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人工神经网络在果蔬干燥领域应用进展

中国农机化学报 2024年第8期45卷 112-119,147页

作者：樊宇航宋卫东王教领王明友丁天航周德欢农业农村部南京农业机械化研究所南京市210014

果蔬干燥是农产品加工中的重要环节,构建精确的干燥动力学模型成为干燥领域的重点方向。综述人工神经网络在果蔬干燥过程中的应用现状、分析存在的问题和做出展望。针对神经网络在干燥过程中的各种场景分类为四个部分:含水率预测、品质... 详细信息

果蔬干燥是农产品加工中的重要环节,构建精确的干燥动力学模型成为干燥领域的重点方向。综述人工神经网络在果蔬干燥过程中的应用现状、分析存在的问题和做出展望。针对神经网络在干燥过程中的各种场景分类为四个部分:含水率预测、品质检测、工艺优化和控制系统方面,总结各部分的应用类型及发展创新;再对比传统干燥模型和人工神经网络模型;最后介绍混合神经网络的应用场景。发现人工神经网络比传统干燥模型更精确,且混合神经网络结合专家系统、模糊逻辑等理论能够提供准确的预测,作为一种新颖高效的建模技术,可以广泛应用于果蔬加工的优化、控制、自动化等领域。其中应用最广泛的就是与遗传算法结合的GA-BP神经网络,BP负责预测、GA负责寻优,在这样的算法中不仅可以精确预测结果还可以优化工艺。这样的模型更适合果蔬干燥且在未来有更广阔的发展空间,以期这些探讨和分析对果蔬干燥领域具有参考意义。

关键词：果蔬干燥神经网络干燥动力学模型误差反向传播算法含水率预测

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热泵技术在常见果蔬干燥中的应用进展

化工机械 2022年第4期49卷 589-597,658页

作者：吕笑冲袁俊李国嘉杨福胜张伟洪圣张早校西安交通大学化学工程与技术学院西安交通大学能源与动力学院西安近代化学研究所氟氮化工资源高效开发与利用国家重点实验室江苏慧天新能源有限公司

针对果蔬干燥,在传统热风干燥工艺的基础上引入热泵作为热量来源具有重要的研究意义。综述表明:热泵干燥有着节能环保、营养价值保留较高等诸多优点,可以作为传统热风干燥的理想替代技术。干燥过程中干燥模型的选择以及风温、风速对干... 详细信息

针对果蔬干燥,在传统热风干燥工艺的基础上引入热泵作为热量来源具有重要的研究意义。综述表明:热泵干燥有着节能环保、营养价值保留较高等诸多优点,可以作为传统热风干燥的理想替代技术。干燥过程中干燥模型的选择以及风温、风速对干燥效果有着重要的影响,其中风温相比风速作用尤为显著。此外,还对更为低碳环保的第四代制冷剂在热泵干燥机中的应用进行了讨论。

关键词：热泵干燥果蔬干燥干燥模型第四代制冷剂

热泵联合干燥技术在果蔬干燥工艺中的应用进展

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农产品加工 2022年第16期 75-78,83页

作者：谢欢刘晓艳杨淑纯白卫东李湘銮钱敏仲恺农业工程学院轻工食品学院广东广州510225 现代农业工程创新研究院广东广州510225

传统的果蔬干燥,如晾晒干燥、热风干燥等,具有干燥时间长、干燥速度慢、干燥耗能高等缺点。热泵能够减少干燥过程的能耗,同时其干燥速度快,是一种高效的节能装置。而单一热泵干燥技术具有温度控制不精准、干燥温度会受外界温度的影响等... 详细信息

传统的果蔬干燥,如晾晒干燥、热风干燥等,具有干燥时间长、干燥速度慢、干燥耗能高等缺点。热泵能够减少干燥过程的能耗,同时其干燥速度快,是一种高效的节能装置。而单一热泵干燥技术具有温度控制不精准、干燥温度会受外界温度的影响等缺点。因此,通过介绍热泵联合干燥技术在果蔬干燥中的应用,为推进热泵技术在果蔬干燥加工中的应用提供一定帮助。

关键词：果蔬干燥热泵干燥技术热泵联合干燥技术改善品质应用

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果蔬干燥新技术及应用前景

农机化研究 2009年第12期31卷 236-238页

作者：沈卫强新疆农科院农机化研究所乌鲁木齐830091

近年来,我国果蔬加工业得到飞速发展,果蔬干燥加工已经成为促进我国区域经济、提高农业效益、增加农民收入、拉动食品产业发展、在国际市场具有比较优势和巨大发展潜力的重要行业。为此,介绍了真空冷冻干燥、低温真空油炸干燥、低温气... 详细信息

近年来,我国果蔬加工业得到飞速发展,果蔬干燥加工已经成为促进我国区域经济、提高农业效益、增加农民收入、拉动食品产业发展、在国际市场具有比较优势和巨大发展潜力的重要行业。为此,介绍了真空冷冻干燥、低温真空油炸干燥、低温气流膨化干燥、微波干燥、冲击干燥、CO2干燥、流化床干燥和渗透干燥等果疏干燥新技术的原理与特点,展望了这些技术在我国果蔬干燥加工产业中的应用前景。

关键词：果蔬干燥新技术应用前景

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果蔬干燥品质试验研究

果蔬干燥品质试验研究

作者：焦丹陕西科技大学

学位级别：硕士

干燥操作是果蔬加工最基本的方法之一,随着消费者生活质量的提高,对果蔬干制品的品质要求也越来越高。为了最大限度保留果蔬的色泽和维生素等营养成分,保持果蔬外观特性,满足消费者需求,本论文以多种新鲜果蔬为试验原材料,分别对其进行... 详细信息

干燥操作是果蔬加工最基本的方法之一,随着消费者生活质量的提高,对果蔬干制品的品质要求也越来越高。为了最大限度保留果蔬的色泽和维生素等营养成分,保持果蔬外观特性,满足消费者需求,本论文以多种新鲜果蔬为试验原材料,分别对其进行热风干燥、真空干燥、热风-真空联合干燥及冷冻（真空）-热风联合干燥,考察不同干燥方式对果蔬干燥品质的影响,从而为果蔬干燥加工工艺改进和相关设备设计提供理论及技术依据。对香蕉切片在四种不同的干燥方式下的试验结果分别采用Excel、MATLAB、Origin和Design-Expert软件进行分析,并分析得出了不同干燥方式对香蕉切片干燥时间（干燥速率）、复水比、VC含量及收缩率等干燥品质的影响。其中在热风干燥方式下,研究了切片厚度及热风温度等试验因素对香蕉切片干燥品质的影响,通过综合评分与综合平衡相结合的方法,对香蕉的干燥时间及三种干燥品质综合指标进行分析,得出热风干燥香蕉片的最佳工艺条件为切片厚度为5mm,热风温度为80℃。真空干燥试验与热风-真空联合干燥试验采用正交试验设计,利用MATLAB软件对其进行极差与方差分析,得出试验因素对香蕉切片干燥品质影响的主次顺序及最佳干燥工艺参数。通过Design-Expert 8.0软件对冷冻（真空）-热风联合干燥的通用旋转组合设计进行响应曲面分析,获得了该种干燥方式下香蕉干燥品质的综合得分和试验因素之间的多元二次回归方程,并分析试验因素间的交互作用。最后比较得出冷冻（真空）-热风联合干燥方式下的香蕉切片干燥品质最好。对苦瓜切片在四种不同的干燥方式下的试验结果分别采用Excel、SPSS、Origin及Design-Expert软件进行了分析,并分析得出了不同干燥方式对苦瓜切片干燥综合品质的影响。其中热风干燥方式下,研究了切片厚度及热风温度等试验因素对苦瓜切片干燥品质的影响,通过综合评分与综合平衡相结合的方法,对苦瓜的干燥时间及三种干燥品质综合指标进行分析,得出热风干燥苦瓜片的最佳工艺条件为切片厚度为4mm,热风温度为67℃。真空干燥试验采用正交试验设计,利用SPSS 22.0软件对其进行极差与方差分析,得出试验因素对苦瓜切片干燥品质影响的主次顺序及最佳干燥工艺参数。热风-真空与冷冻-热风联合干燥试验分别采用Design-Expert 8.0通过响应面法分析了试验因素与干燥时间及干燥品质综合值之间的关系,并建立了苦瓜联合干燥的回归数学模型。同样最终得出冷冻-热风联合干燥方式下的苦瓜切片干燥品质最佳。由于果蔬干燥的热质传递过程非常复杂,因此,建立恰当的果蔬干燥数学模型,对果蔬干燥机理的研究、果蔬干燥过程的参数优化及设备的自动控制意义匪浅。本文通过大量的果蔬干燥试验数据,对国内外学者建立的较好的6种果蔬干燥薄层模型分别进行分析拟合,从而建立较好地描述和预测果蔬干燥过程的数学模型。

关键词：果蔬干燥品质热风真空(冷冻) 数学模型

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远红外果蔬干燥机的电气控制

农机化研究 2006年第1期28卷 92-93页

作者：彭丽芳山东理工大学山东淄博255091

介绍远红外果蔬干燥机电气控制的特点及工作原理。系统应用远红外辐射干燥技术,连续传动的干燥方式,根据蔬菜的品种及含水量,可对各个温区的温度及干燥时间进行控制。

关键词：自动控制技术电气控制理论研究远红外辐射果蔬干燥温度控制开/关型控制方式

温度湿度可控的微波干燥系统设计及果蔬干燥特性研究

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温度湿度可控的微波干燥系统设计及果蔬干燥特性研究

作者：惠菊江南大学

学位级别：硕士

本课题探讨了温度湿度可在线监控系统设计和搭建的可行性,研究了温度湿度对果蔬干燥特性、干后品质的影响及其在实际生产中的优化应用,并采用响应面法优化其干燥工艺,获得最佳的干燥方式。首先完成温度湿度可在线监控系统的研发搭建。... 详细信息

本课题探讨了温度湿度可在线监控系统设计和搭建的可行性,研究了温度湿度对果蔬干燥特性、干后品质的影响及其在实际生产中的优化应用,并采用响应面法优化其干燥工艺,获得最佳的干燥方式。首先完成温度湿度可在线监控系统的研发搭建。系统包括五个单元:微波干燥单元、温度检测控制单元、湿度检测单元、风速检测控制单元和上位机控制单元。微波单元采用自制的功率控制板打破旧有的定时定功率加热模式,实现功率连续可调,并创新性地将电子秤嵌入微波单元,实现物料含水率在线测量。温度单元为一个单回路控制系统,采用PID算法控制微波炉的加热功率从而达到控制温度的目的,温度误差控制在±0.5℃以内。湿度单元和风速单元均为湿度的检测控制服务,干燥过程炉内湿度由于物料含水率的变化始终为一个变量,对其进行定量控制极其复杂,本文另辟蹊径,选择改变排湿风速和辅助加水这两个中间变量达到控制湿度的目的,这项技术填补了微波干燥设备上湿度研究的空白。上位机单元利用Labview软件和DAQ采集卡实现了整个系统的自动化控制,并采集、输出、记录各项实验数据包括温度、湿度、风速、功率等,为后续的实验研究做准备。其次对果蔬微波干燥过程温度参数进行全方位影响探究,以胡萝卜为实验对象,创新性地选取四种变温方案,包括恒定温度、阶梯变温、线性变温和干燥速率控制变温,全面细致地探讨了不同温度对微波干燥过程的影响,结果显示,干燥速率控制变温干后品质最优,其次为线性升温、阶梯升温与70℃恒定温度。将干燥速率控制变温模式应用于实际生产中,优化设计混合变温控制器,干后结果接近干燥速率控制变温,优化后的混合变温控制器操作方式较为简单,可广泛应用于业生产。果蔬微波干燥过程中湿度参数的影响研究为国内外首次,极具创新性和前瞻性。本文通过预实验建立干燥罐内的湿度变化模型,此模型与排湿空气的湿度、排湿风速、物料的含水率和辅助加水量相关。为了更好地控制湿度,本文通过改变排湿风速和辅助加水量来具体探究湿度的作用,具体实验方案分为变风和辅助加水,变风方案包括恒定风速、阶梯变风、线性变风。实验结果显示,低风速实验和升风实验的干后品质较好,加水之后,25 ml加水量的干后品质最佳。将此结果应用到实际生产中,把待干果蔬直接放入带有不同开孔数的密封袋内,可发现4孔密封袋的干燥结果接近25ml加水干燥,大大优化干燥过程,可广泛应用于干燥工业中。进一步探究果蔬在温度与湿度综合影响下的最优微波干燥工艺,选取胡萝卜作为实验物料,选用响应面法寻找胡萝卜干燥的最佳方式,通过Box-benhnken中心组合实验法进行实验设计,最终确定胡萝卜微波干燥的最优工艺是物料内部温度66℃、排湿风速3.5 L/min,辅助加水25.33 ml,此时胡萝卜复水率为3.32,验证实验与预测值相符。

关键词：微波干燥温度控制湿度控制果蔬干燥

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果蔬干燥新技术及存在的问题

食品工程 2013年第2期 9-11页

作者：安瑜陕西省产品质量监督检验所陕西西安710048

果蔬干燥技术是果蔬加工中的重要技术之一,主要介绍目前几种新的干燥技术:微波干燥、远红外干燥、真空冷冻干燥、联合干燥,并对这几种干燥方法的应用以及存在问题进行了探讨。

关键词：果蔬干燥微波干燥远红外干燥真空冷冻干燥联合干燥

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热泵技术应用于果蔬干燥的研究进展

农业科学研究 2014年第1期35卷 60-67页

作者：夏源金磊刘腾曹锋西安交通大学能源与动力工程学院陕西西安710049

对应用于果蔬的热泵干燥器现状进行调查,针对果蔬的自身特点,介绍干燥过程中的除湿控制方式;对于各种不同形式的热泵干燥器,分析其系统组成、干燥条件以及干燥效果.相较于传统干燥器,热泵干燥器在评价干燥器的各项性能指标方面更具优势... 详细信息

对应用于果蔬的热泵干燥器现状进行调查,针对果蔬的自身特点,介绍干燥过程中的除湿控制方式;对于各种不同形式的热泵干燥器,分析其系统组成、干燥条件以及干燥效果.相较于传统干燥器,热泵干燥器在评价干燥器的各项性能指标方面更具优势,且经济效益明显,并可实现干燥温度和湿度的控制,应加大果蔬热泵干燥器的实用性和推广性.

关键词：果蔬干燥热泵干燥器除湿控制节能