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真空脉动干燥设备设计及对南瓜片干燥影响的研究

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现代食品科技 2017年第11期33卷 156-164页

作者：张磊余筱洁白竣文刘鹏马海乐周存山 School of Food and Biological Engineering Jiangsu University Zhenjiang 212013 China

针对常压干燥效率低、真空干燥能耗大等问题，设计真空脉动干燥设备并应用于南瓜片的干燥。该设备主要由干燥室、加热系统、真空系统和控制系统组成，南瓜片放置在干燥室内的加热板上，干燥室内的压力由控制系统改变卸压阀和抽空阀地开... 详细信息

针对常压干燥效率低、真空干燥能耗大等问题，设计真空脉动干燥设备并应用于南瓜片的干燥。该设备主要由干燥室、加热系统、真空系统和控制系统组成，南瓜片放置在干燥室内的加热板上，干燥室内的压力由控制系统改变卸压阀和抽空阀地开闭来实现，抽真空的同时，设备还能将一部分的水蒸气吸走，完成干燥过程。研究了不同常压保持时间（3min、5min、7min、9min、11min和13rain）、不同真空保持时间（5min、10min、15min、20min和25min）、不同干燥温度（50℃、55℃、60℃和65oC）以及不同切片厚度（5min、7mn3、9mm和11mIn）对干燥过程及品质的影响。综合干燥室内真空度与南瓜片内部温度之间的关系、干燥效率与能耗问题，得到较优的工作参数：常压保持时间9min，真空保持时间10rain，干燥温度60℃，切片厚度7mn3，为南瓜片以及其它物料的干燥提供了理论研究基础。

关键词：真空脉动干燥装备设计南瓜片

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荷花粉真空脉动干燥特性和干燥品质

农业工程学报 2016年第10期32卷 287-295页

作者：方小明张晓琳王军张茜肖红伟刘嫣红巨浩羽梁珊高振江中国农业大学工学院北京100083 中国农业科学院蜜蜂研究所北京100094 石河子大学机械电气工程学院石河子832000 上海热丽科技有限公司上海200125

为了缩短花粉的干燥时间,保证干燥品质,将真空脉动干燥技术应用于干燥新鲜荷花粉,研究了真空保持时间（15、12、9、6和3 min）、干燥温度（45、50、55、60和65℃）对干燥动力学、水分有效扩散系数、干燥活化能的影响,并运用Weibull分布... 详细信息

为了缩短花粉的干燥时间,保证干燥品质,将真空脉动干燥技术应用于干燥新鲜荷花粉,研究了真空保持时间（15、12、9、6和3 min）、干燥温度（45、50、55、60和65℃）对干燥动力学、水分有效扩散系数、干燥活化能的影响,并运用Weibull分布函数模拟了花粉真空脉动干燥特性曲线;此外还研究了真空保持时间、干燥温度对花粉蛋白质含量以及微观结构的影响,并对干燥前后的花粉进行了色差分析。试验结果表明：Weibull分布函数能够很好地描述花粉的真空脉动干燥过程,结合尺度参数、形状参数计算出花粉真空脉动干燥水分有效扩散系数在2.154 2×10-11-6.254 3×10-11 m2/s之间;干燥活化能为20.88 k J/mol,表明新鲜荷花粉干燥每脱除1 kg水所需要的启动能量为1 160.00 k J;试验参数范围内,随着真空保持时间的减少,干燥后花粉蛋白质质量分数呈现先增加后减少的趋势;当干燥温度为45℃,真空常压脉动比为12 min：3 min时花粉蛋白质质量分数最高,为18.43%;扫描电镜结果显示,随着干燥温度的升高,花粉颗粒间致密程度降低,形成孔隙结构,这有助于干燥中水分的扩散迁移,花粉颗粒微观结构的完整性随着干燥温度的升高而降低;干燥前后花粉未发生色泽劣变。荷花粉真空脉动干燥的较佳参数为真空常压脉动比为12 min：3 min,干燥温度为45℃。研究结果为花粉真空脉动干燥技术的应用提供了理论依据和技术支持。

关键词：干燥动力学品质控制花粉真空脉动干燥微观结构

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青花椒真空脉动干燥特性及干燥品质工艺优化

农业工程学报 2021年第8期37卷 279-287页

作者：代建武付琪其黄欢李铭李廉洁许丽佳四川农业大学机电学院雅安625014

为提升青花椒的干燥品质,减少其色泽褐变和风味物质流失等问题,该研究采用真空脉动干燥技术加工青花椒,并以热风干燥试验为对照组,研究了不同干燥温度、真空保持时间和常压保持时间对青花椒干燥特性及其品质的影响。在单因素试验基础上... 详细信息

为提升青花椒的干燥品质,减少其色泽褐变和风味物质流失等问题,该研究采用真空脉动干燥技术加工青花椒,并以热风干燥试验为对照组,研究了不同干燥温度、真空保持时间和常压保持时间对青花椒干燥特性及其品质的影响。在单因素试验基础上进行Box-Behnken中心组合试验设计,以青花椒的平均干燥速率、挥发油、酰胺含量、色差、开口率5个指标进行响应面优化分析。试验结果表明,Weibull模型可精确拟合青花椒真空脉动干燥曲线(R~2>0.99)。干燥温度升高可在一定程度上提高青花椒的干燥效率和开口率,减少褐变和挥发油损失,同时酰胺类含量随干燥温度上升而有所下降。根据响应面试验结果,各因素对青花椒干燥综合评分的影响效果由大到小顺序为:干燥温度、真空保持时间、常压保持时间。优化的工艺参数为真空脉动干燥温度61.4℃、真空保持时间5 min、常压保持时间5 min,综合评分值达8.06,验证试验结果偏差仅为2.6%。研究结果为青花椒真空脉动干燥应用提供参考。

关键词：干燥动力学真空脉动干燥青花椒品质评价参数优化

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基于干燥均匀性的真空脉动干燥加热控制技术

农业机械学报 2019年第4期50卷 317-325页

作者：薛令阳王书茂 MUJUMDAR A S 王军于贤龙高振江中国农业大学工学院北京100083 麦吉尔大学生物资源工程系

为解决真空脉动干燥中加热板差异和气流扰动引起的物料干燥不均匀问题,设计了基于过零触发控制的加热板辐射强度控制硬件电路,将PID控制理论和离群点检测方法相结合,提出了加热板温度离群点优化积分分离PID控制策略,以含水率均匀一致的... 详细信息

为解决真空脉动干燥中加热板差异和气流扰动引起的物料干燥不均匀问题,设计了基于过零触发控制的加热板辐射强度控制硬件电路,将PID控制理论和离群点检测方法相结合,提出了加热板温度离群点优化积分分离PID控制策略,以含水率均匀一致的面片作为试验原料,以干燥均匀度为考核指标,对控制系统的控制效果进行试验验证。试验结果表明:该控制系统可以有效缩小不同加热板间的辐射强度差异,平均温度控制精度±0. 8℃,初始阶段调节时间120 s,在受到气流扰动干扰后能够迅速恢复;在干燥均匀性方面,离群点优化PID控制优于独立PID控制和整体PID控制,可以减小气流扰动对干燥整体均匀性的影响,面片干燥均匀度由90%左右提高到95%以上。

关键词：真空脉动干燥辐射加热控制系统均匀性

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滚筒式真空脉动干燥机设计

农业机械学报 2010年第3期41卷 113-116,127页

作者：高振江吴定伟张树阁王继承张泽俊娄正中国农业大学工学院北京100083 农业部农业机械化技术开发推广总站推广处北京100079

设计了一种滚筒式真空脉动干燥机。该干燥机由干燥滚筒、旋转接头、加热系统、控制系统、真空系统和传动系统组成。控制系统通过控制电磁阀可使干燥滚筒内的干燥压力在真空与常压之间有规律地变化。干燥滚筒在增加装料量的同时,还可通... 详细信息

设计了一种滚筒式真空脉动干燥机。该干燥机由干燥滚筒、旋转接头、加热系统、控制系统、真空系统和传动系统组成。控制系统通过控制电磁阀可使干燥滚筒内的干燥压力在真空与常压之间有规律地变化。干燥滚筒在增加装料量的同时,还可通过旋转使物料受热均匀,提高机器的生产率。无核白鸡心葡萄的干燥试验表明,在干燥压力为7kPa,一个循环内真空干燥20 min,常压干燥4 min,干燥温度为60℃的条件下,干燥12 h,葡萄含水率可降至16.4%(湿基),糖酸比达到33.2。

关键词：干燥机滚筒真空脉动干燥设计

基于Weibull分布函数的枸杞真空脉动干燥过程模拟及动力学研究

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中草药 2018年第22期49卷 5313-5319页

作者：巨浩羽赵士豪赵海燕刘月英刁春英郑志安高振江肖红伟河北经贸大学生物科学与工程学院河北石家庄050061 河北经贸大学工商管理学院河北石家庄050061 中国农业大学工学院北京100083

目的以枸杞为研究对象,探索枸杞的真空脉动干燥过程中水分变化规律及动力学模型,为改善表面结壳,缩短干燥时间提供理论依据。方法将真空脉动干燥技术应用于枸杞的干燥,研究不同干燥温度(50、55、60、65℃)、真空时间(5、10、20、30 min... 详细信息

目的以枸杞为研究对象,探索枸杞的真空脉动干燥过程中水分变化规律及动力学模型,为改善表面结壳,缩短干燥时间提供理论依据。方法将真空脉动干燥技术应用于枸杞的干燥,研究不同干燥温度(50、55、60、65℃)、真空时间(5、10、20、30 min)和常压时间(2、4、8 min)对枸杞干燥动力学、水分有效扩散系数(Deff)和干燥活化能(Ea)的影响,利用Weibull分布函数对干燥过程进行模拟与分析。结果干燥温度、常压时间和真空时间均对枸杞的干燥有显著影响,当干燥温度60℃,常压时间4 min,真空时间10 min时,干燥时间为284 min;Weibull分布函数能很好地描述枸杞的真空脉动干燥过程;尺度参数α与干燥时间有关,并随干燥温度的升高而降低;干燥温度、真空时间和常压时间对形状参数β的影响较小,β值和干燥方式相关;水分Deff在2.02×10-8～3.56×10-8 m2/s,干燥Ea为36.27 kJ/mol。结论 Weibull分布函数可预测枸杞药材真空脉动干燥过程中的水分脱除规律,对于枸杞干燥过程的预测、调控和工艺优化具有重要意义。

关键词：枸杞真空脉动干燥 Weibull分布函数干基含水率干燥速率水分扩散系数活化能

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光皮木瓜真空脉动干燥特性及神经网络模型

食品与机械 2022年第3期38卷 147-153页

作者：巨浩羽赵士豪赵海燕张卫鹏肖红伟河北经贸大学生物科学与工程学院河北石家庄050061 河北经贸大学工商管理学院河北石家庄050061 北京工商大学人工智能学院北京100048 中国农业大学工学院北京100083

目的:提高光皮木瓜干燥效率和品质。方法:以光皮木瓜为试验原料,选取干燥温度(50,60,70℃)、真空时间(5,10,15,20 min)和常压时间(2,4,8 min)为影响因素,以干燥时间、复水比、维生素C含量、总黄酮含量、微观结构为指标进行单因素试验,建... 详细信息

目的:提高光皮木瓜干燥效率和品质。方法:以光皮木瓜为试验原料,选取干燥温度(50,60,70℃)、真空时间(5,10,15,20 min)和常压时间(2,4,8 min)为影响因素,以干燥时间、复水比、维生素C含量、总黄酮含量、微观结构为指标进行单因素试验,建立BP神经网络模型并验证模型的预测效果。结果:干燥温度、真空时间和常压时间对光皮木瓜的干燥时间影响显著(P干燥温度的升高而增大。BP神经网络模型由干燥时间、干燥温度、常压时间和真空时间4个输入神经元、7个隐含层和含水率1个输出神经元构成。当干燥温度为65℃、常压时间为3 min、真空时间为12 min时,模型的预测值和实测值最大误差为4.77%。光皮木瓜的复水性随干燥温度的提高而降低,随常压时间和真空时间的延长而先升高后降低;维生素C、总黄酮含量随干燥温度、常压时间和真空时间的增加先上升后降低。当干燥温度为70℃时,物料表面因大量失水而导致结壳硬化,水分迁移孔道坍塌堵塞;当干燥温度为50℃时,物料表面呈蜂窝状多孔结构,有助于水分扩散迁移。结论:真空脉动干燥光皮木瓜的最佳工艺条件为干燥温度60℃、真空时间10 min、常压时间4 min,该条件下干燥时间12.1 h、复水比6.28±0.05、维生素C、总黄酮含量分别为(71.26±0.74)×10^(-2),(19.27±0.33)mg/g,BP神经网络模型可以很好地描述光皮木瓜的真空脉动干燥过程。

关键词：光皮木瓜真空脉动干燥 BP神经网络复水比维生素C 总黄酮

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色素辣椒真空脉动干燥动力学及品质的研究

农机化研究 2020年第10期42卷 113-121,129页

作者：张茜耿智化张军辉任丽垒李凯旋张佳伟杨旭海石河子大学机械电气工程学院新疆石河子832000 中国人民解放军66395部队石家庄050081 中国地质大学(北京)信息工程学院北京100083

色素辣椒加工产业是新疆第二大红色产业,其加工过程中干燥是关键环节。针对目前色素辣椒在干燥过程中出现的时间长、色泽差、红色素损失严重等问题,将高温高湿气体射流冲击烫漂技术作为色素辣椒干燥的预处理方式,将基于远红外辐射加热... 详细信息

色素辣椒加工产业是新疆第二大红色产业,其加工过程中干燥是关键环节。针对目前色素辣椒在干燥过程中出现的时间长、色泽差、红色素损失严重等问题,将高温高湿气体射流冲击烫漂技术作为色素辣椒干燥的预处理方式,将基于远红外辐射加热的真空脉动干燥技术用于色素辣椒的干燥阶段。为此,主要研究了不同真空脉动干燥温度(60、65、70、75、80℃)、真空保持时间(6、9、12、15、18min)和常压保持时间(3、6、9、12min)对色素辣椒干燥动力学和干燥品质的影响,通过分析干燥后辣椒红色物质及色泽参数,确定最优干燥参数为干燥温度70℃、真空保持时间12min、常压保持时间3min。

关键词：色素辣椒真空脉动干燥干燥动力学干燥品质

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工夫红茶真空脉动干燥工艺研究

工夫红茶真空脉动干燥工艺研究

作者：高明珠中国农业科学院

学位级别：硕士

干燥工序是茶叶初加工的最后一道工序,为六大茶类所共有。干燥的目的是促进茶叶水分散失,紧缩茶条,使茶叶烘至足干便于保存,并有塑造外形的作用,同时,通过高温抑制酶的活性,发展香气等。为提高工夫红茶品质,本文将真空脉动干燥用于工夫... 详细信息

干燥工序是茶叶初加工的最后一道工序,为六大茶类所共有。干燥的目的是促进茶叶水分散失,紧缩茶条,使茶叶烘至足干便于保存,并有塑造外形的作用,同时,通过高温抑制酶的活性,发展香气等。为提高工夫红茶品质,本文将真空脉动干燥用于工夫红茶加工,探究了真空脉动干燥温度、真空度、真空保持时间对工夫红茶干燥特性的影响,建立了干燥动力学模型;建立了基于近红外指纹图谱的工夫红茶干燥过程样含水率预测模型;优化了真空脉动干燥工夫红茶的工艺参数;初步探究真空脉动—热风联合干燥对工夫红茶品质的影响。其研究结果如下:(1)工夫红茶的干燥过程分为升速期、第一降速期和第二降速期。随着干燥温度的升高,工夫红茶干燥时间缩短,干燥速率增大。随着真空度的增加,干燥时间有缩短的趋势。随着真空保持时间的延长,干燥时间有增加的趋势,干燥速率有降低的趋势。工夫红茶的水分有效扩散系数为0.7295*10-9—2.5533*10-9 m2/s,随着干燥温度的升高,水分有效扩散系数增大。工夫红茶的平均活化能为23.10kj/(mol*k)。采用6个薄层干燥数学模型与试验数据进行拟合,Page方程确定系数R2最大,卡方χ2最小,故其为最佳干燥动力学模型。(2)为实现工夫红茶干燥中含水率的快速检测,提出了基于近红外光谱红茶干燥中含水率无损检测方法。随机抽取6次干燥处理中的226个样本作为实验对象,全部样本进行波长1000-1799nm近红外光谱扫描后按照国标法测定含水率。对原始光谱数据进行标准正态变量变换(SNVT)预处理,利用全局偏最小二乘法(PLS)、联合区间偏最小二乘法(si PLS),分别构建水分近红外预测模型并验证。结果表明:用两种方法检测含水率,其准确度都可靠,但利用siPLS法将全光谱划分为13个区间,联合4个区间用6个主成分数构建的水分预测模型效果更优,其预测集的相关系数R和预测均方根误差RMSEP值分别为0.9593和0.0395,说明模型预测精度高,可以实现红茶干燥中含水率的快速无损检测。(3)采用单因素、正交试验优化真空脉动干燥工夫红茶的工艺参数。在不同干燥温度下,低温环境利于工夫红茶的生化成分保存,能够提高工夫红茶的品质;真空度增大,减少了物料与氧气的接触,减少了物料内含成分的破坏,有利于工夫红茶形成优良的感官品质。真空保持时间的延长有利于茶叶升温,适度高温对茶叶香气具有促进作用,进而提高工夫红茶品质。正交试验结果表明:温度、真空度、真空保持时间对工夫红茶感官审评总分影响的主次关系为:温度>真空度>真空保持时间,真空脉动干燥工夫红茶最佳工艺参数为:温度80℃,真空度为95KPa,真空保持时间0s。通过验证试验得出,与传统热风干燥方式相比,真空脉动干燥能够提高工夫红茶的感官品质,其最佳工艺参数为:干燥温度80℃,真空度80KPa,真空保持时间90s。(4)采用真空脉动—热风联合干燥工夫红茶。与热风干燥、真空脉动干燥相比,联合干燥既能够提高工夫红茶的汤色,也能够改善茶叶香气品质。故将真空脉动—热风联合干燥用于提高工夫红茶品质研究具有可行性。真空脉动—热风联合干燥工夫红茶水分转换点为20%、10%时,茶叶品质提升较为明显。真空脉动—热风联合干燥工夫红茶最优工艺参数尚需进一步研究。

关键词：工夫红茶真空脉动干燥品质含水率