| 山药片红外联合热风干燥热质传递收缩模拟与品质 |
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| 引用本文： | 张继凯,郑霞,肖红伟,单春会,李义璨,杨涛庆.山药片红外联合热风干燥热质传递收缩模拟与品质[J].农业工程学报,2024,40(6):134-145. |
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| 作者姓名： | 张继凯 郑霞 肖红伟 单春会 李义璨 杨涛庆 |
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| 作者单位： | 石河子大学机械电气工程学院，石河子 832003;农业农村部西北农业装备重点实验室，石河子 832003;现代农业机械兵团重点实验室，石河子 832003;中国农业大学工学院，北京 100080;石河子大学食品学院，石河子 832003 |
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| 基金项目： | 石河子大学成果转化与技术推广计划项目(CGZH201808)； 国家自然科学基金项目(31960488)；新疆兵团工业和高新技术科技攻关与成果转化计划项目(2016AB003)。 |
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| 摘 要： | 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。
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| 关 键 词： | 干燥 品质控制 山药片 红外联合热风干燥 收缩 传热传质 |
| 收稿时间： | 2023/8/9 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2023/10/18 0:00:00 |
Simulation of heat and mass transfer shrinkage and quality of yam slices dried using infrared combined hot air |
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| ZHANG Jikai,ZHENG Xi,XIAO Hongwei,SHAN Chunhui,LI Yican,YANG Taoqing.Simulation of heat and mass transfer shrinkage and quality of yam slices dried using infrared combined hot air[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering,2024,40(6):134-145. |
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| Authors: | ZHANG Jikai ZHENG Xi XIAO Hongwei SHAN Chunhui LI Yican YANG Taoqing |
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| Institution: | College of Mechanical and Electrical Engineering, Shihezi University, Shihezi 832003, China;Key Laboratory of Northwest Agricultural Equipment, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Shihezi 832003, China;Xinjiang Production and Construction Corps Key Laboratory of Modern Agricultural Machinery, Shihezi 832003, China ;;College of Engineering, China Agricultural University, Beijing 100080, China;College of Food, Shihezi University, Shihezi 832003, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | drying quality control yam slices infrared combined hot air drying shrinkage heat and mass transfer |
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