真空红外绿色节能复合干燥加工理论分析与实验研究
发布时间：2021-06-05 22:59
果蔬食品加工作为现代农业快速发展的重要组成,其干燥加工技术是核心,如何克服传统干燥加工技术中暴露的效率低、品质差、能耗大等难题,是现阶段发展的主要趋势之一。本研究提出一种红外辐射和真空干燥相结合的复合干燥加工技术,真空环境下水分可在较低的温度下蒸发,使得干燥过程中最大程度上降低了能耗。该真空红外干燥加工技术能有效干燥某些类型的果蔬,大大提高农产品的综合质量,提高农产品的附加值,增加农业效益,提高农民收入,拉动食品产业发展。本论文进行了真空红外绿色节能复合干燥理论分析和实验研究,建立物料品质评价、质热传递以及气体分子动力学模型,得到干燥装置内温度、真空度、物料厚度对干燥特性和干燥品质的影响。然后根据模型参数设计真空红外干燥装备并建立三维模型,通过计算及后处理分析,得到流场分布规律,验证干燥炉膛设计的合理性。同时基于单因素试验分析温度、真空度、物料厚度对物料收缩率、含水率、复水比等干燥特性指标以及色差指标的影响,用以模型的验证;通过干燥工艺的正交试验,以叶绿素含量、VC保留率、总皂苷质量分数、苦瓜片表观观察和感官评价为评价指标,研究真空红外干燥最佳工艺参数。具体结论如下:（1）不同干燥温度...
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２物料水分扩散原理图??
真空红外绿色节能复合干燥加工理论分析与实验研宄??「??ｙ?纽外加热笤?＼??１?＾?＿—Ｉ—?ＩＴ…．｜?１?＾，??燥?＼?ｍ??脫?对流?腔??２?Ｕ１?；??；Ｎ?Ｉ?—Ｈ?涔边ｅ??ｘ！?物料?Ｈ钟ｇ??ｉｉａｉａａ?■?■■．■?＿醒＇画??＜４流??图２－１物料质热扩散机理图??Ｆｉｇ．２－１?Ｍａｔｅｒｉａｌ?ｈｅａｔ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??针对干燥过程的物料的品质变化过程，建立物料品质评价模型。模型建立受物料??特性、干燥机理等方面的影响。不同物料干燥过程中的品质要求不同，本研究选择果??蔬为模型验证对象，根据物料特性确立相关模型参数和品质评价指标，结合物料实用??特性，确立物料颜色变化、物料有效成分挥发程度为主要评价指标。本研究在真空红??外干燥条件下建立模型，在真空红外干燥环境下设定相关温度、真空度等指标，结合??品质评价指标，建立物料品质评价模型。通过品质评价模型的建立，确立真空红外千??燥过程中可能影响品质的传质传热模型和气体动力学模型的模型参数，为两个模型建??立提供相关标准。??针对物料内部的质热传递过程，建立真空红外干燥传质传热模型。模型需要对模??型对象、干燥机理、模型参数、边界条件和影响因素五个部分进行描述ｍｉ。在此过程??中，模型对象包括整个干燥腔、加热装置、内部空气流动空间以及干燥物料，干燥过??程中，腔内处于负压环境，物料传热和传质的形式是对流和传导ｉ５３ｉ。为了简化数学模??型的计算，假定方程发生在一维轴向传热，由于腔体是陶瓷纤维结构，密封性能很好，??水分只能通过真空排出腔外，不容易蒸发掉，因此在该模型中主要讨论不同时间下物?
真空红外绿色节能复合干燥加工理论分析与实验研宄??３９９０?５６??ｍ?＝?／／＾（ｅｘｐ（２３．４７９５???Ｐ?７?＋?２３３．８３３?＂?（２－５７）??使用有限差分法对上述偏微分方程组成的偏微分方程组进行离散，得到常微分方??程组后采用ＭａｔｌａｂＯＤＥ１５Ｓ进行求解１８２］，并得到不同厚度物料、不同真空度、红外辐??射温度下的品质变化、温度变化、含水率变化曲线，如图２－２至２－１０所示。??图２－２所示物料干燥后品质指标颜色变化曲线。明度Ｌ是色泽亮度，从〇？１〇〇变??化，０是黑色，１００是白色［８３］。干燥过程中，物料从初始颜色逐渐失去了原有亮度，随??着千燥时间的增加，明度Ｌ逐渐下降，且明度的变化受干燥温度影响，干燥温度越高??物料明度下降速度越快，干燥温度达到５０°Ｃ对物料颜色品质影响最低，干燥温度达到??５５°Ｃ对物料颜色品质影响中等，干燥温度达到６０°Ｃ对物料颜色品质最大。??５０?—??ｒ－—??—－－Ｔ?—?－了???一一］???５〇１０???５５１：??４５?－?６０（１?－??？：??３０?－?、、、??２５??－＊?１????０?５０?１００?１５０?２００??Ｄｒｙｉｎｇ?ｔｉｍｅ／ｍｉｎ??图２－２物料在不同温度（５０°Ｃ、５５°Ｃ和６０°Ｃ）下的明度变化??Ｆｉｇ．２－２?Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ?ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ?（５０°Ｃ?，?５５?°Ｃ?ａｎｄ?６０?°Ｃ）??图２－３所示物料表面蒸发水量变化曲线。真空干燥过程中常规的捕水器表
【参考文献】：
期刊论文
[1]果蔬微波联合干燥技术研究进展[J]. 张鹏,颜碧,李江阔,李春媛. 包装工程. 2019(19)
[2]微波干燥技术的研究发展现状[J]. 丁泽智,杨晚生. 应用能源技术. 2019(04)
[3]沙棘鲜果渣真空干燥技术研究[J]. 王巨成. 山西林业科技. 2019(01)
[4]螺带-螺杆式搅拌好氧堆肥反应器研制及应用效果[J]. 缪宏,杨铮,王蒙,陈学好,张瑞宏,刘思幸. 农业工程学报. 2018(24)
[5]5种林型地表细小可燃物组成对平衡含水率和时滞的影响[J]. 韩岳宏,王月,高国平. 东北林业大学学报. 2018(11)
[6]热风温度对苦瓜片干燥特性及理化品质的影响[J]. 徐海山,丁胜华,王蓉蓉. 湖南农业科学. 2018(05)
[7]热泵远红外联合干燥金银花的工艺优化及品质控制[J]. 罗磊,康新艳,朱文学,任广跃,段续,姬青华,张宽,马永哲. 食品科学. 2016(18)
[8]农产品干燥技术发展现状[J]. 吴海虹,朱道正,卞欢,诸永志,徐为民. 现代农业科技. 2016(14)
[9]苹果片热风薄层干燥过程中颜色变化的动力学模型[J]. 张倩钰,孙杰,郑炯. 食品工业科技. 2015(24)
[10]热风与远红外干燥温度对苦瓜全粉品质的影响[J]. 朱香燕,张珺,何义雁,邓放明. 现代食品科技. 2015(07)
博士论文
[1]稻谷红外干燥的动力学特性及对稻米储藏品质的影响研究[D]. 丁超.南京农业大学 2015
[2]红外干燥蔬菜的试验研究及分析[D]. 张丽丽.中国农业大学 2014
[3]茶叶香气的图谱分析及在茶叶品质真实性鉴定中的应用[D]. 林杰.浙江大学 2013
[4]红外辐射与对流联合干燥的理论分析及试验研究[D]. 汪喜波.中国农业大学 2003
硕士论文
[1]苦瓜片热风与红外干燥特性及品质评价[D]. 杨亮.西南大学 2019
[2]胡萝卜远红外干燥特性及品质的研究[D]. 刘英.甘肃农业大学 2018
[3]果蔬热风真空组合干燥实验研究及装置设计[D]. 李阳.陕西科技大学 2017
[4]蔬菜类真空干燥设备的设计及数值模拟[D]. 闫婷.陕西科技大学 2017
[5]果蔬干燥品质试验研究[D]. 焦丹.陕西科技大学 2017
[6]胡萝卜红外薄层干燥机理研究及红外蔬菜干燥装备优化设计[D]. 石东岳.山东理工大学 2017
[7]果蔬真空干燥实验研究以及设备开发[D]. 张江.陕西科技大学 2014
[8]干燥方法对甜瓜片干燥特性及品质影响的研究[D]. 崔满满.新疆农业大学 2012
[9]颗粒饲料液体真空后喷涂工艺的研究[D]. 李俊.中国农业大学 2001
本文编号：3213083
【文章来源】：扬州大学江苏省
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２物料水分扩散原理图??
真空红外绿色节能复合干燥加工理论分析与实验研宄??「??ｙ?纽外加热笤?＼??１?＾?＿—Ｉ—?ＩＴ…．｜?１?＾，??燥?＼?ｍ??脫?对流?腔??２?Ｕ１?；??；Ｎ?Ｉ?—Ｈ?涔边ｅ??ｘ！?物料?Ｈ钟ｇ??ｉｉａｉａａ?■?■■．■?＿醒＇画??＜４流??图２－１物料质热扩散机理图??Ｆｉｇ．２－１?Ｍａｔｅｒｉａｌ?ｈｅａｔ?ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ?ｍｅｃｈａｎｉｓｍ??针对干燥过程的物料的品质变化过程，建立物料品质评价模型。模型建立受物料??特性、干燥机理等方面的影响。不同物料干燥过程中的品质要求不同，本研究选择果??蔬为模型验证对象，根据物料特性确立相关模型参数和品质评价指标，结合物料实用??特性，确立物料颜色变化、物料有效成分挥发程度为主要评价指标。本研究在真空红??外干燥条件下建立模型，在真空红外干燥环境下设定相关温度、真空度等指标，结合??品质评价指标，建立物料品质评价模型。通过品质评价模型的建立，确立真空红外千??燥过程中可能影响品质的传质传热模型和气体动力学模型的模型参数，为两个模型建??立提供相关标准。??针对物料内部的质热传递过程，建立真空红外干燥传质传热模型。模型需要对模??型对象、干燥机理、模型参数、边界条件和影响因素五个部分进行描述ｍｉ。在此过程??中，模型对象包括整个干燥腔、加热装置、内部空气流动空间以及干燥物料，干燥过??程中，腔内处于负压环境，物料传热和传质的形式是对流和传导ｉ５３ｉ。为了简化数学模??型的计算，假定方程发生在一维轴向传热，由于腔体是陶瓷纤维结构，密封性能很好，??水分只能通过真空排出腔外，不容易蒸发掉，因此在该模型中主要讨论不同时间下物?
真空红外绿色节能复合干燥加工理论分析与实验研宄??３９９０?５６??ｍ?＝?／／＾（ｅｘｐ（２３．４７９５???Ｐ?７?＋?２３３．８３３?＂?（２－５７）??使用有限差分法对上述偏微分方程组成的偏微分方程组进行离散，得到常微分方??程组后采用ＭａｔｌａｂＯＤＥ１５Ｓ进行求解１８２］，并得到不同厚度物料、不同真空度、红外辐??射温度下的品质变化、温度变化、含水率变化曲线，如图２－２至２－１０所示。??图２－２所示物料干燥后品质指标颜色变化曲线。明度Ｌ是色泽亮度，从〇？１〇〇变??化，０是黑色，１００是白色［８３］。干燥过程中，物料从初始颜色逐渐失去了原有亮度，随??着千燥时间的增加，明度Ｌ逐渐下降，且明度的变化受干燥温度影响，干燥温度越高??物料明度下降速度越快，干燥温度达到５０°Ｃ对物料颜色品质影响最低，干燥温度达到??５５°Ｃ对物料颜色品质影响中等，干燥温度达到６０°Ｃ对物料颜色品质最大。??５０?—??ｒ－—??—－－Ｔ?—?－了???一一］???５〇１０???５５１：??４５?－?６０（１?－??？：??３０?－?、、、??２５??－＊?１????０?５０?１００?１５０?２００??Ｄｒｙｉｎｇ?ｔｉｍｅ／ｍｉｎ??图２－２物料在不同温度（５０°Ｃ、５５°Ｃ和６０°Ｃ）下的明度变化??Ｆｉｇ．２－２?Ｂｒｉｇｈｔｎｅｓｓ?ｃｈａｎｇｅ?ｏｆ?ｍａｔｅｒｉａｌｓ?ａｔ?ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ?ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ?（５０°Ｃ?，?５５?°Ｃ?ａｎｄ?６０?°Ｃ）??图２－３所示物料表面蒸发水量变化曲线。真空干燥过程中常规的捕水器表
【参考文献】：
期刊论文
[1]果蔬微波联合干燥技术研究进展[J]. 张鹏,颜碧,李江阔,李春媛. 包装工程. 2019(19)
[2]微波干燥技术的研究发展现状[J]. 丁泽智,杨晚生. 应用能源技术. 2019(04)
[3]沙棘鲜果渣真空干燥技术研究[J]. 王巨成. 山西林业科技. 2019(01)
[4]螺带-螺杆式搅拌好氧堆肥反应器研制及应用效果[J]. 缪宏,杨铮,王蒙,陈学好,张瑞宏,刘思幸. 农业工程学报. 2018(24)
[5]5种林型地表细小可燃物组成对平衡含水率和时滞的影响[J]. 韩岳宏,王月,高国平. 东北林业大学学报. 2018(11)
[6]热风温度对苦瓜片干燥特性及理化品质的影响[J]. 徐海山,丁胜华,王蓉蓉. 湖南农业科学. 2018(05)
[7]热泵远红外联合干燥金银花的工艺优化及品质控制[J]. 罗磊,康新艳,朱文学,任广跃,段续,姬青华,张宽,马永哲. 食品科学. 2016(18)
[8]农产品干燥技术发展现状[J]. 吴海虹,朱道正,卞欢,诸永志,徐为民. 现代农业科技. 2016(14)
[9]苹果片热风薄层干燥过程中颜色变化的动力学模型[J]. 张倩钰,孙杰,郑炯. 食品工业科技. 2015(24)
[10]热风与远红外干燥温度对苦瓜全粉品质的影响[J]. 朱香燕,张珺,何义雁,邓放明. 现代食品科技. 2015(07)
博士论文
[1]稻谷红外干燥的动力学特性及对稻米储藏品质的影响研究[D]. 丁超.南京农业大学 2015
[2]红外干燥蔬菜的试验研究及分析[D]. 张丽丽.中国农业大学 2014
[3]茶叶香气的图谱分析及在茶叶品质真实性鉴定中的应用[D]. 林杰.浙江大学 2013
[4]红外辐射与对流联合干燥的理论分析及试验研究[D]. 汪喜波.中国农业大学 2003
硕士论文
[1]苦瓜片热风与红外干燥特性及品质评价[D]. 杨亮.西南大学 2019
[2]胡萝卜远红外干燥特性及品质的研究[D]. 刘英.甘肃农业大学 2018
[3]果蔬热风真空组合干燥实验研究及装置设计[D]. 李阳.陕西科技大学 2017
[4]蔬菜类真空干燥设备的设计及数值模拟[D]. 闫婷.陕西科技大学 2017
[5]果蔬干燥品质试验研究[D]. 焦丹.陕西科技大学 2017
[6]胡萝卜红外薄层干燥机理研究及红外蔬菜干燥装备优化设计[D]. 石东岳.山东理工大学 2017
[7]果蔬真空干燥实验研究以及设备开发[D]. 张江.陕西科技大学 2014
[8]干燥方法对甜瓜片干燥特性及品质影响的研究[D]. 崔满满.新疆农业大学 2012
[9]颗粒饲料液体真空后喷涂工艺的研究[D]. 李俊.中国农业大学 2001
本文编号：3213083
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