低温下水稻的薄层干燥模型

进行了低温下水稻的薄层干燥试验 ,建立了薄层干燥数学模型。试验结果表明 ,预测值与实测值一致性较好 。

基于片烟干燥动力学的REA模型与薄层干燥模型的对比

为了获得最适用于烟草干燥的动力学模型,达到设计、优化和控制烟草干燥过程的目的,采用湿度发生器联用热重技术(TGA)研究了65℃&RH 15%、75℃&RH 10%和85℃&RH 5%条件下片烟的干燥动力学行为,并利用REA(Reaction engineering approach)以及8种经验或半经验的薄层干燥模型分别对不同温湿度条件下的片烟干燥行为进行模拟。结果表明:(1)干燥温度越高,相对湿度越小时,片烟的干燥速率越快,平衡含水率越低;(2)REA模型预测的片烟干燥动力学曲线与实验曲线能够很好地吻合,尤其是在含水率由20%降至12%阶段;8种薄层干燥模型中Two term模型拟合出的R2值最大,均方根误差(RMSE)最小,是描述片烟干燥行为较合适的模型;(3)薄层干燥模型仅仅是获得特定温湿度条件下相对应的动力学参数,而REA模型是将温度和湿度作为变量引入模型中,模型中的动力学参数可以描述任意温湿度条件下的片烟干燥动力学行为;(4)REA模型构造简单,预测准确快速,较Two term模型更具有普适性、实用性。

污泥干燥特性实测及预测模型研究

污泥脱水干化是污泥资源化利用的重要环节,目前缺乏通识性的污泥干燥模型。实验分析了干燥温度、相对湿度、污泥厚度、干燥时间等因素对污泥干燥过程的影响,比较了常用的5种薄层干燥模型对污泥干燥过程的拟合效果,建立了一种BP神经网络污泥干燥预测模型,并与传统的拟合效果较优的Midilli模型进行了预测精度比较。结果表明:当污泥低温干燥时,温度、相对湿度对污泥干燥有显著影响,相对湿度越高、温度越低,污泥干燥速率越慢;Midilli模型决定系数高、卡方系数和均方根误差均较小,是5种常用薄层干燥模型中拟合效果最好的模型,其与实验结果误差在15%以内;BP神经网络污泥干燥预测模型能很好预测污泥的干燥过程,预测结果与实验测试结果误差在5%以内,具有比Midilli模型更高的预测精度。BP神经网络污泥干燥预测模型为污泥干燥过程模拟提供了一种新的方法。

荔枝果肉热风干燥薄层模型

利用热泵干燥装置探讨了热风温度和热风风速对荔枝果肉干燥水分比MR和干燥速率U的影响。结果表明:荔枝果肉薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。对9种常见食品薄层干燥模型进行试验数据非线性拟合,通过比较评价决定系数R2、卡方χ2和标准误差eRMSE以及试验验证,结果显示Page模型是描述荔枝果肉薄层热风干燥过程的最优模型。不同干燥条件下有效水分扩散系数Deff和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度和风速的增加而变大,平均活化能Ea为29.939 kJ/mol。

一种薄层干燥新模型的建立

现有的薄层干燥模型不适合研究预热时间较长的高含水率物料的干燥特性。本文提出了一种能适合葱叶等高含水率物料的薄层干燥新模型。

纸浆模塑薄层干燥实验及动力学模型分析

利用隧道式干燥器在不同热风温度、流速及物料厚度条件下,研究了干燥环境对纸浆模塑干燥过程的影响;并采用Page等六种薄层干燥模型对降速干燥过程进行拟合,分析了其有效扩散系数。结果表明:较高的热风温度、热风流速及较薄的物料厚度能够显著缩短干燥时间;Logarithmic模型可以准确预测纸浆模塑干燥曲线;热风温度、热风流速和物料厚度对有效扩散系数影响明显。

南瓜浆滚筒干燥动力学模型

以辊式布料的单滚筒干燥机为对象进行南瓜浆滚筒干燥试验,探讨了滚筒干燥过程中物料的干燥动力学特性及其干燥动力学模型。根据物料的状态将滚筒干燥过程分为浆状和膜状两个阶段,测定了不同蒸气压力下物料的含水率,分析了干燥速率随蒸气压力和时间的变化规律。结果表明:物料中的水分大部分在浆状区中蒸发,蒸气压力越高,干燥速率越快;物料在膜状区中为降速干燥阶段,蒸气压力越高膜状区起始含水率越低,起始阶段的干燥速率越慢,干燥速率下降也越慢,干燥时间越短。膜状区物料含水率的试验数据与主要薄层干燥模型进行拟合,Midilli-Kucuk模型可以很好地预测南瓜浆滚筒干燥的动力学特性。

城市污泥与木屑混合薄层干燥实验及动力学分析

通过对纯污泥和添加木屑的污泥进行薄层干燥对比实验,分别从混合比例、薄层厚度、干燥温度、风速角度研究了木屑添加对污泥干燥特性的影响,并引入薄层模型对其干燥过程进行模拟。结果表明:与纯污泥干燥相比,添加木屑后污泥干燥速率明显加快,且木屑添加比例越大、薄层越薄、干燥温度越高干燥速率越快,风速对干燥速率的影响不大;Wang-Singh模型能很好的描述两种污泥薄层干燥,利用费克第二扩散定律导出的无限平板公式求出纯污泥和添加木屑的污泥在温度120℃~170℃时的有效扩散系数分别为6.13×10-6m/s^1.11×10-5m/s、1.07×10-5m/s^1.67×10-5m/s;由阿伦尼乌斯方程分别求得活化能为Ea=16.67kJ/mol、Ea=12.97kJ/mol。

苹果控制排湿压力微波干燥模型研究

利用定温微波干燥装置探讨排湿压力对干燥水分比的影响。对常见8钟食品薄层干燥模型进行试验数据的非线性拟合,通过比较评价决定系数R^2、卡方χ~2和标准误差e_(RMSE)以及验证试验。结果表明:Page模型是描述苹果微波干燥过程的最优模型。对不同排湿压力下有效水分扩散系数D_(eff)求解,D_(eff)随排湿压力增大而变大。苹果不同排湿压力微波干燥过程模型的研究为苹果干燥生产提供了理论依据。

馒头切片热风干燥特性及其动力学模型

为研究传统主食馒头切片的热风干燥特性,为工业化生产馒头片提供理论依据,本研究对切片馒头的热风干燥动力学进行了测定,并进行了动力学模型的分析。结果表明,热风干燥的温度和馒头切片的厚度均对其干燥特性有显著影响;Verma模型为馒头切片的最优热风干燥模型,R^(2)为0.9996,χ^(2)为6.67×10^(-5),RMSE为0.008087,试验值和预测值能较好拟合,符合正态分布;D_(eff)在10^(-9) m^(2)·s^(-1)数量级范围内,Ea的范围在8.639077~18.932640 kJ·mol^(-1);随着干燥时间的增加,馒头切片的硬度增强,弹性减弱;干燥温度的变化对馒头切片的质构影响很小,切片厚度起显著作用;色度变化随干燥时间的增加,馒头切片发生褐变,且该变化与温度和厚度有明显关联,温度越高,厚度越薄,则褐变越易。本文建立了切片馒头的最适动力学模型,可用来计算获得最佳感官特性的工艺参数,具有一定的应用性。

猕猴桃片的热风干燥特性

以猕猴桃片为原料,采用热风法对猕猴桃进行薄层干燥试验。通过对不同热风温度的探讨获得了猕猴桃片在热风干燥条件下温度和水分变化的基本规律。结果表明:猕猴桃片热风干燥失水速率前期比后期要快,干燥过程中没有恒速干燥阶段,只存在降速干燥;热风干燥下(温度100℃时)猕猴桃的有效水分扩散系数和干燥活化能分别是10.421×10-8m2/s和26.60 k J/mol;同时建立的猕猴桃片薄层干燥数学模型方程为MR=exp[-(0.097 62-0.002 888 t+0.000 021 23 t2)t(0.201 8-0.054 8 t-0.000 298 9 t2)],模型符合Page方程MR=exp(-ktn),且模型预测值和试验值具有很好的拟合度。

辣椒粉的微波干燥特性研究

利用功率分别为710、475、160W的微波对样品进行微波干燥,同时分别在40、50、60℃的条件下进行热风干燥实验对比。考察样品的干燥特性,并引入薄层干燥模型进行数值分析。结果表明,Page模型很好地预测和描述了样品的干燥特性。应用Fick扩散模型,计算得出微波干燥的有效扩散系数分别为2.9668×10-8(710W)、1.7023×10-8(475W)、1.1028×10-8(160W);热风干燥的有效扩散系数分别为0.0811×10-8(40℃)、0.1135×10-8(50℃)、0.1621×10-8(60℃)。

奶牛粪固形物热风干燥特性及工艺参数优化

为了研究奶牛粪固形物在不同干燥条件下的热风干燥特性,该研究选取干燥温度、粪层厚度和搅拌频率作为研究因素,研究了牛粪干基含水率和干燥速率随时间变化的规律,利用6种经典的薄层干燥模型对牛粪的水分比与时间t曲线进行拟合获取了最优干燥模型,计算得出有效扩散系数和干燥活化能,并通过正交试验获取了干燥效率最高的快速干燥工艺参数。结果表明:干燥温度越高,粪层厚度越小,搅拌频率间隔时间越短,干基含水率下降越快;干燥过程由加速干燥阶段、近似恒速干燥阶段和降速干燥阶段组成,加速干燥阶段时间较短,符合高湿多孔类型物料的干燥特性;模型Wang and Singh能够较好地反映牛粪干燥过程水分变化规律,且有效扩散系数最小为7.31×10^(-5)m^(2)/h,最小活化能为14.596 kJ/mol;通过正交试验得出干燥温度为105℃、粪层厚度为6 cm、搅拌频率间隔为4 min时,干燥效率最高,为0.017 h/g。该研究结果可为后续牛粪快速干燥工艺优化及干燥设备设计提供理论依据和数据支撑。

油页岩干燥特性实验研究

以柳树河油页岩颗粒为原料,在恒温介质干燥器内进行油页岩干燥动力学研究,考察干燥介质温度和颗粒直径对油页岩干燥性能的影响,采用薄层干燥模型中的Lewis模型,对油页岩干燥实验数据进行模拟,确定油页岩干燥方程和干燥速率方程,建立油页岩干燥常数表达式。研究结果表明:薄层干燥模型中Lewis模型能较好的描述油页岩在恒温介质干燥器内的干燥过程;其干燥过程主要发生在降速干燥阶段;200℃时油页岩无性质变化,干燥达到平衡时,油页岩含水量可降到0.5%左右,油页岩表观活化能为17～19kJ/mol。

杏鲍菇切片热风干制数学模型的建立

研究杏鲍菇切片在不同干制温度(70、80、90℃)和切片厚度(2、4 mm)下的薄层热风干制特性及干制过程数学模型的建立,分析切片厚度和热风干制温度对干制特性的影响。试验结果表明,杏鲍菇切片热风干制的过程以降速干燥为主。杏鲍菇切片热风干制时的水分转移符合Fick's扩散模型。从R^2、χ~2和RMSE三个统计数据分析,Page方程模型与杏鲍菇切片干制过程拟合度较高。

固体氧化物燃料电池YSZ电解质水系流延膜片的热风干燥研究

在各种温度下,研究初始厚度为0.4mm(±0.03)的YSZ流延膜片薄层热风干燥的一般规律。干燥受风速的影响都较大,风速越高,干燥速度越快;风速越低,干燥速度越慢;在干燥后期,三个不同的风速水平对干燥过程的影响几乎没有明显差异。流延膜片越厚,干燥速度越慢;而流延膜片厚度越小,干燥速度越大;过高的风温风速会使流延膜片性能质量降低;热风干燥的参数必须考虑实际生产中产品的质量要求设定;所求得的Page模型能够正确反映水溶胶胶层薄层干燥规律,可用于实际生产工艺的基础参考数据。

干制温度和切片厚度对山楂切片热风干制动力学的影响

在本研究中,为了探讨热风温度和切片厚度对山楂热风干制动力学的影响,将厚度为2 mm和4 mm的山楂切片置于50~90℃的热风干燥箱内进行干制处理,并采用5种常见食品薄层干燥模型对实验数据进行非线性拟合,通过比较评价决定系数(R^2)、卡方(χ~2)和均方根误差(RMSE)等统计数据确定山楂切片薄层热风干燥过程的最优模型。结果表明:山楂切片薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。Page模型是描述山楂切片薄层热风干燥过程的最优模型。不同干燥条件下有效水分扩散系数Deff和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度和切片厚度的增加而增加,在干制温度范围内有效扩散系数的值在2.69×10^(-11)~16.12×10^(-11)m^2/s之间变化。对于切片厚度为2 mm和4 mm的山楂切片,活化能Ea分别为20.43、26.25 k J/mol。

天然富硒米片滚筒干燥动力学模型研究

以辊式布料的单滚筒干燥机为对象进行天然富硒米片滚筒干燥试验,探讨了滚筒干燥过程中物料的干燥动力学特性及其干燥动力学模型。根据物料的状态将滚筒干燥过程分为浆状和膜状两个阶段,测定了不同蒸汽压力下物料的含水率,分析了干燥速率随蒸汽压力和时间的变化规律。物料中的水分大部分在浆状区中蒸发,蒸汽压力越高,干燥速率越快;物料在膜状区中为降速干燥阶段,蒸汽压力越高膜状区起始含水率越低,起始阶段的干燥速率越慢,干燥速率下降也越慢,干燥时间越短。膜状区物料含水率的试验数据与主要薄层干燥模型进行拟合,Twoterm模型可以很好地预测天然富硒米片滚筒干燥的动力学特性。测定了不同蒸汽压力下每个取点处米片中总硒含量,结果表明,总硒含量基本上不变。

百合热风干制动力学的研究

为了探讨热风温度对百合热风干制动力学的影响,分别将百合鳞片和百合切丝置于65～85℃的热风干燥箱内进行干制处理,并采用5种常见食品薄层干燥模型对实验数据进行非线性拟合,通过比较评价决定系数(R^2)、卡方(χ~2)和均方根误差(RMSE)等统计数据确定百合薄层热风干燥过程的最优模型。结果表明:百合薄层热风干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程。Page模型是描述百合薄层热风干燥过程的最优模型。不同干燥条件下有效水分扩散系数D_(eff)和活化能Ea的求解结果表明,有效水分扩散系数Deff随热风温度升高而增加,在干制温度范围内,百合切丝有效扩散系数的值在7.73～14.12×10^(-9)m^2/s之间变化,而百合鳞片有效扩散系数的值在4.12～9.49×10^(-9)m^2/s之间变化。对于百合切丝和百合鳞片,活化能Ea分别为30.37和42.42 k J/mol。百合切丝干制能缩短干制时间,减少能量消耗。