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板栗渗透脱水及联合干燥技术研究

板栗渗透脱水及联合干燥技术研究

作者：张晓敏华中农业大学

学位级别：硕士

本文以燕山板栗为原料,将渗透脱水作为制备板栗粉的一种前处理,再联合热风干燥、真空冷冻干燥进行深度干燥,探索板栗渗透脱水规律和最佳工艺条件,针对不同加工用途的板栗粉建立一种新的脱水工艺——联合干燥,比较渗透-热风干燥、渗透-... 详细信息

本文以燕山板栗为原料,将渗透脱水作为制备板栗粉的一种前处理,再联合热风干燥、真空冷冻干燥进行深度干燥,探索板栗渗透脱水规律和最佳工艺条件,针对不同加工用途的板栗粉建立一种新的脱水工艺——联合干燥,比较渗透-热风干燥、渗透-真空冷冻干燥与热风干燥、真空冷冻干燥对板栗粉品质的影响及加工能耗的粗略评价。渗透脱水是指在一定温度下,将果蔬浸入高渗透压溶液中除去部分水分的一种方法。在渗透脱水过程中主要存在两个相反的过程,原料中的水分渗出和溶液中的溶质渗入,同时还有原料中少量可溶性物质的溶出。渗透脱水与其他脱水方式相比,不但节能,而且有助于改善产品的组织结构及提高干制品的复水性。目前渗透脱水技术主要应用于果蔬干燥的前处理、果脯、浓缩果汁的加工等。本实验分别以蔗糖、蔗糖加盐为渗透剂,考察不同条件对板栗渗透脱水过程中失水率和固形物得率的影响。实验结果表明,片状切分方式有利于提高失水率;增大渗透液浓度,失水率和固形物得率都增加,但浓度太大粘度增大,不利于脱水且影响风味;温度提高脱水速率,最终水分含量相同,温度提高,固形物总体趋势上升;震荡有利于物质传递,失水率与旋转速度关系不大;失水率和固形物得率都随着液固比的增加而增加,而对固形物得率影响不明显。实验采用中心可旋转组合实验得到最佳操作条件,蔗糖渗透脱水板栗的失水率23.94%、固形物得率5.41%;蔗糖加盐渗透脱水板栗的失水率28.21%、固形物得率6.63%。比较两种渗透剂可知,不同的渗透剂的分子量及其离子行为对失水率和固形物得率影响很大。渗透脱水后的板栗再联合热风干燥、真空冷冻干燥制得板栗粉,考察不同处理方法对板栗粉品质及能耗的影响。实验结果表明,渗透-热风干燥、渗透-真空冷冻干燥制得的样品干燥速率提高、水分活度降低、复水性提高、色差差别不大、硬度增大、脱水总时间缩短,有利于减少耗能,降低成本,延长产品保藏期,使产品品质方面有显著改善,有利提高产品的经济效益。

关键词：渗透脱水联合干燥板栗粉品质能耗

PV/T太阳能热泵联合干燥系统热力循环与能量特性研究

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PV/T太阳能热泵联合干燥系统热力循环与能量特性研究

作者：李秉阳兰州理工大学

学位级别：硕士

根据2020年数据统计,中国作为农业大国其粮食总产量为66950万吨,水果总产量在27400万吨以上,中药材总产量超过450万吨。但是,由于我国很多地理标志农产品都产自经济不发达的国家级贫困县区,恶劣的地理环境和闭塞的交通运输条件造成了很... 详细信息

根据2020年数据统计,中国作为农业大国其粮食总产量为66950万吨,水果总产量在27400万吨以上,中药材总产量超过450万吨。但是,由于我国很多地理标志农产品都产自经济不发达的国家级贫困县区,恶劣的地理环境和闭塞的交通运输条件造成了很多农副产品的滞销,严重限制了当地经济的发展。在此背景下,农副产品需要通过干燥来提高保质期、减少包装成本、降低运输重量并保留营养价值。在诸多干燥技术中,自古沿用至今的自然晾晒干燥应用最为广泛,但其存在效率低、周期长、效果差、污染严重等问题。热风干燥等技术则存在投资和运行费用高昂、能量损失严重、干燥不均匀等缺点。研发适合不同产地的农产品绿色干燥技术装备对降低加工成本、提升加工品质和产品附加值、实现农产品加工节能增效具有重要意义。本课题以提高能源利用率、降低能耗、提升干燥效果为出发点,提出了一种新型PV/T太阳能热泵联合干燥系统。该系统主要由空气循环回路和制冷剂循环回路组成。系统中采用的PV/T集热器,可同时作为空气的一级加热装置和制冷剂的蒸发器,集热器光伏模块发电量可以为压缩机、风机等用电设备提供电能。与现有太阳能热泵联合干燥系统相比,本系统能更加直观高效地利用太阳能并大幅度减少系统电能消耗。系统采用回热器吸收废气中余热,提高能源利用效率,从根本上避免相变蓄热材料使用不当造成的对环境和物料的污染,减少成本。可通过灵活调整空气流速与质量流量来应对不同条件下物料干燥需求,扩大系统使用范围。为了验证干燥过程中,不同种空气对系统性能的影响,将回热器与集热器之间管路设计成可拆卸式。去除管路,环境空气进入集热器为开式干燥模式,反之则为闭式干燥模式,在不同环境条件下进行大量干燥实验。对实验结果进行分析,主要结论如下:（1）影响PV/T集热器性能的因素中,空气质量流量的升高会大幅度提高光热效率。但当光热效率提升到一定值时,继续增加空气质量流量,光热效率不会有明显变化,反而会因为风机功率的不断提升而降低系统整体经济性。就集热器性能角度而言,最优的空气质量流量数值为0.042kg/s。集热器进口空气温度升高会对光热效率产生负面影响,但对光电效率影响不大。集热器供热量和光伏发电量的整体变化趋势与太阳辐照强度接近,但是在此过程中光伏发电量会受到光伏模块温度的负面影响。实验过程中,集热器光热效率平均值最高为34.04%,综合效率平均值最高为55.45%。由此可以看出,采用PV/T集热器大大提高了太阳能利用率;（2）不同的物料处理工艺会影响干燥结果。将相同物料分为四分,进行不同的处理。第一份保留表皮,切片厚度5mm,其余三份去除表皮,切片厚度分别为5mm,3mm,8mm。实验结果表明,物料表皮的存在会影响干燥过程除水量和干燥速率,切片厚度越小越有利于水分蒸发;（3）回热器可以稳定吸收干燥废气中的余热,实验过程中回热器吸收的热量最高为1.99k W?h,大大提高了系统能源利用效率;（4）为验证两种干燥模式的性能,分别在不同环境条件下进行对比实验。结果表明,闭式干燥模式性能更加稳定,克服环境因素影响的能力更强。光伏模块的发电量能降低28.40%的系统电能消耗,热泵系统平均COP值为4.05。干燥室平均温度为55.40℃,单位能耗除湿率（Specific Moisture Extraction Rate）为3.73kg/（k W?h）,物料最终含水率为13.68%。本系统可以提高能源利用率,减少电能消耗,达到节能减排的目的,为物料中低温干燥提供了一种切实可行的方案。本系统的推广和使用,可以助力乡村振兴,推动我国特色农业现代化建设。

关键词：光伏光热一体化热泵技术联合干燥热回收单位能耗除湿率含水量

预处理辅助多物理场联合干燥胡萝卜脆片品质工艺研究

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预处理辅助多物理场联合干燥胡萝卜脆片品质工艺研究

作者：郎旭敏南京师范大学

学位级别：硕士

胡萝卜(Daucus carota L.)含有丰富的营养素,如胡萝卜素、维生素B、B、B、B等,具有抗氧化、保护视力、抗癌防癌等保健功能,深受人们喜爱。胡萝卜食用方法很多,有蒸的、有煮的、有炒的,也有制成休闲食品的,目前,胡萝卜休闲脆片类产品主... 详细信息

胡萝卜(Daucus carota L.)含有丰富的营养素,如胡萝卜素、维生素B、B、B、B等,具有抗氧化、保护视力、抗癌防癌等保健功能,深受人们喜爱。胡萝卜食用方法很多,有蒸的、有煮的、有炒的,也有制成休闲食品的,目前,胡萝卜休闲脆片类产品主要以油炸方式为主,但含油量高不益于身体健康。近年来,冷冻干燥、气流膨化干燥等果蔬休闲产品因绿色天然、品质优良、口感疏脆而备受青睐。通过预处理辅助组合脱水膨化干燥,可避免单一干燥能耗高、耗时长、均匀性差等缺点,提高产品的综合质量,应用前景广阔。本研究以胡萝卜为研究对象,采用AD-EPD、MD-EPD、VMD-EPD、AD+MD-EPD和AD-MD-EPD5种不同联合干燥方式制备胡萝卜脆片,通过营养、质构等品质分析,筛选较优联合干燥方式;基于优选出的联合干燥方式,辅以10种预处理方法,分析水分迁移特性,探究不同预处理方法对胡萝卜脆片品质的影响,建立评价模型,筛选较优预处理方法;最后对胡萝卜脆片预处理协同联合干燥工艺进行优化,旨在开发出营养健康高品质的胡萝卜脆片产品、提升胡萝卜附加值。主要研究结果如下:1.对比研究AD-EPD、MD-EPD、VMD-EPD、AD+MD-EPD和AD-MD-EPD5种不同联合干燥方式对胡萝卜脆片营养、质构等品质的影响,建立品质评价模型,计算不同联合干燥方式胡萝卜脆片的综合得分,结果得分最高的是VMD-EPD,AD+MD-EPD次之;VMD-EPD干燥的胡萝卜脆片孔隙较蓬松、结构分布较均匀,且干燥耗时较短。因此,最后确定VMD-EPD为较优联合干燥方式。2.对比研究常温渗透、常温超声辅助渗透、高温渗透、高温渗透+常温超声、高温超声辅助渗透、常温渗透+冻融、常温超声渗透+冻融、高温渗透+冻融、高温渗透+常温超声+冻融、高温超声辅助渗透+冻融10种预处理方法对VMD-EPD干燥胡萝卜脆片营养、质构等品质的影响,通过低场核磁技术对不同预处理制得样品的水分状态和分布进行分析,结果表明高温超声渗透+冻融预处理样品的A值、S值和T值都最小,不易流动水的量脱除最多;经相关性分析和主成分分析,计算不同预处理辅助VMD-EPD联合干燥胡萝卜脆片的综合得分,得分最高的是高温渗透,常温超声辅助渗透和高温超声辅助渗透+冻融次之;微观结构显示高温超声辅助渗透+冻融预处理协同VMD-EPD联合干燥的样品孔隙较蓬松,且口感较佳。因此,最后确定高温超声辅助渗透+冻融为较优预处理方法。3.根据前两章实验结果,对高温超声辅助渗透+冻融预处理辅助VMD-EPD干燥工艺进行优化,分析不同超声功率、超声时间、超声温度、渗透液浓度、微波功率强度、水分转换点对胡萝卜脆度、色差、水分和色泽均匀性、总类胡萝卜素保留率等因素的影响,最终确定胡萝卜脆片超声辅助渗透+冻融预处理辅助VMD-EPD干燥工艺条件:超声功率密度0.5 W/cm,超声时间30 min,超声温度70℃,蔗糖浓度30%(w/w),VMD功率强度为5 W/g干燥至水分含量为80%,膨化温度100℃,抽空温度75℃,抽空时间180-200 min,停滞时间10 min干燥至水分含量6%以下所得胡萝卜脆片微波均匀性佳、收缩率和脆度适中、?E较小且营养成分保留率较好。

关键词：胡萝卜脆片预处理联合干燥均匀性品质工艺

直通式真空管太阳能热泵联合干燥装置设计及性能研究

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直通式真空管太阳能热泵联合干燥装置设计及性能研究

作者：唐军广东工业大学

学位级别：硕士

干燥行业作为工业耗能大户,约占我国国民经济总能耗的12%,在当前严峻的能源危机和环境污染背景下,大力发展绿色节能的干燥技术是大势所趋。在干燥行业中,开发出低能耗、高效率、结构简单的新型干燥技术和系统,是目前各国的主要研究目标... 详细信息

干燥行业作为工业耗能大户,约占我国国民经济总能耗的12%,在当前严峻的能源危机和环境污染背景下,大力发展绿色节能的干燥技术是大势所趋。在干燥行业中,开发出低能耗、高效率、结构简单的新型干燥技术和系统,是目前各国的主要研究目标。太阳能热利用技术和热泵技术都是新型的节能技术,二者的联合技术应用在近年来受到了人们的广泛关注。太阳能与空气源热泵联合干燥技术是太阳能热泵联合应用的方式之一,两者进行联合应用可以有效解决单独太阳能系统能量输出不稳定的问题。同时也有助于提升热泵的性能,降低系统的电能消耗,提升干燥系统的稳定性和可靠性,缩短物料干燥时间,提升物料的干燥品质。但目前的太阳能与热泵干燥系统结构复杂,成本较高。本文从新能源的开发利用和农副产品的实际干燥需求出发,提出了一种直通式真空管太阳能热泵联合干燥装置,阐述了这种联合干燥装置的设计方法和工作原理,并对该装置在不同模式下的系统性能开展了实验研究。具体所做的工作内容和结论如下:（1）以现有干燥研究和理论为基础,设计并搭建了一个干燥室容积为0.792 m的小型直通式真空管太阳能热泵联合干燥装置实验平台。通过合理假设,核算出联合干燥系统的物料载荷为16 kg。通过对物料干燥过程所需消耗热量的计算,对太阳能干燥子系统的有效集热面积、空气流量;热泵干燥子系统中的压缩机功率、蒸发器和冷凝器的换热面积进行了推算和选型。（2）选用白萝卜作为干燥物料,对系统在不同干燥模式下进行干燥实验,并分析了太阳能干燥子系统、热泵干燥子系统、太阳能热泵联合干燥系统的性能。实验结果表明,与系统在55℃运行单独热泵干燥模式相比,系统在联合干燥模式下干燥时间缩短了4 h,节省了33.33%的时间。平均制热系数提高了6.19%,节省了2.68 k W·h。就干燥时间和系统能耗的角度来看,系统运行联合干燥模式比单独热泵干燥模式更具优势。（3）系统在联合干燥模式下,对白萝卜在不同切片厚度和干燥温度条件下进行干燥实验,分析了两者对干燥速率的影响,并采用了Page干燥模型对白萝卜在50℃、60℃、70℃条件下的干燥过程进行拟合。结果表明,与物料切片厚度相比,温度对物料干燥速率的影响更大。Page模型拟合相关系数和决定系数分别为:0.996～0.998、0.992～0.997,两者均在0.99以上,曲线拟合可信度高。最后对Page基本模型进行了修正,得到了基于干燥温度T下的Page模型拟合方程。

关键词：太阳能空气源热泵联合干燥实验研究干燥模型

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热敏性物料的热泵和远红外联合干燥

热敏性物料的热泵和远红外联合干燥

作者：顾震江西农业大学

学位级别：硕士

本文研究了一种新的热敏性物料热泵远红外联合干燥工艺。以脱水蔬菜产品作为代表,选定胡萝卜和青椒作为干燥物料,通过三种不同的干燥工艺试验,分析其干燥后产品的外观色泽、色素保存率和复水性能。与热泵干燥工艺、远红外干燥工艺比较,... 详细信息

本文研究了一种新的热敏性物料热泵远红外联合干燥工艺。以脱水蔬菜产品作为代表,选定胡萝卜和青椒作为干燥物料,通过三种不同的干燥工艺试验,分析其干燥后产品的外观色泽、色素保存率和复水性能。与热泵干燥工艺、远红外干燥工艺比较,采用联合干燥工艺干燥的产品质量优良,并能够降低加工成本。热泵远红外联合干燥主要工艺参数及结果如下：干燥试验时先对胡萝卜进行预处理,然后热泵干燥,干燥室内风速1.0m/s,干燥室内风温20-40℃。从宏观和微观结构两方面分析得出适合胡萝卜片干燥的预处理工艺参数为：5mm厚的胡萝卜片在100℃的沸水中热烫120s。干燥试验中采用了热泵干燥和远红外辐射加热干燥对胡萝卜进行干燥比较。试验条件为：胡萝卜每批样为1.0kg,切成5mm的薄片,然后放入100℃的沸水中热烫120s。干燥室内风速为1.5m/s,热泵干燥温度约为30℃。干燥室内风速为1.5m/s,远红外辐射干燥温度约为60℃,远红外热源辐射强度电压为150v,距离远红外热源板8cm。结果发现：远红外干燥过程温度高,干燥速率快,时间短,但产品色泽差,体积收缩率大,胡萝卜素保存率只为新鲜胡萝卜的60%;热泵干燥时,虽然干燥速度慢,时间长,但产品色泽好,体积收缩率小,胡萝卜素保存率达到新鲜胡萝卜的70%。热泵干燥虽然提高了产品的质量,但干燥时间长。为了进一步提高产品质量和降低干燥成本,我们将热泵和远红外干燥组合在一起对胡萝卜进行干燥,即,在干燥前期采用热泵干燥,干燥后期采用远红外加热干燥。经过单因素分析和正交实验得出联合干燥的最佳工艺为：5mm厚的胡萝卜片在100℃的沸水中热烫120s,干燥室内风速为1.0m/s,热泵干燥时间为150min,即热泵干燥转换为远红外辐射干燥时物料的含水量为50%,远红外热源辐射强度电压为150v,距离远红外热源板8cm。

关键词：热敏性物料胡萝卜热泵干燥远红外加热干燥联合干燥复水性

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银耳热风-微波真空联合干燥工艺优化的研究

中国农学通报 2009年第22期25卷 88-91页

作者：黄建立黄艳郑宝东李淑婷福建农林大学食品科学学院福州350002 福建省粮油质量监测所福州350002

【研究目的】优化银耳热风-微波真空联合干燥工艺。【方法】以银耳的收缩率、复水比、感官质量以及单位能耗为评价指标,研究热风温度、转换水分含量及微波强度等因素对银耳品质以及干燥能耗的影响;并将较佳的热风-微波真空联合干燥工艺... 详细信息

【研究目的】优化银耳热风-微波真空联合干燥工艺。【方法】以银耳的收缩率、复水比、感官质量以及单位能耗为评价指标,研究热风温度、转换水分含量及微波强度等因素对银耳品质以及干燥能耗的影响;并将较佳的热风-微波真空联合干燥工艺与热风干燥以及微波真空干燥进行比较。【结果】采用前期热风温度70℃,转换水分含量30%,后期微波强度5 W/g的干燥工艺参数,可获得品质较佳的银耳干品,且单位能耗最低,接近于微波真空干燥所需能耗。【结论】热风-微波真空联合干燥可极大地改善银耳干品品质及降低干燥能耗;优化后的工艺参数可为银耳热风-微波真空联合干燥技术的工业化应用提供理论依据。

关键词：银耳热风微波真空联合干燥收缩率复水比单位能耗感官质量

胡萝卜热泵与远红外辐射加热联合干燥工艺研究

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食品科技 2009年第4期34卷 75-78,84页

作者：顾震徐刚徐建国张森旺王俊强马天贵江西省科学院食品工程创新中心南昌330029 江西农业大学食品与科学学院南昌330045

以胡萝卜为原料,研究分析预处理工艺、干燥室内风速、远红外线辐射强度、物料距远红线热源距离对干燥时间及产品比色值的影响。确定了胡萝卜热泵与远红外线辐射加热联合干燥工艺的最佳工艺参数为:物料热烫120s,干燥室内风速为1.0m/s,远... 详细信息

以胡萝卜为原料,研究分析预处理工艺、干燥室内风速、远红外线辐射强度、物料距远红线热源距离对干燥时间及产品比色值的影响。确定了胡萝卜热泵与远红外线辐射加热联合干燥工艺的最佳工艺参数为:物料热烫120s,干燥室内风速为1.0m/s,远红外热源辐照强度电压为150V,物料距远红外热源距离为8cm。在该工艺条件下干燥,干燥的时间短,能耗低,产品的质量好。

关键词：胡萝卜联合干燥热泵远红外线

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红虾虾仁微波-热风联合干燥工艺优化

食品工业 2017年第3期38卷 99-103页

作者：翁丽萍姜慧燕刘达王宏海杭州市农业科学研究院杭州310024 浙江工商大学水产品加工研究所杭州310012

以红虾虾仁为研究对象,采用单一微波或热风干燥为对照,以干燥虾仁复水比、复水前后体表彩度和复水后硬度、弹性、咀嚼性为基础的综合值作为产品的工艺指标,研究微波-热风联合干燥工艺。在单因素的基础上选取微波功率、热风干燥温度和转... 详细信息

以红虾虾仁为研究对象,采用单一微波或热风干燥为对照,以干燥虾仁复水比、复水前后体表彩度和复水后硬度、弹性、咀嚼性为基础的综合值作为产品的工艺指标,研究微波-热风联合干燥工艺。在单因素的基础上选取微波功率、热风干燥温度和转换点含水率为自变量,以综合值为响应值,确定最佳干燥工艺条件:采用250 W微波干燥,至转换点含水率为50%,再采用70℃热风干燥。在此条件下,红虾虾仁干燥产品的综合值为45.32,比任何一组的红虾虾仁干燥产品的综合值都要高,说明通过正交优化后得到的工艺参数具有实践指导意义。通过电子显微镜观察虾仁干燥产品的内部结构,再次说明联合干燥优于单一的干燥方式。

关键词：虾仁微波干燥热风干燥联合干燥

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农产品联合干燥技术的研究进展

农机化研究 2014年第11期36卷 236-240页

作者：苏丹李树君赵凤敏曹有福丁进锋中国农业机械化科学研究院北京100083

联合干燥技术不仅可实现单一干燥所不能达到的目的,还可有效利用能源,有助于获得高质量的产品。因具有环保、节能、安全、高效的特点,该技术已逐渐应用于农产品加工的研究与生产中。为此,通过对国内外农产品联合干燥技术现状的调研与分... 详细信息

联合干燥技术不仅可实现单一干燥所不能达到的目的,还可有效利用能源,有助于获得高质量的产品。因具有环保、节能、安全、高效的特点,该技术已逐渐应用于农产品加工的研究与生产中。为此,通过对国内外农产品联合干燥技术现状的调研与分析,简述了与热风、热泵、冷冻相结合的联合干燥技术在农产品干燥领域的研究现状及进展,并提出该技术目前存在的问题及解决的措施,为农产品联合干燥技术的进一步研究与应用提供参考。

关键词：农产品联合干燥热风干燥热泵干燥冷冻干燥