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。

番木瓜片热风微波耦合干燥条件及干燥模型建立

为研究番木瓜片采用热风微波耦合干燥的干燥特性和最优工艺组合,选用自制热风微波耦合干燥系统进行实验,得出热风微波耦合干燥曲线、干燥速率曲线及最优工艺组合,并建立干燥模型。结果表明:番木瓜片热风微波耦合干燥速率经历一个短暂的加速期后较长时间处于降速期;番木瓜片热风微波耦合干燥综合效果最优的组合为:热风温度60℃、微波功率密度5.5 W/g、热风风速0.5 m/s,其中微波功率密度对干燥综合效果的影响起主导作用;番木瓜片热风微波耦合干燥动力学模型可用Page方程描述,即M_R=exp(-0.0011T-0.0069P_D+0.073t(^(0.0015T2-0.1993T+7.9642));番木瓜片热风微波耦合干燥有效水分扩散系数介于2.533×10^(-9)~6.0792×10^(-9)m^2/s之间,且有效水分扩散模型为:10^(-10)D_(eff)=0.507T+6.72P_D+10.1v-32。

热风-微波耦合干燥天然橡胶的结构与性能

【目的】为解决热风干燥天然橡胶工艺存在生产效率低和微波干燥容易产生过热焦烧的缺点,本文采用热风-微波耦合干燥技术生产质量稳定的天然橡胶,有望达到工业化的要求。【方法】实验先使天然橡胶热风干燥至含水率为5.92%,然后,改用微波干燥至质量恒重。研究了热风-微波耦合干燥对天然橡胶生胶性能、分子量、及其硫化胶物理机械性能和耐热老化性能的影响。【结果】研究结果表明:热风-微波耦合干燥对橡胶的生胶性能影响不大,仅挥发物含量和塑性初值略有降低;随着微波功率增加,天然橡胶的物理机械性能和耐热氧老化性能均稍微降低;与热风干燥相比,900 W微波作用后,拉伸强度和扯断伸长率分别从18.87 MPa和966%降到17.4 MPa和850%,而拉伸强度变化率和扯断伸长率变化率分别从-18.88%和-41.75%降到-49.06%和-80.37%。【结论】这是因为微波作用使天然橡胶分子链断裂和蛋白质分解。

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。

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。

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。

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。

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%。

热蒸汽烫漂联合热风微波耦合干燥香菇的工艺优化

本文基于热风干燥探究了不同热蒸汽烫漂预处理时间(0、60、120、180、240 s)对香菇干燥特性及色泽的影响。单因素实验确定最优的预处理时间后,基于热风微波耦合干燥研究间歇比(2、3、4、5、6)对香菇干燥特性、能耗及干品品质(色泽、收缩模式、香菇多糖)的影响,并获得热风微波耦合干燥香菇的最优工艺。结果表明:热蒸汽烫漂处理后可缩短约0%~30%的干燥时间,烫漂180 s时效果最佳;热风微波耦合干燥间歇比越小,干燥时间越短,能耗越小,随着间歇比的增加,香菇多糖含量先减小后增大;在干燥过程中,香菇片厚度比与水分比呈二次函数关系,间歇比为2~6时,热风微波耦合干燥的拟合度为0.83~0.97,模型拟合良好;在微波间歇比为2(1 min∶1 min,ton∶toff)时,产品色差较小,香菇多糖含量最高,能耗最低。结果表明180 s热蒸汽烫漂联合热风微波耦合干燥,在间歇比为2时,能够实现对香菇的快速干燥,并保证较好的干品品质。

红外-热风耦合干燥技术对毛虾品质的影响

利用红外-热风耦合干燥技术研究了干燥温度、辐射距离和物料载量对毛虾品质的影响.通过氨基酸自动分析仪研究了不同干燥温度下毛虾游离氨基酸的质量分数并分析呈味效果,采用电子固相微萃取气相色谱质谱(Solid phase microextraction gas chromatography-mass spectrometry,SPME-GC-MS)联用技术分析不同干燥温度下毛虾的挥发性成分.结果表明:结合色差和TBA值,干燥温度60℃、物料载量1.5kg/m^2和辐射距离15cm可选为最适干燥条件.经50,60,70,80℃干燥后毛虾的游离氨基酸含量分别增加了282%,267%,257%,222%,对呈味贡献较大的主要是精氨酸(Arg)、谷氨酸(Glu)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(Val)和蛋氨酸(Met),且随着温度升高质量分数逐渐降低.在鲜样和经50,60,70,80℃干燥后毛虾中确定了19,54,54,55,48种挥发性成分,干燥后烷烃类物质、醇类物质和含氮化合物增加明显.

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。

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。

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。

中国毛虾红外热风耦合干燥特性及动力学模型研究

为研究红外热风耦合干燥(IRHA)对中国毛虾干燥特性的影响,采用低场核磁共振波谱(NMR)及氢质子成像技术(MRI)分析毛虾IRHA干燥过程中干物质与水结合状态,分析不同干燥温度、不同辐射距离和不同物料载量下IRHA对中国毛虾的干燥特性。结果表明,干燥温度对毛虾的干燥速率影响最大,干燥过程直接表现为降速阶段。毛虾干燥动力学数学模型拟合表明,Two-term模型拟合度最高(R^2>0.999 8),可以用来描述和预测毛虾IRHA干燥过程。通过菲克第二定律求得干燥过程的有效水分扩散系数(D_(eff))范围为4.47×10^(-10)~1.295×10^(-9)m^2·s^(-1)。根据Arrhenius公式计算出毛虾IRHA干燥的活化能(E_a)为34.24 k J·mol^(-1)。干燥过程中毛虾干物质与水结合越来越紧密,自由水和不易流动水逐渐消失,最终只存结合水,且结合水的量有所上升,有可能来自不易流动水的转化,这从微观上解释了干燥后期干燥速率下降的原因。本研究结果为IRHA在中国毛虾干燥方面的实际应用提供了一定的理论依据。

响应面分析热风微波耦合干燥胡萝卜片的形变

为减少干燥过程中的能耗,提高产品体积保留率,提出微波热风耦合干燥方法,运用响应面分析法对影响因素进行优化,提出干燥收缩数学模型,优化参数结果为微波功率密度1.9W/g,热风温度65℃,胡萝卜片厚度5mm为最佳组合参数,该参数下体积保留率提高10%,同时干燥能耗是传统热风干燥的21.27%。

柱状胡萝卜样品热风微波耦合干燥数学模型

利用热风微波耦合干燥装置研究了柱状胡萝卜样品的干燥特性,一个实验室规模的热风微波耦合干燥装置用来实现此实验目的。基于干燥过程中同时具有传热传质现象,建立了一个数学模型以此来预测干燥过程中样品内温度和含水量的分布。考虑到柱状样品的半径和微波的穿透深度,假定微波中的电场强度在样品内均匀分布。由于表面水分的蒸发而造成的热损失被考虑在内并将其作为模型的一个边界条件,利用数值方法中的隐式有限差分法对模型进行求解。通过干燥尺寸不同的柱状胡萝卜样品得到的实验值和模型的预测值进行比较来对模型进行验证,探讨了微波功率密度和热风温度的影响作用。

基于气味检测的西芹茎热风微波耦合干燥控制

目的:获取多风味物质的西芹茎干制品。方法:设计了在线检测干燥过程中西芹茎气味的热风微波耦合干燥系统,选定恒温干燥(50,60,70,80℃)中对西芹挥发性物质较为敏感的电子鼻传感器2、7和9应用于复合控制中,并根据传感器的响应值对温度进行在线调控。结果:相较于恒温干燥,添加了气味检测的复合控制干燥能保留更多的挥发性物质,并在干制品品质和干燥速率之间取得了良好的平衡:干燥耗时为67min与70℃恒温干燥的(63min)接近,得到了最优的色差(16.313±1.745)和感官评价(28.9)。结论:基于气味检测的热风微波耦合干燥方法可用于生产高风味西芹茎干制品。

热空气-微波耦合天然橡胶干燥机设计及其干燥动力学研究

为了解决天然橡胶加工中存在的干燥时间长、能耗高、环境污染和设备占地较大等问题,设计了一种热空气-微波耦合天然橡胶干燥机,以实现两种干燥方式优势互补,提升天然橡胶加工干燥技术水平。以胶乳级颗粒胶为研究对象,采用该设备研究了微波干燥和热空气-微波耦合干燥特性,及耦合干燥动力学。研究发现:当天然橡胶初始含水率高时,采用微波干燥容易使橡胶受热不均匀,从而发生内部局部过热,使胶粒发粘变坏,影响天然橡胶的性能;而采用热空气-微波耦合干燥,橡胶的干燥时间由单独用热空气干燥的415.8 min降至耦合干燥的107 min,且干燥过程传热比较均匀,得到的橡胶品质较好。根据天然橡胶的水分变化规律,建立了天然橡胶热空气-微波干燥动力学模型,其动力学模型为:MR=(1-a)exp(-0.0485t^(0.685))+(1-b)exp(-4.76×10^(-76)t^(35.905))。