山药微波热风耦合干燥特性及动力学模型

为探索山药微波热风耦合干燥特性,采用微波热风耦合干燥技术研究不同切片厚度、热风温度、热风速率和微波功率密度对山药干燥特性及水分有效扩散系数的影响,并建立干燥动力学模型。结果表明:山药微波热风耦合干燥过程按干基含水率的变化主要分为加速和降速两个阶段,无明显恒速阶段;山药的水分有效扩散系数范围为0.879 1×10^(-6)～8.245 8×10^(-6) m^2/s,其值与切片厚度、热风温度和微波功率密度成正比,并随热风速率的增大先减小后增大;与热风速率和热风温度相比,切片厚度和微波功率密度对水分有效扩散系数的影响更加显著。通过拟合9种常用干燥模型,表明Two-term exponential模型的R^2平均值最大,χ~2平均值和均方根误差平均值最小,分别为0.998 0、0.000 2和0.014 7。相同实验条件下Two-term exponential模型的预测值与实验值拟合较好,表明该模型适合预测山药微波热风耦合干燥过程的水分含量变化规律。本研究结果可为微波热风耦合干燥技术应用于山药及其他农产品的干燥提供理论依据。

辣椒微波热风耦合干燥模型及品质研究

为研究辣椒微波热风耦合干燥特性及品质变化规律,探讨微波功率、热风温度和热风风速对辣椒干燥特性和品质的影响,并构建干燥动力学模型。结果表明,不同干燥条件下,辣椒水分比均呈指数下降趋势;干燥过程由增速干燥阶段和降速干燥阶段组成,主要表现为降速干燥;水分有效扩散系数为3.160 25×10^(-9)~9.875 79×10^(-9)m^(2)/s;通过比较决定系数、卡方、残差平方和,并对试验值与模型预测值的拟合,确定Modified page模型能够更好地预测辣椒干燥过程中水分比的变化规律;微波功率、热风温度和热风风速对色泽和辣椒红素含量均有显著影响;单一温度试验下,热风温度升高对二氢辣椒碱(1.39~1.57 mg/g)、辣椒碱(3.93~5.79 mg/g)和辣椒碱类化合物(7.03~8.81 mg/g)均有显著影响。研究为辣椒的工业化干燥加工提供理论依据。

宝珠梨微波热风耦合干燥工艺优化及动力学模型研究

为研究宝珠梨微波热风耦合干燥特性及品质工艺优化,在不同热风温度、微波功率和热风风速条件下对宝珠梨进行试验,研究不同干燥因素对干燥速率和有效水分扩散系数的影响,并建立适合预测宝珠梨水分比变化规律的干燥动力学模型。以宝珠梨干品色泽、硬度和干燥速率作为品质评价指标,采用正交试验和综合评分法优选微波热风耦合干燥宝珠梨工艺。研究结果表明:有效水分扩散系数在5.296×10^(-9)~9.66×10^(-9) m^(2)/s之间变化。通过对7个干燥动力学数学模型进行拟合,发现Page模型能够更好地预测宝珠梨干燥过程中水分比的变化规律,它具有最大R^(2)平均值、最小的χ^(2)和均方根误差平均值。各因素对宝珠梨干燥综合效果影响主次顺序:微波功率>热风温度>热风风速,综合效果最佳的组合:热风温度60℃、微波功率500 W、热风风速2.0 m/s。

水稻秸秆营养穴盘微波热风耦合干燥动力学模型研究

为探究水稻秸秆营养穴盘的干燥特性及干燥过程中含水率的变化规律,在不同的干燥温度(50、55、60、65、70℃)、热风速度(1.0、1.5、2.0、2.5、3.0 m/s)和微波功率(180、360、540、720、900 W)条件下对水稻秸秆营养穴盘进行了微波热风耦合干燥试验,研究不同干燥因素对干燥速率和有效水分扩散系数的影响,并建立了干燥动力学模型。研究结果表明:水稻秸秆营养穴盘微波热风耦合干燥过程只有降速干燥阶段,没有明显的恒速干燥阶段;微波热风耦合干燥可明显增强物料内部的水分扩散能力,提高有效水分扩散系数,且变化规律与水分比的变化规律一致,有效水分扩散系数变化范围为2.29641×10^-8~6.14736×10^-8 m^2/s。通过对12个干燥动力学数学模型进行拟合,得到Midilli et al模型具有最大R^2平均值、最小的χ^2和均方根误差平均值,且在不同条件下的水分比试验值和预测值具有很好的一致性,说明该模型适合用于预测水稻秸秆营养穴盘微波热风耦合干燥过程中含水率的变化规律。

基于温度控制的牛蒡微波热风耦合干燥研究

以牛蒡为原料,研究了微波热风耦合干燥过程中牛蒡内部温度和含水率的变化。微波控温实验结果表明,合适的微波功率密度和物料内部温度设定值不但可以缩短干燥时间,还可以减少物料内部温度的控制偏差。为了确定微波热风耦合干燥牛蒡的最佳工艺,利用响应面法进行实验分析,建立了以胡萝卜素保留率为指标的数学模型,求出最佳干燥工艺为微波功率密度8.4 W/g,物料内部温度设定值72.2℃,热风温度73.2℃,此时胡萝卜素保留率为60.6%。

红枣热风微波耦合干燥工艺优化及干燥特性和微观结构研究

目的优化红枣热风微波耦合干燥工艺,并考查其干燥特性和微观结构,解决传统热风干燥效率低、维生素C损失严重等问题。方法以新疆地区灰枣为原料,利用热风微波耦合干燥技术进行干制红枣加工,研究了热风微波耦合干燥对红枣干燥特性的影响,同时以热风温度、微波功率、载重量为影响因素,以维生素C保留率、色泽和复水比作为评价指标,采用三元二次通用旋转组合设计优化红枣热风微波耦合干燥工艺参数,并与热风干燥、微波干燥产品的干燥时间、品质及微观结构进行对比分析。结果红枣热风微波耦合干燥分为增速阶段和降速阶段;各因素对红枣色泽、维生素C含量、复水比的影响顺序均为热风温度>微波功率>载重量;红枣热风微波耦合干燥的较佳工艺参数为:热风温度48℃、微波功率94 W、载重量190 g;热风微波耦合干燥产品品质优于热风干燥及微波干燥,维生素C保留率比热风干燥提高了36.43 mg/100 g;扫描电镜观测表明热风微波耦合干燥产品微观结构平整紧凑。结论本研究优化后的热风微波耦合干燥工艺缩短了干燥时间,保证了产品品质,可为红枣干制加工提供一种新的干燥技术和理论依据。

微波-热风耦合干燥处理对牛肉干品质的影响

该文采用微波-热风耦合干燥技术对牛肉干进行干燥,通过与单一热风干燥及单一微波干燥对比,考察其对牛肉干的色泽、嫩度、质构特性、微观结构、水分分布和风味等品质特性的影响。结果表明,与单一热风干燥或微波干燥相比,微波-热风耦合干燥处理可以明显改善牛肉干的色泽,提高牛肉干的嫩度,降低牛肉干的硬度。热风干燥可以较好地保护牛肉干肌纤维束结构,但是微波干燥会破坏其肌纤维束结构,而微波-热风耦合干燥可以弥补微波干燥引发的结构损伤。与单一干燥相比,微波-热风耦合干燥过程在微波和热风的共同作用下,可显著提高牛肉干内部不易流动水弛豫时间(T_(2)),增强其流动性,有利于水分子分布的均一性。最后,对不同干燥方式牛肉干的挥发性成分进行鉴定,发现热风干燥或微波干燥会造成原有风味物质的大量损失,而微波-热风耦合干燥可以更好地保留风味物质,并能够促进杂环胺类物质的生成,赋予牛肉干较好的烤香味。因此,微波-热风耦合干燥对提高牛肉干整体品质具有重要意义,是一种具有发展前景的干燥方式。

热风微波耦合干燥牛蒡动力学模型研究

热风微波耦合干燥可以很好地保护干后物料的品质,并且减少物料的干燥时间。利用Newton、Henderson and Pabis、Lagarithmic、Page、Wang and Singh等5种干燥模型方程,对热风微波耦合干燥过程中牛蒡含水率随时间的动态变化进行模拟,并通过试验对各模拟结果进行验证。结果表明,Lagarithmic方程模拟的结果与实际含水率变化较为接近。

食物位置对热风微波耦合加热效果的影响

给出了微波与热风耦合同步加热物料的数学物理模型,以微波与热风耦合加热土豆为例,建立了完整的三维仿真模型,采用数值模拟法,分别得到了位于耦合加热腔内7个不同位置上土豆最终温度场的分布参数,并以实验加以验证,对数值模拟所得的仿真结果进行了分析与评定。结果表明,不同位置对热风微波耦合加热物料的效果影响极大,这主要体现在影响微波电磁场能量转化为热能功率的大小,以及密度分布及被加热食品温度场分布的不均匀性,故在采用热风微波加热食品时,应当要重视物料位置对耦合加热效果的影响。

预处理对红枣分段间歇微波耦合热风干燥特性及品质的影响

为探究分段间歇微波耦合热风干燥红枣最佳工艺,分析不同预处理对红枣品质的影响。该文采用响应面法,优化出最佳干燥工艺为:第一段间歇比为4、水分转换点为1g/g、第二段间歇比为6。此条件下,干燥时间为625.27 min,能耗为5 128 kJ,维生素C质量分数为419 mg/(100g),经验证,模型预测误差小于5%。基于最佳工艺,探究热烫、油酸乙酯结合预冻和高压二氧化碳3种预处理方式对红枣干燥速率、单位耗能及品质的影响。结果显示,油酸乙酯结合预冻处理组干燥时间最短(P<0.05)、能耗最低(P<0.05);高压二氧化碳处理组干燥后维生素C、总酮、总酚质量分数,抗氧化能力均最高(P<0.05);热烫预处理组褐变程度最低(P<0.05),组间色泽无明显差异(P>0.05)。试验证实,高压二氧化碳联合分段间歇微波耦合热风干燥是一种高效干燥技术,能保证红枣的营养品质,研究为该项技术的推广提供基础数据。

热风微波耦合干燥技术和设备的研究进展

热风微波耦合干燥(简称耦合干燥)是微波与热风同时作用于干燥物料的新型干燥方法和技术,但微波加热不均匀性是制约其发展的一个主要因素。作者综述了国内外耦合干燥及其实验设备研究现状,分析了其工业化的主要问题,提出了解决微波均匀性的主要技术方案,探索了工业化耦合干燥器的结构。

微波与热风耦合干燥技术的研究发展现状

微波与热风耦合干燥技术是将微波与热风技术相结合使用的一种干燥技术,具有干燥质量好、干燥速度快及干燥能耗低等特点。文章从最优工艺组合、干燥动力学模型和装置设备方面综述国内外耦合干燥技术的研究现状,分析了该技术目前存在的问题,并探索了未来微波热风耦合干燥技术的发展趋势。

热风微波耦合干燥牛蒡温度梯度研究

热风微波耦合干燥是延长牛蒡货架期的有效手段。在热风微波耦合干燥过程中,物料因受到微波与热风的共同作用,表面及中心存在一定的温差,从而产生相应的温度梯度。为了揭示这一温度梯度的影响,通过温控系统分别调节牛蒡表面及中心的温度,形成不同的温度梯度,测定其各自的干燥速率及干后品质。结果显示,干燥速率并不随着温度梯度单调变化。改变温度梯度,当干燥速率最大时,由于干燥过程中样品结构遭到破坏,产品的质量较低。为了进一步改进干燥过程,提出控制策略,在干燥过程中合理改变温度梯度,以兼顾干燥效率及产品质量。

间歇微波-热风耦合干燥花生工艺优化及品质研究

为探究间歇微波—热风耦合干燥花生的最佳工艺参数,借助响应面优化分析方法,以花生干燥速率和干燥能效的综合评分为响应值,确定了花生间歇微波—热风耦合干燥的最佳工艺参数为:热风温度45℃,微波强度1.25W/g,微波间歇比1.10。该条件下,花生间歇微波—热风耦合干燥速率为0.517g/min,能效为0.433 MJ/g,干燥综合评分0.710,模型误差小于5%。基于此工艺参数探究该干燥方式对花生脂肪酶活动度、硬度、颜色和脂肪酸组成的影响。结果显示,间歇微波—热风耦合干燥是一种高效的干燥技术,能保证花生的品质。

一种微波功率可调的热风微波耦合干燥装置

现有的微波发出功率多采用时间间断式控制,磁控管的发射功率恒定,通过改变磁控管的通断时间实现微波平均输出功率的调节,这种方式不能改变微波的瞬间功率,微波功率输出控制不精确,对物料品质影响较大。为此,设计了一种微波耦合干燥装置,通过改变磁控管高压回路的电容,使磁控管高压回路的阻抗发生改变,以达到微波发出功率的线性可调。以马铃薯为试验研究对象,在热风温度为60°C、电容值魏0、0.25、0.33、0.5、1!F)的条件下进行干燥对比试验,试验结果表明:热风微波耦合的干燥效率明显优于单一热风干燥,速度快、能耗低。热风微波耦合干燥是一种快速,高效和节能的干燥方式,在农产品和食品干燥中具有广阔的应用前景。

热风微波耦合技术在果蔬中的研究进展

简述了热风微波耦合干燥的基本概念及原理,指出其优缺点,论述了热风微波耦合技术在果蔬加工领域的研究现状,梳理了该干燥技术的影响因素,并对热风微波耦合干燥技术的发展趋势进行了展望。

热风微波耦合干燥胡萝卜片工艺

该文通过对胡萝卜片进行热风微波耦合干燥来研究热风微波耦合干燥工艺的可行性及优异性。采用自行设计的热风微波耦合干燥设备,在不同的热风温度(50～80℃)、微波功率密度(4.5～1.5W/g)条件下对胡萝卜片进行干燥,研究这2个因素对耦合干燥的影响。选取热风温度(50、60、70℃)、微波功率密度(3.5、2.5、1.5W/g)、热风风速(0.5、1.0、1.5m/s)进行正交试验,试验结果表明:耦合干燥各因素对干燥速率影响的主次关系为微波功率密度>热风温度>热风风速。同时将热风微波耦合干燥与热风干燥、微波干燥进行比较,得出热风微波耦合干燥是一种快速、高效和节能的干燥方式,在农产品和食品的干燥中具有广阔的应用前景。

花生果微波-热风耦合干燥特性及能耗分析

为提高花生果干燥后的品质,采用脉冲间歇式-低强度微波、高强度微波以及高&低强度微波分别与热风进行耦合干燥,研究不同干燥工艺下花生果的干燥特性、品质特性及干燥能耗情况。结果表明:采用脉冲间歇式-高&低强度微波热风耦合的干燥工艺最佳,其中微波强度0.95 W/g照射时间16.7 min,微波强度0.48 W/g照射时间11.7 min,干燥总耗时198.3 min,可将花生果含水率从50.0%降至15.5%,并且其总能耗比低强度微波和高强度微波分别降低了37.1%、8.6%,干燥后花生果的品质较佳。因此,脉冲间歇式-高&低强度微波热风耦合干燥工艺的研究对花生果的减损具有重要意义。

花生果微波-热风耦合干燥实验研究

本实验采用微波-热风耦合干燥方式,研究了微波强度、风温和风速对花生果干燥速率、色泽、粗脂肪含量和粗蛋白含量的影响。通过单因素实验确定花生果的较优参数组合范围,采用Box-Behnken响应面实验设计优化得到了各因素与响应值关系的回归模型,并利用隶属度综合评分法对其干燥工艺进行综合优化,得到花生果微波-热风耦合干燥的最佳工艺条件为:微波强度0.9 W/g、风温40℃、风速0.5 m/s。在此条件下得到的花生果干燥速率0.38 g/(g·min)、色差值25.31、粗脂肪含量40.02%,该工艺既能保证产品品质、又能实现快速干燥,为花生果在实际微波-热风耦合干燥设备生产加工中的应用提供一定的理论依据。

热风微波耦合干燥鲜枣的研究

为获得干燥速率快、品质高、能耗小的鲜果干燥技术,以鲜枣为试材,采用自行设计的热风微波耦合干燥机对鲜枣进行了热风微波耦合干燥工艺研究。以微波功率、热风温度、载重为实验因素,研究其对枣干燥速率的影响;利用极差分析各因素对枣干燥速度、复水比和维生素C含量的影响。结果表明,耦合干燥各因素对干燥速率及干燥产品质量均有明显影响,影响各指标的主次顺序为微波功率>载重>热风温度。因此,热风微波耦合干燥相比微波干燥和热风干燥,可以获得干燥速率快、VC含量高、复水性能良好的优质产品。