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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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为了给变温干燥工艺提供新的技术支持，实现基于含水率变化的干燥温度自适应控制，该研究设计了具有物料含水率在线检测功能的温度自适应控制系统。采用卷积神经网络建立了以质量检测值、气流冲击速度、称重传感器弹性基体温度、气流冲击距离为输入，物料真实质量为输出的含水率在线检测模型。进行了含水率在线检测模型验证试验。结果表明，该模型满足变温干燥工艺中含水率在线检测的精度要求，5组含水率在线检测模型验证试验的决定系数R2和均方根误差RMSE依次为0.9934 和1.20%。该文设计了改进神经网络-PID（improved neural network-PID，INN-PID）控制器来实现变温干燥工艺中的温度控制。在MATLAB软件中以单位阶跃信号为输入对PID、神经网络-PID（neural network-PID，NN-PID）和INN-PID控制器的动态性能进行仿真。对3种控制器分别进行了50~55 ℃的干燥温度控制试验。结果表明，在仿真试验中，INN-PID控制器的控制稳定性和调节时间均显著优于另外两种控制器；干燥温度控制试验结果与仿真结果存在近似相同的规律，INN-PID控制器的峰值时间是208.00 s，调节时间是120.59 s，最大超调量是4.87 %，满足变温干燥过程中温度控制的要求。该研究在气体射流冲击干燥机中搭建了温度自适应控制系统，进行了基于含水率变化的温度自适应控制试验。结果表明，该系统可以对基于含水率变化的变温干燥工艺中的干燥温度进行快速且有效的调节。该研究对提高干燥设备的自动化水平以及开发新的变温干燥工艺具有重要意义，对其他领域的多信息融合检测和控制策略研究提供参考。 相似文献
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