科研产出
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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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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