科研产出
恒温下相对湿度对果蔬热风干燥特性和品质的影响及调控
《农业工程学报 》 2024 EI 北大核心 CSCD
摘要：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优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且传质毕渥数＞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。
关键词： 干燥 相对湿度 传热过程 传质过程 调控策略 适用性
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相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中水分迁移和蒸发的影响
《农业工程学报 》 2023 EI 北大核心 CSCD
摘要：为揭示相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中内部水分迁移和表面水分蒸发的影响，以及物料表面结壳的成因，该研究在干燥温度60℃、风速3.0 m/s时，研究了恒定相对湿度（relative humidity,RH）（20%、30%、40%和50%）、第一阶RH 50%保持不同时间（10、30、60和90 min）而后降为20%，以及基于物料温度自动控制相对湿度干燥条件下的内部水分迁移量（D）、表面水分蒸发量（E）、表面水分累积量（Q）、物料微观结构和复水率。结果表明，恒定RH干燥条件下，D随干燥时间逐渐增大而后趋于稳定，E随干燥时间逐渐增大而后降低。RH越高，物料升温速率越快，D越大；RH越低，E越大。RH为20%、30%和40%时，Q=0的时间分别为1.11、1.36和1.70h，并在此时刻之后物料表面出现明显结壳现象，且RH越大，出现结壳时机越晚；RH为50%时未出现Q＜0，可能未出现明显的结壳现象。Q＞0时，干燥速率与Q值变化趋势一致；Q＜0时，对应干燥速率减小。RH为50%保持30 min后降为20%时，Q=0的时间为1.39 h，相对于RH 20%的干燥条件能够提高物料温度和内部水分迁移速率，延迟结壳发生的时机，干燥时间缩短了18.5%。自动控湿干燥条件下，Q在0～0.25 h内迅速增大，对应干燥速率迅速升高。在0.25～0.50 h内逐渐下降，在0.78～2.00 h内，Q值共出现3个零点，且在Q=0处上下波动。此RH调控方式使得内部迁移至表面的水分会及时蒸发，并未在表面产生积累，对应物料温度呈现出阶梯上升的变化趋势，延缓了结壳出现时间，保留了较多的水分迁移孔道，干燥时间最短，为6.1 h，复水比最高为（4.39±0.07） g/g，收缩率最低为28.55%±1.71%，为最优的阶段降湿干燥方式。研究结果对于分析水分的内部迁移和表面蒸发过程，表面结壳的成因及优化调控相对湿度控制方式提供了理论依据和技术支持。
关键词： 干燥 相对湿度 内部水分迁移 表面水分蒸发 水分累积量 结壳
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基于介质湿度控制的苹果片红外漂烫传热模拟与试验
《农业工程学报 》 2022 EI 北大核心 CSCD
摘要：为了揭示空气介质对苹果片红外漂烫的传热作用机制以及对膨化干制的影响,该研究将介质湿度控制技术用于苹果片红外漂烫预处理中,利用数值模拟方法并结合苹果漂烫干燥试验,解析不同介质湿度下苹果片红外漂烫的传热传质规律,探究基于介质湿度控制的红外漂烫预处理对干燥效率和膨化干燥后产品色泽的影响.研究结果表明,基于红外辐射与对流传热原理的数学模型,并考虑物料水分蒸发与蒸汽冷凝能够较好描述红外漂烫的传热传质过程.物料含水率与温度模拟结果的相对误差为0.54%和0.39%.在恒定120℃红外加热温度下,介质相对湿度对苹果片红外漂烫的热质传递、漂烫后干燥效率与产品色泽均具有明显的影响.在低湿的状态下(1%相对湿度)进行红外漂烫,物料表面水分快速向空气介质中蒸发扩散,伴随的水分蒸发耗热量占物料吸热总量的40%,致使物料升温缓慢.将介质湿度提高至50%相对湿度能够抑制苹果片表面的水分蒸发,同时介质中水蒸气冷凝放热能够大幅提高漂烫初期的物料升温速度,漂烫120 s后物料中心温度迅速提高至86.8℃.因此,提高红外漂烫的介质湿度能显著提高漂烫后苹果片干燥速率与产品色泽.与1%相对湿度相比,在120℃、50%相对湿度下红外漂烫后苹果片的预干燥时间缩短了8.3%,苹果片干燥的色差值与褐变指数分别降低了55.6%和37.4%,护色效果优于热水漂烫.研究结果为苹果片等果蔬高质高效干燥的红外漂烫预处理工艺开发提供了新思路.
关键词： 干燥 数值模拟 相对湿度 红外漂烫 苹果脆片 膨化干燥
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高油酸花生干燥过程中荚果脱水与回潮特性的研究
《山东农业科学 》 2021
摘要：花生荚果速干特性对于避免后期霜冻、减少干燥环节黄曲霉毒素污染风险具有重要意义,为此对花育665（兰娜型）、花育668（珍珠豆型）、19L87（传统出口型大花生）和18S22（珍珠豆型）4个高油酸花生品种（系）进行荚果脱水与回潮特性鉴定。结果表明,其脱水速率分别为快、快、极快和慢,回潮速率分别为慢、慢、快、快;4个品种（系）荚果含水量随晾晒时间变化曲线,可分别用Harris模型、倒数模型、Bleasdale模型和有理函数拟合;基于单株数据估算的花生荚果干燥0 d和1 d的含水量广义遗传力均高于65%,说明就该性状进行遗传改良应会有显著效果。
关键词： 高油酸花生 荚果含水量 脱水 回潮 生化品质 遗传力
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盐生野菜莙荙菜深加工技术
《农业与技术 》 2020
摘要：莙荙菜是盐碱地适生野菜,生长快,营养丰富,无污染.经过护色、 杀酶、 保脆等前处理,进行速冻可获得速冻产品,在一定条件下进行烘干可获得干制蔬菜,产品可广泛用于食品加工原料、 应急蔬菜供应、 外贸出口等.
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压差膨化无花果脆片加工工艺初探
《农产品加工 》 2016
摘要：山东省威海市为无花果栽培集中区,但无花果鲜果极不易储运。为了延长无花果的产业链和供应期,以"青皮"无花果鲜果为原料,采用变温压差膨化工艺生产无花果脆片,初步探索出无花果切片变温压差膨化工艺条件为切片厚度1 cm,预干燥含水率达30%~33%,膨化温度85℃,抽空温度60℃,抽空时间2.5 h,膨化压力差0.1 MPa。
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AOX途径在苹果离体叶片失水过程中的光破坏防御作用
《西北植物学报 》 2016 北大核心 CSCD
摘要：为探讨线粒体交替氧化酶呼吸途径(AOX途径)对水分胁迫下苹果叶片光破坏的防御作用,以苹果砧木平邑甜茶离体叶片为试材,通过AOX抑制剂水杨基羟肟酸(SHAM)处理,同时测定苹果叶片叶绿素荧光诱导动力学曲线和820nm光的吸收曲线,结合JIP-test分析,探讨了失水过程中AOX途径的光保护作用。结果表明:水分胁迫条件下,平邑甜茶叶片的AOX活性显著增加,SHAM抑制AOX途径后,叶片发生更严重的光抑制;在失水胁迫条件下,平邑甜茶叶片PSⅡ原初光化学反应的量子产额(TRo/ABS)、PSⅡ捕获的电子从Q_A传递到Q_B的概率(ETo/TRo)下降,PSⅡ单位反应中心吸收的光能(ABS/RC)上升,而PSⅠ的最大氧化还原活性(ΔI/I_o)未受影响;SHAM抑制AOX途径后,TRo/ABS和ETo/TRo进一步下降,ABS/RC进一步上升,同时引起了ΔI/I_o的下降。研究认为,水分胁迫条件下,平邑甜茶叶片PSⅡ发生了光抑制,而SHAM处理在加重PSⅡ光抑制的同时,引起了PSⅠ的光抑制;叶片失水过程中,AOX呼吸上调是平邑甜茶叶片的重要光破坏防御机制,特别是对PSⅠ具有重要的保护作用。
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低温循环谷物干燥机的研制
《农业装备与车辆工程 》 2015
摘要：为了解决稻谷不及时干燥造成稻谷霉烂变质的问题,提高稻谷品质,确定了低温循环谷物干燥机的总体结构方案,完成了缓苏储粮段、干燥段、卸粮段、斗式提升机等主要系统的设计计算,成功进行了稻谷干燥试验。通过稻谷干燥试验表明,每批次处理量为15 000 kg,干燥速率为0.9%/h,干燥能力为13.75 t%/h。该机具有降水幅度大、干燥均匀等特点,可适合干燥稻谷、小麦等作物。
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