真空紅外綠色節(jié)能復(fù)合干燥加工理論分析與實(shí)驗(yàn)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-06-05 22:59
果蔬食品加工作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的重要組成,其干燥加工技術(shù)是核心,如何克服傳統(tǒng)干燥加工技術(shù)中暴露的效率低、品質(zhì)差、能耗大等難題,是現(xiàn)階段發(fā)展的主要趨勢之一。本研究提出一種紅外輻射和真空干燥相結(jié)合的復(fù)合干燥加工技術(shù),真空環(huán)境下水分可在較低的溫度下蒸發(fā),使得干燥過程中最大程度上降低了能耗。該真空紅外干燥加工技術(shù)能有效干燥某些類型的果蔬,大大提高農(nóng)產(chǎn)品的綜合質(zhì)量,提高農(nóng)產(chǎn)品的附加值,增加農(nóng)業(yè)效益,提高農(nóng)民收入,拉動(dòng)食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展。本論文進(jìn)行了真空紅外綠色節(jié)能復(fù)合干燥理論分析和實(shí)驗(yàn)研究,建立物料品質(zhì)評(píng)價(jià)、質(zhì)熱傳遞以及氣體分子動(dòng)力學(xué)模型,得到干燥裝置內(nèi)溫度、真空度、物料厚度對(duì)干燥特性和干燥品質(zhì)的影響。然后根據(jù)模型參數(shù)設(shè)計(jì)真空紅外干燥裝備并建立三維模型,通過計(jì)算及后處理分析,得到流場分布規(guī)律,驗(yàn)證干燥爐膛設(shè)計(jì)的合理性。同時(shí)基于單因素試驗(yàn)分析溫度、真空度、物料厚度對(duì)物料收縮率、含水率、復(fù)水比等干燥特性指標(biāo)以及色差指標(biāo)的影響,用以模型的驗(yàn)證;通過干燥工藝的正交試驗(yàn),以葉綠素含量、VC保留率、總皂苷質(zhì)量分?jǐn)?shù)、苦瓜片表觀觀察和感官評(píng)價(jià)為評(píng)價(jià)指標(biāo),研究真空紅外干燥最佳工藝參數(shù)。具體結(jié)論如下:(1)不同干燥溫度...
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2物料水分?jǐn)U散原理圖??
真空紅外綠色節(jié)能復(fù)合干燥加工理論分析與實(shí)驗(yàn)研宄??「??y?紐外加熱笤?\??1?^?_—I—?IT….|?1?^,??燥?\?m??脫?對(duì)流?腔??2?U1?;??;N?I?—H?涔邊e??x!?物料?H鐘g??iiaiaa?■?■■.■?_醒'畫??<4流??圖2-1物料質(zhì)熱擴(kuò)散機(jī)理圖??Fig.2-1?Material?heat?diffusion?mechanism??針對(duì)干燥過程的物料的品質(zhì)變化過程,建立物料品質(zhì)評(píng)價(jià)模型。模型建立受物料??特性、干燥機(jī)理等方面的影響。不同物料干燥過程中的品質(zhì)要求不同,本研究選擇果??蔬為模型驗(yàn)證對(duì)象,根據(jù)物料特性確立相關(guān)模型參數(shù)和品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo),結(jié)合物料實(shí)用??特性,確立物料顏色變化、物料有效成分揮發(fā)程度為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。本研究在真空紅??外干燥條件下建立模型,在真空紅外干燥環(huán)境下設(shè)定相關(guān)溫度、真空度等指標(biāo),結(jié)合??品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo),建立物料品質(zhì)評(píng)價(jià)模型。通過品質(zhì)評(píng)價(jià)模型的建立,確立真空紅外千??燥過程中可能影響品質(zhì)的傳質(zhì)傳熱模型和氣體動(dòng)力學(xué)模型的模型參數(shù),為兩個(gè)模型建??立提供相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。??針對(duì)物料內(nèi)部的質(zhì)熱傳遞過程,建立真空紅外干燥傳質(zhì)傳熱模型。模型需要對(duì)模??型對(duì)象、干燥機(jī)理、模型參數(shù)、邊界條件和影響因素五個(gè)部分進(jìn)行描述mi。在此過程??中,模型對(duì)象包括整個(gè)干燥腔、加熱裝置、內(nèi)部空氣流動(dòng)空間以及干燥物料,干燥過??程中,腔內(nèi)處于負(fù)壓環(huán)境,物料傳熱和傳質(zhì)的形式是對(duì)流和傳導(dǎo)i53i。為了簡化數(shù)學(xué)模??型的計(jì)算,假定方程發(fā)生在一維軸向傳熱,由于腔體是陶瓷纖維結(jié)構(gòu),密封性能很好,??水分只能通過真空排出腔外,不容易蒸發(fā)掉,因此在該模型中主要討論不同時(shí)間下物?
真空紅外綠色節(jié)能復(fù)合干燥加工理論分析與實(shí)驗(yàn)研宄??3990?56??m?=?//^(exp(23.4795???P?7?+?233.833?"?(2-57)??使用有限差分法對(duì)上述偏微分方程組成的偏微分方程組進(jìn)行離散,得到常微分方??程組后采用MatlabODE15S進(jìn)行求解182],并得到不同厚度物料、不同真空度、紅外輻??射溫度下的品質(zhì)變化、溫度變化、含水率變化曲線,如圖2-2至2-10所示。??圖2-2所示物料干燥后品質(zhì)指標(biāo)顏色變化曲線。明度L是色澤亮度,從〇?1〇〇變??化,0是黑色,100是白色[83]。干燥過程中,物料從初始顏色逐漸失去了原有亮度,隨??著千燥時(shí)間的增加,明度L逐漸下降,且明度的變化受干燥溫度影響,干燥溫度越高??物料明度下降速度越快,干燥溫度達(dá)到50°C對(duì)物料顏色品質(zhì)影響最低,干燥溫度達(dá)到??55°C對(duì)物料顏色品質(zhì)影響中等,干燥溫度達(dá)到60°C對(duì)物料顏色品質(zhì)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??圖2-2物料在不同溫度(50°C、55°C和60°C)下的明度變化??Fig.2-2?Brightness?change?of?materials?at?different?temperatures?(50°C?,?55?°C?and?60?°C)??圖2-3所示物料表面蒸發(fā)水量變化曲線。真空干燥過程中常規(guī)的捕水器表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]果蔬微波聯(lián)合干燥技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 張鵬,顏碧,李江闊,李春媛. 包裝工程. 2019(19)
[2]微波干燥技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 丁澤智,楊晚生. 應(yīng)用能源技術(shù). 2019(04)
[3]沙棘鮮果渣真空干燥技術(shù)研究[J]. 王巨成. 山西林業(yè)科技. 2019(01)
[4]螺帶-螺桿式攪拌好氧堆肥反應(yīng)器研制及應(yīng)用效果[J]. 繆宏,楊錚,王蒙,陳學(xué)好,張瑞宏,劉思幸. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(24)
[5]5種林型地表細(xì)小可燃物組成對(duì)平衡含水率和時(shí)滯的影響[J]. 韓岳宏,王月,高國平. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(11)
[6]熱風(fēng)溫度對(duì)苦瓜片干燥特性及理化品質(zhì)的影響[J]. 徐海山,丁勝華,王蓉蓉. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(05)
[7]熱泵遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥金銀花的工藝優(yōu)化及品質(zhì)控制[J]. 羅磊,康新艷,朱文學(xué),任廣躍,段續(xù),姬青華,張寬,馬永哲. 食品科學(xué). 2016(18)
[8]農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 吳海虹,朱道正,卞歡,諸永志,徐為民. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2016(14)
[9]蘋果片熱風(fēng)薄層干燥過程中顏色變化的動(dòng)力學(xué)模型[J]. 張倩鈺,孫杰,鄭炯. 食品工業(yè)科技. 2015(24)
[10]熱風(fēng)與遠(yuǎn)紅外干燥溫度對(duì)苦瓜全粉品質(zhì)的影響[J]. 朱香燕,張珺,何義雁,鄧放明. 現(xiàn)代食品科技. 2015(07)
博士論文
[1]稻谷紅外干燥的動(dòng)力學(xué)特性及對(duì)稻米儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響研究[D]. 丁超.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]紅外干燥蔬菜的試驗(yàn)研究及分析[D]. 張麗麗.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]茶葉香氣的圖譜分析及在茶葉品質(zhì)真實(shí)性鑒定中的應(yīng)用[D]. 林杰.浙江大學(xué) 2013
[4]紅外輻射與對(duì)流聯(lián)合干燥的理論分析及試驗(yàn)研究[D]. 汪喜波.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]苦瓜片熱風(fēng)與紅外干燥特性及品質(zhì)評(píng)價(jià)[D]. 楊亮.西南大學(xué) 2019
[2]胡蘿卜遠(yuǎn)紅外干燥特性及品質(zhì)的研究[D]. 劉英.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]果蔬熱風(fēng)真空組合干燥實(shí)驗(yàn)研究及裝置設(shè)計(jì)[D]. 李陽.陜西科技大學(xué) 2017
[4]蔬菜類真空干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬[D]. 閆婷.陜西科技大學(xué) 2017
[5]果蔬干燥品質(zhì)試驗(yàn)研究[D]. 焦丹.陜西科技大學(xué) 2017
[6]胡蘿卜紅外薄層干燥機(jī)理研究及紅外蔬菜干燥裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 石東岳.山東理工大學(xué) 2017
[7]果蔬真空干燥實(shí)驗(yàn)研究以及設(shè)備開發(fā)[D]. 張江.陜西科技大學(xué) 2014
[8]干燥方法對(duì)甜瓜片干燥特性及品質(zhì)影響的研究[D]. 崔滿滿.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[9]顆粒飼料液體真空后噴涂工藝的研究[D]. 李俊.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2001
本文編號(hào):3213083
【文章來源】:揚(yáng)州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:90 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-2物料水分?jǐn)U散原理圖??
真空紅外綠色節(jié)能復(fù)合干燥加工理論分析與實(shí)驗(yàn)研宄??「??y?紐外加熱笤?\??1?^?_—I—?IT….|?1?^,??燥?\?m??脫?對(duì)流?腔??2?U1?;??;N?I?—H?涔邊e??x!?物料?H鐘g??iiaiaa?■?■■.■?_醒'畫??<4流??圖2-1物料質(zhì)熱擴(kuò)散機(jī)理圖??Fig.2-1?Material?heat?diffusion?mechanism??針對(duì)干燥過程的物料的品質(zhì)變化過程,建立物料品質(zhì)評(píng)價(jià)模型。模型建立受物料??特性、干燥機(jī)理等方面的影響。不同物料干燥過程中的品質(zhì)要求不同,本研究選擇果??蔬為模型驗(yàn)證對(duì)象,根據(jù)物料特性確立相關(guān)模型參數(shù)和品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo),結(jié)合物料實(shí)用??特性,確立物料顏色變化、物料有效成分揮發(fā)程度為主要評(píng)價(jià)指標(biāo)。本研究在真空紅??外干燥條件下建立模型,在真空紅外干燥環(huán)境下設(shè)定相關(guān)溫度、真空度等指標(biāo),結(jié)合??品質(zhì)評(píng)價(jià)指標(biāo),建立物料品質(zhì)評(píng)價(jià)模型。通過品質(zhì)評(píng)價(jià)模型的建立,確立真空紅外千??燥過程中可能影響品質(zhì)的傳質(zhì)傳熱模型和氣體動(dòng)力學(xué)模型的模型參數(shù),為兩個(gè)模型建??立提供相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。??針對(duì)物料內(nèi)部的質(zhì)熱傳遞過程,建立真空紅外干燥傳質(zhì)傳熱模型。模型需要對(duì)模??型對(duì)象、干燥機(jī)理、模型參數(shù)、邊界條件和影響因素五個(gè)部分進(jìn)行描述mi。在此過程??中,模型對(duì)象包括整個(gè)干燥腔、加熱裝置、內(nèi)部空氣流動(dòng)空間以及干燥物料,干燥過??程中,腔內(nèi)處于負(fù)壓環(huán)境,物料傳熱和傳質(zhì)的形式是對(duì)流和傳導(dǎo)i53i。為了簡化數(shù)學(xué)模??型的計(jì)算,假定方程發(fā)生在一維軸向傳熱,由于腔體是陶瓷纖維結(jié)構(gòu),密封性能很好,??水分只能通過真空排出腔外,不容易蒸發(fā)掉,因此在該模型中主要討論不同時(shí)間下物?
真空紅外綠色節(jié)能復(fù)合干燥加工理論分析與實(shí)驗(yàn)研宄??3990?56??m?=?//^(exp(23.4795???P?7?+?233.833?"?(2-57)??使用有限差分法對(duì)上述偏微分方程組成的偏微分方程組進(jìn)行離散,得到常微分方??程組后采用MatlabODE15S進(jìn)行求解182],并得到不同厚度物料、不同真空度、紅外輻??射溫度下的品質(zhì)變化、溫度變化、含水率變化曲線,如圖2-2至2-10所示。??圖2-2所示物料干燥后品質(zhì)指標(biāo)顏色變化曲線。明度L是色澤亮度,從〇?1〇〇變??化,0是黑色,100是白色[83]。干燥過程中,物料從初始顏色逐漸失去了原有亮度,隨??著千燥時(shí)間的增加,明度L逐漸下降,且明度的變化受干燥溫度影響,干燥溫度越高??物料明度下降速度越快,干燥溫度達(dá)到50°C對(duì)物料顏色品質(zhì)影響最低,干燥溫度達(dá)到??55°C對(duì)物料顏色品質(zhì)影響中等,干燥溫度達(dá)到60°C對(duì)物料顏色品質(zhì)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??圖2-2物料在不同溫度(50°C、55°C和60°C)下的明度變化??Fig.2-2?Brightness?change?of?materials?at?different?temperatures?(50°C?,?55?°C?and?60?°C)??圖2-3所示物料表面蒸發(fā)水量變化曲線。真空干燥過程中常規(guī)的捕水器表
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]果蔬微波聯(lián)合干燥技術(shù)研究進(jìn)展[J]. 張鵬,顏碧,李江闊,李春媛. 包裝工程. 2019(19)
[2]微波干燥技術(shù)的研究發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 丁澤智,楊晚生. 應(yīng)用能源技術(shù). 2019(04)
[3]沙棘鮮果渣真空干燥技術(shù)研究[J]. 王巨成. 山西林業(yè)科技. 2019(01)
[4]螺帶-螺桿式攪拌好氧堆肥反應(yīng)器研制及應(yīng)用效果[J]. 繆宏,楊錚,王蒙,陳學(xué)好,張瑞宏,劉思幸. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2018(24)
[5]5種林型地表細(xì)小可燃物組成對(duì)平衡含水率和時(shí)滯的影響[J]. 韓岳宏,王月,高國平. 東北林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào). 2018(11)
[6]熱風(fēng)溫度對(duì)苦瓜片干燥特性及理化品質(zhì)的影響[J]. 徐海山,丁勝華,王蓉蓉. 湖南農(nóng)業(yè)科學(xué). 2018(05)
[7]熱泵遠(yuǎn)紅外聯(lián)合干燥金銀花的工藝優(yōu)化及品質(zhì)控制[J]. 羅磊,康新艷,朱文學(xué),任廣躍,段續(xù),姬青華,張寬,馬永哲. 食品科學(xué). 2016(18)
[8]農(nóng)產(chǎn)品干燥技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀[J]. 吳海虹,朱道正,卞歡,諸永志,徐為民. 現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技. 2016(14)
[9]蘋果片熱風(fēng)薄層干燥過程中顏色變化的動(dòng)力學(xué)模型[J]. 張倩鈺,孫杰,鄭炯. 食品工業(yè)科技. 2015(24)
[10]熱風(fēng)與遠(yuǎn)紅外干燥溫度對(duì)苦瓜全粉品質(zhì)的影響[J]. 朱香燕,張珺,何義雁,鄧放明. 現(xiàn)代食品科技. 2015(07)
博士論文
[1]稻谷紅外干燥的動(dòng)力學(xué)特性及對(duì)稻米儲(chǔ)藏品質(zhì)的影響研究[D]. 丁超.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[2]紅外干燥蔬菜的試驗(yàn)研究及分析[D]. 張麗麗.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2014
[3]茶葉香氣的圖譜分析及在茶葉品質(zhì)真實(shí)性鑒定中的應(yīng)用[D]. 林杰.浙江大學(xué) 2013
[4]紅外輻射與對(duì)流聯(lián)合干燥的理論分析及試驗(yàn)研究[D]. 汪喜波.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2003
碩士論文
[1]苦瓜片熱風(fēng)與紅外干燥特性及品質(zhì)評(píng)價(jià)[D]. 楊亮.西南大學(xué) 2019
[2]胡蘿卜遠(yuǎn)紅外干燥特性及品質(zhì)的研究[D]. 劉英.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018
[3]果蔬熱風(fēng)真空組合干燥實(shí)驗(yàn)研究及裝置設(shè)計(jì)[D]. 李陽.陜西科技大學(xué) 2017
[4]蔬菜類真空干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)及數(shù)值模擬[D]. 閆婷.陜西科技大學(xué) 2017
[5]果蔬干燥品質(zhì)試驗(yàn)研究[D]. 焦丹.陜西科技大學(xué) 2017
[6]胡蘿卜紅外薄層干燥機(jī)理研究及紅外蔬菜干燥裝備優(yōu)化設(shè)計(jì)[D]. 石東岳.山東理工大學(xué) 2017
[7]果蔬真空干燥實(shí)驗(yàn)研究以及設(shè)備開發(fā)[D]. 張江.陜西科技大學(xué) 2014
[8]干燥方法對(duì)甜瓜片干燥特性及品質(zhì)影響的研究[D]. 崔滿滿.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué) 2012
[9]顆粒飼料液體真空后噴涂工藝的研究[D]. 李俊.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2001
本文編號(hào):3213083
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