与解吸相比存在明显的滞后现象;解吸时单分子层饱和吸附量大于吸附时的数值,随着温度升高青豆的单分子层饱和吸附量下降;吸附层数的变化趋势与单分子层饱和吸附量的相反;在Henderson、修正的Henderson、修正的Chung-Pfost、Halsey、修正的Halsey、修正的Oswin、修正的GAB模型中,Halsey模型拟合优度最佳;净等量吸附热随平衡含水率的增加而减少.

方便米粉的水分吸附和热力学特性

为了给方便米粉的加工和贮藏过程提供理论指导,根据吸附原理,在环境温度分别为15、25℃和35℃时,采用静态称量法研究方便米粉的吸附等温线。采用7个常见的非线性回归方程对吸附实验进行拟合,以决定系数、平均相对偏差和标准估计误差为评价指标,确定最佳拟合模型及其参数,探讨方便米粉水分吸附过程中净等量吸附热、微分吸附熵和焓熵互补等热力学性质的变化。结果表明,方便米粉的水分吸附特性属于II型等温线,Peleg和GAB模型都适合描述方便米粉的水分吸附特性。用GAB模型拟合得到的单分子层水分含量X0在15、25℃和35℃下分别为9.23%、8.34%和7.65%(干基)。在水分吸附过程中,方便米粉的净等量吸附热和微分吸附熵都会随着平衡水分含量的升高而明显下降;同时,存在焓熵补偿现象;根据实验结果绘制净等量吸附热与微分吸附熵的关系图,计算获得方便米粉的吸附过程属于焓驱动和自发过程。本研究对方便米粉贮藏条件选择和进一步评估不同贮藏条件下方便米粉的贮藏期具有指导作用。

两种大豆制品的水吸附研究

利用扩散平衡法对两种大豆制品——加糖大豆粉、牛奶豆乳粉的水吸附进行研究，测定了它们在２０℃及３５℃时的吸附曲线，并建立了与实际结果相吻合的水吸附数学模型；对净等量吸附热（ΔＨｓＴ）进行了计算。结果表明，ΔＨｓＴ不仅随食品中水分含量的增加而急剧降低并趋近于零，而且还受温度的影响。这两种大豆制品适宜的贮存水分含量分别为１．５ｇ／１００ｇ和２．３ｇ／１００ｇ。

牛奶豆乳粉的水吸附研究

利用扩散平衡法对牛奶豆乳粉的水吸附进行研究，测定了在２０℃、３５℃时的吸附曲线，并建立了与实际结果相吻合的数学表达式；对净等量吸附热（△ＨＳＴ）的计算结果表明△ＨＳＴ随水分含量的增加急剧减小并逐渐趋近于零。牛奶豆乳粉的特征水分含量为１．７ｇ／１００ｇ，其适宜贮存的水分含量为２．３ｇ／１００ｇ左右。

甘草饮片及细粉吸湿特性和热力学性质的研究

目的:了解甘草饮片和细粉水分吸湿热力学性质,为指导其干燥和储存提供依据。方法:通过静态水分称重法,测定甘草饮片和细粉在3个温度下的平衡含水量,研究甘草饮片和细粉水分吸附热力学。结果:甘草饮片和细粉等温吸附线属于Ⅲ型等温线,其最佳模型为GAB模型,并计算出相对安全含水量和绝对安全含水量。甘草饮片和细粉的净等量吸附热(Qst)和微分熵(Sd)都随着含水量的升高而降低,净等量吸附热和微分熵有较好的线性关系,符合熵-焓互补理论,吸附过程都由焓驱动且为自发过程。结论:该实验GAB模型较好地预测了甘草饮片和细粉的吸湿平衡含水量,为甘草饮片和细粉安全水分的控制和科学贮藏提供参考。

甘蓝型油菜籽的吸湿特性及其数学模型

油菜籽的吸湿特性影响油菜籽的收储工艺和储藏品质,为了给甘蓝型油菜籽收储工艺和管理提供基础依据,本文实验研究了甘蓝型油菜籽在温度为0~30℃,相对湿度为32%~88%的条件下的吸湿特性,比较了7种数学模型在甘蓝型油菜籽吸湿过程的适用性。结果表明：甘蓝型油菜籽的吸湿性受温度和相对湿度的影响很大,温度越高,达到吸湿平衡所需要的时间越短,相对湿度越大,平衡含水率值越大,达到吸湿平衡的时间越长;Peleg模型的相关系数为0.999,卡方为0.154和均方根误差为0.160,是描述油菜籽吸湿特性的最佳数学模型;随着温度的升高,甘蓝型油菜籽的临界相对湿度增大,降低储藏温度,可以有效降低油菜籽的的临界相对湿度;随着平衡含水率的增加,甘蓝型油菜籽的净等量吸湿热指数递减。

3种大黄饮片的水分吸附及热力学特性分析

目的:考察生大黄、酒大黄及大黄炭的水分吸附和热力学特性,为其干燥和储存提供指导。方法:通过静态称重法测定生大黄、酒大黄及大黄炭在25,35,45℃下的吸附等温线,采用7种常用的水分吸附模型拟合试验数据,确定最佳模型,研究3种饮片的吸附热力学参数。结果:生大黄、酒大黄与大黄炭的吸附最佳模型均为GAB模型,在25,35,45℃条件下大黄炭的绝对安全含水量分别为7.43%,6.79%,6.20%;酒大黄分别为8.68%,8.17%,7.03%;生大黄分别为9.88%,9.36%,7.77%;相对安全含水量大黄炭分别为9.46%,8.63%,8.21%;酒大黄分别为11.49%,11.03%,9.74%;生大黄分别为13.49%,12.66%,11.14%。3种饮片净等量吸附热(Qst)和微分熵(Sd)都随着平衡含水量的升高而降低,Qst和Sd符合熵-焓互补理论,生大黄、酒大黄、大黄炭的等速温度分别为386.66,391.15,394.34 K(单位换算为1 K=-272.15℃),吉布斯自由能分别为0.372 2,0.406 0,0.372 2 kJ·mol-1,吸附过程都是由焓驱动的非自发过程。结论:3种饮片的平衡含水量,单分子层含水量,Qst和Sd的大小排序均为生大黄>酒大黄>大黄炭,饮片吸湿能力排序为生大黄>酒大黄>大黄炭,炒炙方法明显影响3种大黄饮片的吸湿性与热力学性质,造成这种差异的原因可能是炒炙的温度较高致使生大黄中的吸湿性强的基团减少,疏水性强的物质增加,以及饮片质构的变化。通过对3种大黄饮片水分吸附特性的研究,可为其储存条件和干燥工艺等方面的选择提供参考。