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为解决冻干和冻干-微波真空联合干燥技术存在的耗时长、能耗高、设备成本高等问题，同时获得品质较好的干制品，以怀山药为对象开展多相态微波干燥(multiphase microwave drying，MMD)研究，通过不同微波功率加载方案实现转换点调控，探究转换点干基含水率（0.36、0.59、0.79 g/g）对怀山药干制品品质的影响。并以真空冷冻干燥、微波冷冻干燥和微波真空干燥为对照,研究不同干燥方式对怀山药干燥特性、能耗和品质特性（复水性、收缩率、色泽、硬度、脆度、微观结构）的影响。结果表明：随着微波功率水平的增加，怀山药MMD转换点干基含水率增大，产品复水性降低，收缩程度增大，硬度变大，细胞结构破损程度增加。MMD方案Ⅰ（转换点干基含水率0.36 g/g）干燥时间与微波冷冻干燥相比缩短31.3%，能耗相比真空冷冻干燥、微波冷冻干燥分别降低68%、34%，同时，所得怀山药干制品具有良好的品质和均匀的微观孔隙结构，其复水比（2.44±0.04）、收缩率（0.88±0.02）、色泽、硬度（4.95±0.45）、脆度（2.48±0.51）与微波冷冻干燥无明显差异（P>0.05）。微波真空干燥虽所需能耗低，但其产品复水性最差，收缩最为严重。综合考虑高效低能耗干燥与产品品质提升的需求，可通过转换点调控的多相态微波干燥实现高品质怀山药加工。 相似文献
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为探索预干燥处理对不同果蔬脆片结构及质地特性的影响，该研究采用真空冷冻干燥作为预干燥，并选取了3个水分转换点（60%、45%、30%），对预干燥过程中6种典型果蔬(苹果，梨，桃，山药，马铃薯，青萝卜)水分状态、细胞结构、收缩率、孔隙度、应力-松弛特性与质地特性进行测定与分析。结果表明，随着预干燥的进行，水分含量逐渐降低，自由水逐渐散失，以不易流动水为主，收缩率逐渐减小，孔隙度逐渐增大，硬度、咀嚼性、弹性模量逐渐增加；水分转换点为60% 时不同果蔬脆片具有较高的硬脆度，其中马铃薯与山药脆片硬度较高，桃与梨的脆片脆度较高；水分转换点为30%时，6种果蔬的孔隙度最高，且青萝卜的孔隙度显著高于其他果蔬（P < 0.05）；在干燥后期，果蔬样品骨架基本形成，且收缩率较低，致使内部孔隙度变大；由相关性分析可知真空冷冻预干燥过程中水分转换点、孔隙度与果蔬脆片质地特性极显著相关（P < 0.05），研究结果可为预干燥对果蔬脆片质地影响提供参考。 相似文献
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红枣微波-热风联合干燥特性及对其品质的影响 总被引：12，自引：8，他引：4
为了提高红枣干制品的品质,在分段热风干燥和微波间歇干燥的基础上,采用微波+高温热风+低温热风的联合干燥方式干燥红枣,研究不同干燥方式下红枣的干燥特性和品质。结果表明:联合干燥方式的干燥时间比分段热风干燥缩短11%以上;分段热风干燥的红枣内部温度高于表面温度,微波间歇干燥的红枣温度升高幅度大,干燥速率高。300g红枣在119W下微波干燥12min,间歇4min,重复7次(转换点干基含水率≤99%),然后55℃热风干燥9h(转换点干基含水率≤66%),最终50℃热风干燥12h(干燥方式Ⅳ)的条件下干燥的红枣总维生素C含量最高,褐变系数相对较低,复水效果最好,能耗较低,是较优的红枣微波-热风联合干燥组合。微波-热风联合干燥是适合红枣干燥的较好技术方法。 相似文献
4.
干燥效率低导致的能耗高、品质劣变是果蔬热风干燥加工面临的严峻挑战。为改善胡萝卜热风干燥特性，该研究以横切和纵切方式获得的胡萝卜片为研究材料，对其进行穿刺（perforation pretreatment，PT）、乙醇浸渍（alcohol pretreatment，AT）和穿刺协同乙醇浸渍预处理（perforation synergistic alcohol pretreatment，PAT）。研究发现：同未预处理的胡萝卜片相比，PT、AT和PAT预处理技术的应用均显著提高了胡萝卜有效水分扩散系数及热风干燥速率，并将干燥时间缩短10.61%～50.00%，其中PAT样品干燥时间最短。相同预处理方式下，纵切的胡萝卜片相比于横切表现出较高的有效水分扩散系数、较快的干燥速率及较短的干燥时间。进一步，我们提出了PAT预处理具有较高干燥效率的“三重奏机制”：预脱水降低干燥负荷、毛细管流促进水分传质、细胞通透性的增强降低水分传质阻力。在品质方面，PAT预处理显著改善了纵切胡萝卜片的体积收缩、复水性、色泽、总类胡萝卜素和抗坏血酸含量、抗氧化活性及风味等品质特性。因此，为高效获得品质相对较优的脱水胡萝卜，可在其纵向切片后进行PAT预处理。该研究为改善胡萝卜热风干燥提供了一种简单有效的预处理技术，同时也为其他果蔬提质、增效、节能干燥提供参考。 相似文献
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干燥后期速率低、能耗高是限制热泵干燥（heat pump drying, HPD）在水产品干燥中应用的瓶颈。非热力预处理技术在包括水产品的易腐食品干燥中具有提高干燥速率和改善干制品品质的巨大潜力。基于此，该研究以乙醇（E）单独和联合真空（VC+E）、超声波（US+E）、超声波辅助真空（USVC+E）预处理作为处理组，以未经预处理的扇贝柱为对照（CK），探究其对扇贝柱干燥动力学及干制品品质特性的影响。利用低场核磁共振（LF-NMR）技术，对扇贝柱热泵干燥过程中水分状态及分布进行了研究。结果表明：扇贝柱热泵干燥处于降速干燥阶段，干燥过程受水分内部扩散的控制。Weibull模型能较好地描述扇贝柱热泵干燥过程。与CK相比，乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理都能提高水分有效扩散系数（Deff），进而提高干燥速率。US+E的Deff最高，分别比CK提高了25.99%（基于Weibull模型）和28.97%（基于Fick扩散模型）。LF-NMR结果表明，扇贝柱中主要水分为不易流动水；随着干燥进行，各组分的横向弛豫时间向左偏移；不易流动水所占比例降低，而紧密结合水、疏松结合水和自由水所占比例增加。与CK相比，预处理有利于扇贝柱不易流动水向自由水转化，进而提高干燥速率。与CK相比，乙醇单独处理和US和/或真空联合预处理可降低扇贝柱黄度、总色差、收缩率、硬度、弹性和咀嚼性，但是增加了扇贝柱的亮度、红度和复水比。预处理组中，US+E和USVC+E色泽参数（总色差：US+E，7.40 ± 0.22；USVC+E, 6.99 ± 0.16）最佳，收缩率（US+E，35.97% ± 1.29%；USVC+E，34.43% ±1.24%）和硬度（US+E，25.20 ± 1.08；USVC+E，26.68 ± 0.61）最低；而US+E弹性（0.55 ± 0.01）和咀嚼性（7.27 ± 0.30 N）最低，但复水比（1.753 ± 0.022）最高。相比于CK，US+E可显著降低总色差58.24%，收缩率32.75%、硬度23.17%、弹性15.38%、咀嚼性38.91%，但是复水180 min后，能显著提高复水比9.975%。综合考虑，US+E作为一种非热力、绿色预处理技术，可用于强化扇贝柱热泵干燥效率，改善干制品品质。 相似文献
6.
为了准确揭示山药片红外联合热风干燥传热传质机理,在考虑山药片收缩变形特性的基础上,通过有限元软件COMSOL6.1建立了“温度场-湿度场”多场耦合的山药片红外联合热风干燥传热传质模型。模拟研究基于山药片在不同温度（50、60、70 ℃）下收缩变形的传热传质,并通过试验进行验证。分析不同温度对山药片品质（色差、复水比、多糖和尿囊素含量）的影响。结果表明：1）山药片体积比随干燥温度的升高而增加,在干燥温度分别为50、60、70 ℃时,其值分别为34.55%、37.23%、39.04%。2）在干燥温度为50、60、70 ℃时,红外联合热风干燥收缩模型可准确预测山药片干燥过程中干燥温度和含水率,其决定系数R2分别为0.973、0.976、0.981和0.983、0.984、0.974。3）山药片外部温度升高,表面水分开始蒸发,形成水分梯度。随着干燥的继续,红外热量在山药片内部不断积累,导致内部温度升高,水分向外扩散,进而减小了内外水分梯度。随着干燥温度的升高,增加了山药片温度和湿度梯度,促进了热量和质量的传递,提高了水分迁移的速率。4）在60 ℃时,干燥品质最优,其色差为7.49、复水比为2.65 kg/kg、多糖含量为24.17 mg/g、尿囊素含量为2.66 μg/g。该模型为其他物料在红外联合热风干燥技术的模拟研究提供有益借鉴。 相似文献
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相对湿度作为干燥介质的重要参数，对干燥热质传质过程和干燥品质具有显著影响。但由于相对湿度对干燥过程的影响机理及优化调控机制尚不明确，导致相对湿度的调控方式多依靠经验，造成干燥效率低、品质差、能耗高等问题。对于传质过程，降低相对湿度能够增大对流传质系数，加快物料表面水分蒸发；而对于传热过程，升高相对湿度能够增大对流传热系数，加快物料升温速率。相对湿度较高时，物料升温速率快，内部水分迁移量增大，但表面水分蒸发量较小；而当相对湿度较低时，物料升温速率较慢，内部水分迁移量较小，但表面水分蒸发量较大。相对传热和传质过程的影响此消彼长，互相耦合。高相对湿度主要体现为对传热过程的影响，低相对湿度主要体现为对传质过程的影响。高相对湿度能够抑制物料表面的结壳，并能够提高复水性，降低收缩率。阶段降湿及多阶段降湿干燥方式下物料表面形成和保持了蜂窝状多孔结构，能够提高干燥效率和品质。基于监测物料温度的相对湿度调控方式被验证为较忧的相对湿度控制方式。阶段降湿干燥方式适用性的实质为：干燥过程中所体现出的对流传热热阻和内部导热热阻的相对大小，及对流传质阻力和内部传质阻力的相对大小，不同干燥条件和物料种类、厚度会影响以上传热传质阻力的大小，从而呈现出不同适应性的结果。当阶段降湿干燥过程中传热毕渥数>1且传热毕渥数>0.1时，说明阶段降湿干燥过程适用于此物料的干燥。该文综合论述了相对湿度对果蔬热风干燥过程中热质传递及干燥品质的影响，优化调控策略及适用性范围4个方面内容，明确了果蔬热风干燥过程中相对湿度的影响机理，为相对湿度的优化调控提供理论依据和技术支持。 相似文献
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为获得节能低耗和品质较优的干香菇，利用红外喷动床干燥设备，对香菇分段变温干燥工艺进行试验研究。在单因素试验基础上运用Box-Behnken Design优化试验，研究前期风温、转换点含水率和后期风温对单位能耗、粗多糖含量、亮度L*值和收缩率的影响，通过加权综合评分法推导多项式回归模型，优化红外喷动床干燥工艺参数。经响应面优化的干燥参数为：前期风温56.00 ℃、转换点含水率53.00%、后期风温72.00 ℃，该工艺下单位能耗为143.52 kJ/g、粗多糖含量9.98 mg/g、亮度L*值68.11、收缩率83.15%，综合评分值为35.37，与预测值拟合度高达99.27%，表明应用红外喷动床干燥取得的香菇制品能满足当前香菇干燥的发展趋势及需求，为香菇干制品的综合应用及生产加工提供参考。 相似文献
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即食杏鲍菇热风-真空联合干燥工艺优化 总被引：9，自引：6，他引：3
为了充分利用工厂化栽培杏鲍菇加工副产物(菇头),对其进行联合干燥开发成即食杏鲍菇休闲产品。选取干燥速率、感官评分、色泽明亮度和硬度的综合值为评价指标,采用三因素二次通用旋转组合设计优化即食杏鲍菇生产中热风-真空联合干燥工艺参数,同时与热风干燥(60℃)、真空干燥(-0.09 MPa,60℃)产品的品质进行对比分析结果表明:热风干燥温度和真空干燥温度对即食杏鲍菇干燥过程影响极显著(P0.01),热风时间影响显著(P0.05),影响因素主次顺序依次为真空干燥温度、热风干燥温度和时间,确定的最佳工艺条件为:先热风干燥(60℃,20 min)(转换点湿基含水率≤78%),后真空干燥(55℃,-0.09 MPa);联合干燥即食杏鲍菇休闲产品的品质优于热风干燥和真空干燥产品的品质,能耗比真空干燥减少57%,但高于热风干燥。研究为实现工厂化栽培杏鲍菇副产物的资源化利用提供了参考。 相似文献
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利用核磁共振成像技术分析胡萝卜干燥过程中内部水分传递 总被引：18，自引：12，他引：6
为可视化果蔬干燥过程中内部水分传递现象,利用低场核磁共振成像技术（magnetic resonance imaging, MRI）研究了圆柱状胡萝卜40、70℃热风干燥过程中内部水分传递过程,获得了物料收缩状态下水分廓线特征和变化规律。研究表明,干燥过程中,胡萝卜样品的水分廓线沿径向、轴向同时向中心不规则收缩,其内部的水分传递是一个多维、非稳态传递过程,并具有non-Fickian传递特征;干燥初始,水分梯度在物料表面迅速形成。随着干燥的进行,物料干基含水率低于7.33 kg/kg时,其湿区直径收缩比率大于实测直径收缩比率,表面成为“干区”,干湿界面退缩到物料内部。圆柱状胡萝卜的热风干燥过程可以用Henderson-Pabis模型进行描述,所建水分传递模型可以很好地模拟70℃干燥试验结果,最大相对误差为7.69%,出现在干燥最后阶段,其他时刻相对误差低于4%;物料中心层水分传递模型可以很好地预测40℃干燥试验过程。研究结果可以为干燥工艺的选择以及物料收缩状态下水分传递过程的理论模拟提供支持。 相似文献
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制备浆果粉末产品是延长其货架期的有效手段。为降低干燥过程能耗和保留产品营养成分,该研究以平均含水率(87.03±1.26)%的新鲜红肉火龙果果浆为原料,采用冷冻干燥和喷雾干燥两种方法制备了火龙果粉末。以残余湿含量、色泽和典型生物活性成分甜菜红素、芦丁和总酚保留率为指标对产品质量进行了评价。用质量比为3%(w/w)的分离乳清蛋白和2.5%(w/w)的果胶为添加剂制备了未发泡和发泡2种样品,进行了传统和微波冷冻干燥试验。结果表明,使用石英底盘,在30℃、20 Pa下,发泡样品比未发泡样品冷冻干燥时间缩短了39.06%;施加1 W微波功率时,未发泡和发泡样品微波冷冻干燥时间比无微波时分别缩短了18.75%和12.82%。用碳化硅底盘替代石英底盘,在30℃、20 Pa和1 W下,发泡样品微波冷冻干燥时间比未发泡和发泡样品传统无微波冷冻干燥分别缩短了65.62%和43.59%。分别以5.5%(w/w)的分离乳清蛋白和15.6%(w/w)的麦芽糊精为添加剂,进行了喷雾干燥试验。工艺参数为进风温度150℃、出风温度85℃、进料速度28 mL/min。冷冻干燥产品的甜菜红素、芦丁和总酚保留率分别在72... 相似文献
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基于LF-NMR及不同干燥方法的哈密瓜片含水率预测模型 总被引：3，自引：3，他引：0
为建立稳健、适用范围更广的哈密瓜片含水率预测模型,采用不同干燥方法(热风干燥(Hot Air drying,HA)和红外辐射干燥(Infrared drying,IR)),在相同温度水平下(50、60、70℃)对哈密瓜片进行干燥,采用低场核磁共振技术(Low-Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR)对比分析干燥过程的水分迁移规律及2种干燥方法间的差异,并结合化学计量学方法建立含水率预测模型。结果表明:无论HA还是IR,一定温度范围内高温有利于提高干燥速率,缩短干燥时间;且IR与HA相比干燥时间缩短20.0%~37.5%。经LF-NMR分析,在HA和IR过程中,自由水峰面积逐渐降低,不易流动水峰面积及结合水峰面积呈波动变化;自由水峰顶横向弛豫时间不断降低,不易流动水峰顶横向弛豫时间因干燥方式和干燥温度的差异呈不同的变化趋势;与HA过程中结合水峰顶横向弛豫时间逐渐降低不同,其在IR干燥初期短暂上升,后呈下降趋势。基于HA、IR数据集结合化学计量学方法建立的哈密瓜片含水率预测模型中,偏最小二乘回归(Partial Least Squares Regression,PLSR)模型具有更好的性能,模型预测决定系数RP2 大于0.99,表明PLSR结合LF-NMR可实现哈密瓜片含水率的快速检测,且不受干燥方法不同引起水分状态差异的影响。研究结果为基于LF-NMR和多加工手段的果蔬含水率预测模型的建立提供参考。 相似文献
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为探索不同干燥方式对宁夏泾源黄牛肉水分分布特性及迁移规律的影响,本试验采用低场核磁共振技术(LF-NMR)结合干燥曲线,对中红外联合电加热(MICEH)、中红外(MI)、低温真空(LTV)3种干燥方式进行对比研究。结果表明,相同加热功率下泾源黄牛肉湿基含水率由72%降至20%以下所需时间分别为330、420和450 min,平均干燥速率分别为0.417 9、0.330 8和0.309 9 g·g-1·h-1;牛肉湿基含水率达到35%左右时,结合水峰积分面积A21明显降低,湿基含水率达到25%时,结合水的信号消失,不易流动水的波峰明显左移;不同干燥方式下,牛肉湿基含水率与核磁共振峰积分面积总和均呈显著的线性关系(P<0.05),其中MICEH干燥的线性回归方程为y=16 913x-1 102.3(R2=0.985 2);MICEH干燥前期水分下降较快,而后期水分扩散速率低于MI及LTV干燥(P<0.05),但在相近含水状态下MICEH干燥的氢质子密度分布相对均匀,牛肉干燥品质较高。本研究结果为MICEH在牛肉干燥生产上的应用提供了试验依据,也为MICEH干燥技术的改进提供了理论参考。 相似文献
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微波干燥过程中南极磷虾肉糜的传热传质及形变参数模型 总被引：6，自引：6，他引：0
该文以南极磷虾肉糜作为媒介,基于电磁学、多相传输和固体力学变形模型研究了微波干燥仿真模型。通过在软件COMSOL Multiphysics中求解电磁方程、能量和动量守恒以及变形方程得到模拟结果。红外热成像仪用于拍摄样品表面温度分布,光纤传感器用于测定样品点的瞬时温度。经过180 s的间歇微波干燥,空间温度分布、瞬态温度曲线(RMSE=2.11℃)、含水率(干基,RMSE=0.03)和体积比与试验值有良好的一致性,说明仿真微波干燥是可行的。此外,微波模拟干燥过程中将虾肉糜视为形变材料与刚性材料,在温度和含水率方面显示了较明显的差别且前者与试验值更为接近,且未考虑收缩模型的温度和含水率的RMSE分别为9.42℃与0.08。该研究还对液态水和气体的内在渗透性(±50%)以及吸水膨胀系数(±50%)进行了敏感性分析。含水率对液态水的内在渗透性较敏感(RMSE=0.089),对气体的内在渗透性较不敏感(RMSE=0.023),体积比对吸水膨胀系数非常敏感(RMSE=0.053)。 相似文献
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基于图像处理的过热蒸汽与热风干燥污泥收缩特性分析 总被引：1，自引：1，他引：0
为了解污泥过热蒸汽与热风干燥过程收缩特性,搭建了常压过热蒸汽和热风干燥试验台,选用直径为50 mm厚度为10 mm的污泥样品在160和200℃下进行试验。利用图像处理技术分析干燥过程污泥收缩现象及特性,采用叠加技术,建立了基于无限大平板和无限长圆柱体叠加而成的有限圆平板在考虑收缩情况下的Fick第二定律湿分扩散模型,并结合经验模型推导出计算有效扩散系数的表达式。结果表明：污泥在干燥过程中存在明显的收缩现象,前段干燥收缩幅度大,后段干燥收缩幅度小,收缩变化规律与水分变化规律一致。160、200℃污泥过热蒸汽与热风干燥终了时刻体积比约为0.3,体积收缩系数为0.7。过热蒸汽干燥和热风干燥对污泥的收缩影响一致。160、200℃污泥过热蒸汽与热风干燥有效扩散系数的变化与水分比的变化相对应。在考虑污泥收缩的条件下,160、200℃污泥过热蒸汽干燥平均有效扩散系数分别为1.92×10-8和3.75×10-8 m2/s,热风干燥平均有效扩散系数分别为0.94×10-8和1.31×10-8 m2/s,约为不考虑收缩条件下平均有效扩散系数值的1/2。试验结果为污泥干燥过程机理分析、工艺参数优化和干燥设备开发提供参考。 相似文献
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Studies have reported that biochar is a sustainable amendment that improves the chemical and physical properties of soil.In this study,an incubation experiment was conducted to investigate the effects of different application rates of biochar on the cracking pattern and shrinkage characteristics of lime concretion black soil after three wetting and drying cycles.Biochar derived from the corn straw and peanut shell mixture was applied to the soil at rates of 0,50,100,and 150 g kg~(-1)dry weight,representing the treatments T_(0),T_(50),T_(100),and T_(150),respectively.During the wetting and drying cycles,the cracking pattern and shrinkage characteristics of the unamended and amended soil samples were recorded.Application of biochar significantly increased soil organic carbon content in the samples.During soil desiccation,biochar significantly reduced the rate of water loss.Cracks propagated slowly and stopped due to the relatively higher water content in the soil applied with biochar.The cracking area density(ρ_c),equivalent width,fractal dimension,and cracking connectivity index decreased during the drying process with increasing application rate of biochar.Theρ_(c )value of the T_(50),T_(100),and T_(150) treatments decreased by 33.6%,52.1%,and 56.9%,respectively,after three wetting and drying cycles,whereas the T_(0) treatment exhibited a marginal change.The coefficient of linear extensibility,an index used to describe onedimentional shrinkage,of the unamended soil sample(T_(0))was approximately 0.23.Application of 100 and 150 g kg~(-1)biochar to the soil significantly reduced the shrinkage capacity by 41.45%and 45.54%,respectively.The slope of the shrinkage characteristics curve,which indicates the ralationship between soil void ratio and moisture ratio,decreased with increase in the application rate of biochar.Furthermore,compared with the T_(0) treatment,the proportional shrinkage zone of the shrinkage characteristic curve of the T_(50),T_(100),and T_(150) treatments decreased by 5.8%,13.1%,and 12.1%,respectively.Differences were not observed in the moisture ratio at the maximum curvature of the shrinkage characteristic curve among the treatments.The results indicate that biochar can alter the cracking pattern and shrinkage characteristics of lime concretion black soil.However,the effects of biochar on the shrinkage of lime concretion black soil are dependent on the number of wetting and drying cycles. 相似文献