国家自然科学基金(31201436)
- 作品数：12 被引量：259H指数：10
- 相关作者：高振江肖红伟巨浩羽张卫鹏白竣文更多>>
- 相关机构：中国农业大学石河子大学中国农业科学院蜜蜂研究所更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金中央高校基本科研业务费专项资金北京市科技计划项目更多>>
- 相关领域：轻工技术与工程化学工程农业科学更多>>
- 基于Weibull分布函数的葡萄干燥过程模拟及应用被引量：63
- 2013年
- 为了探究Weibull分布函数中各参数的影响因素及其在干燥中的应用,该文以不同干燥方法(气体射流冲击干燥、真空脉动干燥)、干燥温度(50、55、60和65℃)以及烫漂预处理(30、60、90、120s)的葡萄干燥过程为研究对象,利用Weibull分布函数对其干燥动力学曲线进行模拟并分析。研究结果表明:Weibull分布函数能够很好的模拟葡萄在试验条件下的干燥过程;尺度参数α与干燥温度有关,并且随着干燥温度的升高而降低;形状参数β与干燥方式和物料状态有关,但干燥温度对形状参数β的影响很小。计算了葡萄在干燥过程中的水分扩散系数Dcal在0.2982×10-9～2.7700×10-9m2/s之间,并根据阿伦尼乌斯公式计算出热风干燥和真空脉动干燥方法的干燥活化能分别为72.87和61.43kJ/mol。研究结果为Weibull分布函数在葡萄干燥过程的应用提供参考。
- 白竣文王吉亮肖红伟巨浩羽刘嫣红高振江
- 关键词：温度水分葡萄
- 热蒸汽漂烫及真空脉动渗透加工杏脯试验研究被引量：3
- 2016年
- 为了加快杏子渗透速率,提高杏脯品质。试验联合过热蒸汽漂烫和真空脉动渗透技术加工,采用均匀设计研究真空保持时间(1 min^12 min)、常压保持时间(1 min^12 min)、过热蒸汽漂烫时间(0 s^100 s)和糖液浓度(40°Brix^65°Brix)4个因素对杏子渗透速度和杏脯色泽的影响,利用二次多项式逐步回归建立了相应的预测模型。通过通径分析等方法分析了各影响因素对总渗透时间和杏脯色泽的影响,研究表明:真空保持时间和烫漂时间对总渗透时间有影响,且真空保持时间与其他3因素有较强的交互作用;漂烫时间对于杏脯色泽有极显著(P<0.01)的影响,烫漂时间越长,杏脯色差值越小。得到杏脯加工最优参数为:真空保持时间3.1 min,常压保持时间12 min,漂烫时间100 s,糖液浓度65°Brix,经过验证杏子渗透时间最短为1.55 h,色差值最小为15.15,达到了良好的试验效果。试验为杏脯的生产加工提供了理论依据和技术支持。
- 白竣文高振江刘宇婧徐胜荣罗慧
- 关键词：渗透脱水杏脯
- 气体射流冲击干燥含水率在线监控系统设计被引量：13
- 2014年
- 针对气体射流冲击干燥过程中自动称量受风速、设备运行振动、干燥温度等因素影响的问题，设计了新型干燥设备监控系统，实现了干燥过程中物料质量及含水率的自动获取、即时查看及数据显示和存储。系统通过“停机-稳定-称量-启动”自动称量流程及分温度段分载荷区间线性化校准等方案，有效保证了自动称量精度，通过将从机控制器的运行状态纳入到系统运行逻辑判断中，保证了系统长期运行的可靠性和安全性。系统称量量程0～2000g，最小分度值1g。试验表明：自动称量系统相对误差小于0.7%，含水率（湿基）分析误差在±0.9%范围内，满足了干燥过程中在线物料质量及含水率监测需要。该系统为多种物料的干燥进程判断及产品质量保证提供了自动化监控平台。
- 王栋林海肖红伟刘嫣红巨浩羽代建武高振江
- 关键词：含水率监控系统称量在线检测气体射流冲击
- 苹果片的中短波红外干燥特性和色泽变化研究被引量：39
- 2013年
- 为了提高苹果片的制干品质、缩短干燥时间,采用中短波红外干燥技术干燥苹果脆片。研究了不同干燥温度、切片厚度和辐射距离对苹果片干燥特性和色泽的影响。试验结果表明:干燥温度对干燥时间有显著的影响;影响顺序由大到小依次为:干燥温度、切片厚度、辐射距离;苹果切片的整个干燥过程属于降速干燥,通过费克第二定律得出苹果片的水分有效扩散系数在(2.85~7.24)×10-10m2/s范围内,通过阿伦尼乌斯公式得出干燥活化能为36.58 kJ/mol;干燥温度对干燥后的苹果片的色泽具有重要影响,当干燥温度为70℃,辐射距离为80 mm,切片厚度为5 mm时,既有较快的干燥速率又能够得到比较高的L*值(75.860)。
- 巨浩羽肖红伟白竣文谢龙娄正高振江
- 关键词：苹果片色泽
- 干燥介质相对湿度对胡萝卜片热风干燥特性的影响被引量：74
- 2015年
- 为了探究相对湿度和阶段降湿对热风干燥过程的影响,该文在干燥温度60℃、风速3.0 m/s条件下,研究了相对湿度（20%、30%、40%、50%）及第一阶段相对湿度50%保持不同时间（10、30、60、90 min）,第二阶段相对湿度20%下,胡萝卜片的干燥特性和温度变化规律;利用Weibull分布函数对干燥曲线进行拟合并分析干燥过程,结合尺度参数估算水分有效扩散系数;基于复水比、色泽、干燥时间和能耗对不同相对湿度条件下的干燥过程进行评价。研究结果表明：相对湿度保持恒定条件下,干燥速率先上升后下降,且相对湿度越低干燥速率越大。降低相对湿度有利于缩短干燥时间,热风相对湿度20%比50%条件下干燥时间缩短了27.6%;分段降湿干燥条件下,热风相对湿度50%保持30min后降低为20%,其干燥时间比相对湿度恒定为20%条件下缩短了18.5%,干燥过程出现2个升速阶段;Weibull分布函数可以很好地描述胡萝卜恒定湿度和阶段降湿干燥过程。尺度参数α范围在1.864~3.635 h之间,形状参数β值在1.296~1.713之间,水分有效扩散系数在1.17×10-9~2.92×10-9 m2/s之间。对绿红值、复水率、能耗和干燥时间进行综合评价显示,热风相对湿度50%保持30 min干燥条件下绿红值最高为41.4,能耗相比于恒定相对湿度20%条件下减少了6.0%,复水比较高为3.81,综合评分较高为0.91。该文揭示了干燥介质相对湿度对胡萝卜片干燥特性的影响规律,对于优化干燥介质湿度控制策略以提高干燥速率和品质,降低干燥能耗提供了科学依据和技术支持。
- 巨浩羽肖红伟郑霞郭秀良刘嫣红张卫鹏袁婧高振江
- 关键词：胡萝卜
- 气体射流冲击干燥机气流分配室流场模拟与结构优化被引量：36
- 2013年
- 为了改善气体射流冲击干燥机气流分配室流场结构,提高喷管速度分布均匀性,以气体运动微分方程和RNGk-ε湍流模型为基础,利用计算流体动力学软件Fluent对气流分配室内气流流场进行了三维数值模拟,得到了热气流在气流分配室内的流动特征,并对原模型结构进行改进,提出了3类优化方法,同时将最优模型的预测值与试验数据进行了比较。计算结果表明,气流分配室原始结构的速度矢量在气流腔室内部形成2个左右对称的反向涡流区,对应喷管出口速度分布沿高度方向呈先减小后增加的趋势,设计工况下速度偏差比和速度不均匀系数分别达到24.6%和18.1%;减小分配室下端宽度这一常见思路并不能改善气流分配室的速度分布均匀性,而扰流模型则被证明是可行的;平板扰流模型的效果优于半圆柱扰流模型,其最佳结构参数为平板间距为160mm且第一块平板较喷管轴线高14mm,速度偏差比降为7.7%,而速度不均匀系数仅为4.7%,数值模拟结果与试验数据最大偏差不超过8%。该文的研究思路对类似于干燥机气流分配室结构的均匀性设计提供了参考。
- 代建武肖红伟白竣文张茜谢龙高振江
- 关键词：烘干机数值模拟
- 基于BP神经网络的葡萄气体射流冲击干燥含水率预测被引量：7
- 2016年
- 为实现葡萄气体射流冲击干燥过程中含水率的预测,本文探究了不同烫漂前处理时间(30、60、90和120 s)和干燥温度(55、60、65和70℃)对葡萄干燥时间和干燥速率的影响,建立了输入层为烫漂时间、干燥温度和干燥时间,隐藏层节点数为7,输出层为葡萄含水率,结构为"3-7-1"的BP神经网络模型。结果表明:烫漂预处理时间和干燥温度均对葡萄干燥速率有影响,增加烫漂时间和提高干燥温度能够有效的缩短葡萄干燥时间,提高干燥效率。采用Levenberg-Marquardt(LM)算法为训练函数,选择tansig-purelin为网络传递函数,经过有限次训练得到的BP神经网络模型,其预测值与实测值之间的决定系数R^2为0.9915,均方根误差RMSE为0.03376,预测快速且准确,为葡萄在干燥过程中的含水率在线预测提供理论依据和技术支持。
- 白竣文田潇瑜马海乐
- 关键词：含水率BP神经网络
- 倾斜料盘式气体射流冲击干燥机设计与试验被引量：11
- 2015年
- 针对平板式气体射流冲击装置存在的装料量小、干燥不均匀、干燥结壳等问题,设计了一种倾斜料盘式气体射流冲击干燥机。该干燥机由倾斜料盘车、干燥室、热空气循环利用系统、干燥加湿和控制系统等组成,干燥过程中可根据不同物料的干燥特性,对料盘托架倾角、料盘距喷嘴间距、喷嘴排列间距等结构参数和干燥室内气流温度、湿度、风速等工艺参数在一定范围内进行调节。以哈密瓜片为试验物料进行了性能试验,满装载量相比传统射流冲击装置提高了1.7倍,而干燥时间缩短了11.1%,干燥机的处理能力相对于后者提高了3.65倍,单位能耗降低了67.9%,且干燥均匀系数达0.97,干燥后的成品色泽褐变及收缩程度更小。所设计干燥机提高了气体射流冲击干燥装置的装载量,确保了干燥过程的均匀性,改善了干后品质。
- 代建武肖红伟谢龙王栋李晓明高振江
- 关键词：干燥机气体射流冲击性能试验
- 碳纤维红外板辐射特性及其农产品物料干燥试验被引量：14
- 2015年
- 为将碳纤维红外板的辐射加热技术应用于农产品物料的干燥中,探究其辐射加热特性和干燥特点。在介绍其制作工艺的基础上,以碳纤维红外板作为辐射热源搭建干燥试验台,对胡萝卜块、苹果块、香蕉块、木耳等4种常见果蔬物料进行干燥。通过实时采集、检测干燥过程中物料内部温度、干燥室温度、相对湿度变化情况了解干燥进程;并对红外干燥过程中物料升温情况、物料厚度、辐射间距、干燥方式进行探讨。结果表明：1）碳纤维红外板可作为红外干燥热源,辐射功率1.1 k W/m2时,能发射1~30μm的中、长波红外线,且主要集中在5~15μm,红外板表面温度范围为84~92℃。辐射间距8 mm条件下,4种物料从水分比1干燥到水分比0.1时,耗时为270~300 min,且20 mm×20 mm×11 mm的胡萝卜片内部温度升高到60℃仅需20 min。2）胡萝卜片长宽20 mm×20 mm,厚度5~11 mm范围内,在干燥中期近似恒温段,物料中心温度随厚度的增加而增加。3）辐射间距为4~12 mm范围内,辐射间距越大,干燥时间越长。4）与普通热风干燥相比,红外—热风联合干燥可有效缩短40%干燥时间,能耗约为普通热风干燥的49.39%;干燥前期排湿、干燥过程较小的风速均有助于红外干燥的进行。综上所述,碳纤维红外板可作为干燥热源。研究结果可为碳纤维在干燥领域的实际应用提供理论依据。
- 张卫鹏肖红伟高振江郑志安巨浩羽梁珊郑霞
- 关键词：红外辐射农产品碳纤维胡萝卜
- 中短波红外联合气体射流干燥提高茯苓品质被引量：36
- 2015年
- 为探索茯苓的干燥特性,改善茯苓干燥品质,该文将中短波红外联合气体射流干燥技术应用于茯苓块的干燥。利用Dincer模型拟合茯苓块干燥曲线,结合滞后因子、干燥系数分析干燥过程,并估算其水分有效扩散系数。给出Dincer模型的具体应用方法,求出并分析不同干燥条件下的毕渥数、水分有效扩散系数、传质系数。测定干燥后茯苓块的破碎率,及茯苓块浸出物的质量分数。对比分析Fick第二定律、Weibull函数、Dincer模型的优缺点。结果表明：1）与气体射流干燥相比,中短波红外联合气体射流干燥可缩短干燥时间,降低破碎率约18%,提高浸出物质量分数约1%;联合干燥过程亦为降速干燥;试验参数范围内,提高温度、风速均可提高干燥速率;2）滞后因子范围为1.0136-1.0202,且温度、风速越高,干燥速度越快,干燥系数越大;3）联合干燥技术的的毕渥数为0.0826-0.0982,小于0.1,表明干燥过程与边界的对流换热热阻有关。传质系数的范围为1.0319×10^-6-1.8003×10^-6 m/s。4）基于Fick第二定律、Weibull分布函数、Dincer模型计算的水分有效扩散系数变化趋势一致,均随温度、风速的升高而增加。Fick第二定律不要求干燥曲线呈＂指数＂形式,但仅适用于降速干燥。Weibull分布函数不考虑边界的对流换热热阻。Weibull分布函数、Dincer模型均可应用于非降速干燥,但二者的缺陷是干燥曲线需呈＂指数式＂拟合。综上所述,中短波红外联合气体射流干燥技术可提高茯苓品质,借助于Weibull函数、Dincer模型可从不同角度更全面地解读干燥过程。研究结果可为Dincer模型在茯苓生产加工过程中联合干燥技术的应用提供参考。
- 张卫鹏肖红伟高振江郑志安巨浩羽张平方小明
- 关键词：温度茯苓
