魔芋片热风对流干燥速率影响因素
魔芋薄层干燥试验及数学模型的建立

魔芋薄层干燥试验及数学模型的建立吴绍锋;邱兵涛;彭桂兰【摘要】在对魔芋进行三因素三水平薄层干燥试验的基础上,分析了热风温度(50、60、70℃)、风速(0.75、1.45、1.95 m/s)及芋片厚度(5、6、7 mm)对魔芋干燥速率的影响.试验表明,魔芋干燥时间随着热风温度的升高、风速的增大以及芋片厚度的减小而减少,且热风温度对魔芋干燥速率的影响最显著;用三个经典数学模型(Henderson and Pabis,Lewis和Page模型)及三次多项式模型对试验数据进行拟合,经拟合得出最适合魔芋干燥的模型为三次多项式模型;用BP神经网络建立魔芋干燥的数学模型,并与三次多项式模型的拟合结果进行对比,结果表明,BP神经网络拟合的含水率比平均相对误差为0.94%,精度明显高于三次多项式模型(5.64%).【期刊名称】《中国粮油学报》【年(卷),期】2016(031)008【总页数】6页(P105-110)【关键词】魔芋;薄层干燥;数学模型;BP神经网络【作者】吴绍锋;邱兵涛;彭桂兰【作者单位】西南大学工程技术学院,重庆400715;西南大学工程技术学院,重庆400715;西南大学工程技术学院,重庆400715【正文语种】中文【中图分类】S375魔芋属天南星科魔芋属,具有重要的药用、食用及工业价值[1]。
一般白魔芋含水率为80%~85%,花魔芋含水率可达90%[1],所以除少量鲜用外,大部分魔芋必须在短期内进行干燥。
干燥能大大减少农产品的水分和微生物的活性,并最大限度地减少其在存储期间的物理和化学变化,提高农产品质量的稳定性[2]。
因此,研究魔芋薄层干燥试验的研究对魔芋的储藏、包装和运输具有重要意义。
目前,已有许多学者对农产品进行了薄层干燥研究,Shi等[3]在不同的热风温度(5、15、25、35、45℃)和风速(0.5、1.0、1.5、2.0 m/s)的条件下,研究了雪莲果的干燥特性,结果表明干燥时间随着温度和风速的增加而减少,且在8种数学模型中,Midilli模型是最适合描述雪莲果干燥特性的模型,该研究中温度采用了5个水平,风速采用了4个水平,较多的水平可以更好的反应因素对雪莲果干燥特性的影响;Le 等[4]在不同的干燥温度(40、50、60 ℃)和不同的相对湿度(30%、45%、60%)的情况下,研究了最适合油菜籽的薄层干燥模型和有效水分扩散系数,结果表明Page模型是描述油菜籽薄层干燥特性最好的模型,干燥过程中的有效水分扩散系数在1.72×10-11~3.31 × 10-11 m2/s 之间变化;Magdalena 等[5]研究了温度对胡萝卜干燥动力学的影响,并得出Two-term模型是描述胡萝卜干燥特性的最佳模型,该研究采用的描述胡萝卜干燥特性的数学模型较少,且没有新的数学模型;王宁等[6]在较低温度下采用旋转组合设计对杏进行了薄层干燥试验,确定杏在较低温度下的干燥模型为Wang-Singh 方程,该模型能较好地描述干燥过程中杏的水分比与干燥时间的关系;孟岳成等[7]研究了不同温度(60、70、80 ℃)、风速(0.8、1.2、1.6 m/s)和厚度(0.6、0.9、1.2 cm)条件下红薯的热风干燥特性,发现Wang and Singh模型的拟合程度最高,该研究采用了12种数学模型进行拟合,所得到的适合红薯干燥特性的最佳模型更具说服力;关志强等[8]利用热泵干燥装置探讨了热风温度和热风风速对荔枝果肉干燥水分比MR和干燥速率U的影响,得出Page模型是描述荔枝果肉薄层热风干燥过程的最优模型。
响应面法优化芋头片热风联合真空微波干燥工艺

响应面法优化芋头片热风联合真空微波干燥工艺李旭红;肖亚冬;魏秋羽【摘要】为探究芋头片热风联合真空微波干燥最佳工艺,在单因素试验的基础上,采用响应面中心组合设计,分析热风温度、转换点含水率和微波脉冲比对产品硬度、亮度值(lightness,简称L?值)、维生素C保留率的影响及其交互作用.结果表明:热风温度对硬度和维生素C保留率的影响极显著;转换点含水率对硬度影响极显著,对维生素C保留率影响显著;微波脉冲比对硬度和维生素C保留率影响极显著,对L?值影响显著.采用响应面寻优法得到芋头片热风联合真空微波干燥最佳工艺:热风温度61.6℃,转换点含水率62.5%,微波脉冲比3.4,在此条件下,所得芋头脆片硬度为(4125±169)g,L?值为82.6±0.5,维生素C保留率为(31.8±0.7)%.【期刊名称】《江苏农业科学》【年(卷),期】2018(046)023【总页数】5页(P230-234)【关键词】芋头片;热风联合真空微波干燥;响应面法;工艺优化【作者】李旭红;肖亚冬;魏秋羽【作者单位】江苏省生产力促进中心,江苏南京210042;江苏省农业科学院农产品加工研究所,江苏南京210014;江苏省农业科学院农产品加工研究所,江苏南京210014【正文语种】中文【中图分类】TS255.36芋头[Colocasia esculenta (L.)Schott]别称芋魁、土芝,属天南星科。
我国芋种资源丰富,年产量高达180万t,约占世界总产量的18%。
但新鲜芋头的含水量在60%~85%之间,采收和贮藏期间极易因微生物的孳生、机械损伤、霉变、发芽等而腐烂变质,影响芋头的感官和营养品质,很难实现中长期保存或周年供应[1],脱水干燥是延长芋头保存期的重要方式之一。
果蔬脆片是通过低温真空油炸干燥或非油炸干燥工艺获得的休闲食品,产品保持了果蔬原有形态,且具有较好的色泽、风味和质地,已成为我国食品市场的新热点[2]。
正常魔芋干片的粘度

正常魔芋干片的粘度1. 引言魔芋干片是一种常见的食品,由魔芋经过加工、干燥而成。
魔芋是一种富含膳食纤维的植物,其干片具有较高的粘度。
本文将详细介绍正常魔芋干片的粘度以及其影响因素。
2. 魔芋干片的定义与制作过程魔芋干片是将新鲜魔芋经过去皮、切削、烹煮等加工步骤后,通过高温烘干而成。
制作过程中,需要注意控制加工温度和时间,以确保产品质量。
3. 粘度的概念与测量方法粘度是流体内部抵抗流动的能力,也可以理解为液体黏稠程度的指标。
常用的测量单位为帕斯卡·秒(Pa·s)或毫帕·秒(mPa·s)。
在食品行业中,也常使用相对粘度来表示。
测量魔芋干片粘度时,可以使用旋转式或振动式粘度计进行实验。
通过施加外力并测量流体的反应来计算粘度值。
4. 正常魔芋干片的粘度范围与影响因素正常魔芋干片的粘度范围一般在2000-3000 mPa·s之间。
粘度值受多种因素影响,包括魔芋品种、加工工艺、水分含量等。
4.1 魔芋品种不同品种的魔芋具有不同的纤维组成和结构特点,因此其干片的粘度也会有所差异。
一般来说,含纤维较多、纤维排列更密集的品种,其干片粘度较高。
4.2 加工工艺加工工艺对于魔芋干片的粘度也有一定影响。
烹煮温度和时间会影响魔芋中淀粉和纤维的溶胀程度,从而改变了干片的结构和质地。
适当控制加工参数可以获得理想的粘度。
4.3 水分含量水分含量是影响魔芋干片粘度的重要因素之一。
过高或过低的水分含量都会导致干片的结构紊乱,从而影响粘度。
一般来说,水分含量在10%-15%之间可以获得较好的粘度。
5. 粘度与魔芋干片口感的关系魔芋干片的粘度与其口感密切相关。
粘度较高的干片更具嚼劲和口感,能够给人一种饱腹感。
而粘度较低的干片则相对柔软,口感较为滑嫩。
不同人群对于魔芋干片的口感偏好也有所差异。
一些人喜欢具有更高粘度和嚼劲的干片,而另一些人则更偏爱柔软顺滑的口感。
6. 魔芋干片粘度在食品加工中的应用由于其独特的黏稠性质,魔芋干片经常被用于食品加工中作为增稠剂或胶凝剂。
干燥速率及其影响因素

提高空气流速等,均可提高此阶段的干燥速率。
(三)降速干燥阶段及其影响因素
当物料的含水量降至临界含水量c X 后,便进入降速干燥阶段。
从图1和图2可知,该阶段含水量X 的减少越来越慢,且随含水量X 的减少干燥速率U 也在逐渐降低,这是由于随着干燥过程的进行,物料含水量不断减少,使其内部水分向表面的移动速率低于表面水分的汽化速率,物料表面逐渐出现“干区”,汽化面逐渐向物料内部移动,故水分的逐出越来越困难,干燥速率也就越来越低。
与恒速阶段相比,降速阶段从物料中除去的水分少得多,但所需的干燥时间却长得多。
由此可知,在此阶段,干燥速率的大小主要取决于水分在物料内部的迁移速率,与湿空气的状态关系不大,故该阶段又称为物料内部迁移控制阶段。
此时影响干燥速率的因素主要是物料的内部结构和外部的几何形状。
需指出的是,前述干燥过程的两个阶段是以物料的临界含水量c X 来区分的。
若临界含水量c X 越大,干燥过程将较早地由恒速阶段转入降速阶段,使其总的干燥时间延长,无论从经济的角度还是从产品的品质来看,都是不利的。
而临界含水量c X 的大小既与物料本身的结构、性质及尺寸大小有关,还与干燥介质的状态如温度、湿度、流速等有关。
其值通常由实验测定。
番木瓜片的热风干燥特性与动力学模型

番木瓜片的热风干燥特性与动力学模型Abstract The drying time curve and drying rate curve of hot-air drying of papaya slices under different conditions were studied by using hot-air temperature,air velocity,thickness and loading capacity as the experimental factors. The optimum drying process parameters were determined and the hot-air drying kinetics model was established. The results showed that the hot air drying process was affected by hot air temperature,air velocity and thickness,and the affect of loading capacity was not obvious. It had only falling rate stage and drying rate of decline,without increasing rate and constant rate stages,the thickness had a great influence on the drying rate. The drying time for papaya slices 4 mm thick was shortened by nearly 50% over that of the slices 8 mm thick. The Page equation MR=exp(-rtn)could accurately describe the hot air drying process of papaya slices,and it could describe and predict the change of moisture in the hot air drying process of papaya slices.Key words Papaya slices;hot-air drying;mathematical model;drying characteristics;Page equationdoi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.12.026番木瓜(Carica papaya L.)果皮光滑美觀,果肉质厚、软、甜、香,享有“水果之皇”的美誉。
魔芋气体射流冲击干燥特性及干燥模型

魔芋气体射流冲击干燥特性及干燥模型冯亚运;崔田田;张宝善;张百忍【摘要】为探究魔芋干燥特性,提高魔芋干制品质和效率,将气体射流冲击干燥技术应用于魔芋片的干燥,研究其在切片厚度(3~5 mm)、风温(70~100℃)和风速(10~13 m/s)条件下的干燥曲线、干燥速率曲线、水分有效扩散系数以及干燥活化能,建立气体射流干燥魔芋片的最适数学模型.研究表明:整个干燥过程属于降速干燥,水分有效扩散系数在1.232 3×10-9 ~2.217 8×10-9 m2/s范围内随着切片厚度、风温和风速的增加而增加.利用阿伦尼乌斯公式求出魔芋片的干燥活化能为6.601kJ/mol.通过决定系数(R2)、卡方检验值(x2)和均方根误差(ERMS)等拟合优度评价指标对各种干燥模型进行拟合比较,Henderson and Pabis模型能很好地预测魔芋片气体射流冲击干燥过程中的水分比变化规律.【期刊名称】《陕西师范大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2016(044)001【总页数】7页(P118-124)【关键词】魔芋;干燥;模型;水分有效扩散系数;干燥活化能;气体射流冲击干燥【作者】冯亚运;崔田田;张宝善;张百忍【作者单位】陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安710119;陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安710119;陕西师范大学食品工程与营养科学学院,陕西西安710119;陕西省安康市农科所,陕西安康725021【正文语种】中文【中图分类】S375魔芋又名磨芋或蒟蒻,是天南星科魔芋属的总称[1]。
现分布于东亚各国及印度半岛和非洲的部分国家[2]。
中国是世界魔芋生产大国,至今已有2 000多年的栽培历史,主要分布于南方各省山地丘陵地区。
魔芋营养成分复杂,但主要的干物质是葡甘聚糖和淀粉,前者含量为40%~65%,后者含量为25%~35%,依产地和品种不同而异。
魔芋是一种健康食品,被联合国卫生组织确定为十大保健食品之一,有减肥、通便、维持体内水分平衡等生理功能[3-4]。
马铃薯片热风对流干燥模型与特性

slice Was 3 mm and airvelocity Was 0.95 m/s.with t he increase oftemperature from 50 ℃ to 80℃ .the w ater effective diffusion toe ̄ cient varied from 1.73×l0一 m 2/s to 333×l0 m /s;and it fitted
分 从 物料 表 面扩散 到 干燥介 质 。2种方 式 的传 热和
马铃薯营养丰富,是淀粉的主要来源 ,含有膳 传质持续进行 ,使水分持续降低到一定程度从而实
influence of drying temperature on the drying process was studied.The experirnental data of m oisture
ratio and drying tim e were fitted by the m athematical models.and t h e effective diffusion toem cients of
关键词 : 马铃薯 ;强制对流 ;热风干燥 ;模 型 ;有效扩散 系数 ;活化能
M odel and character ofhot air convection dryin ̄of potato slice
FENG Xi,HU Qiao.qun.ZHU Ai.shi (School of Biological and Chemical Eng ineering,Zhejiang University of Science and Technology,Hangzhou
activation energy
中图分类 号:TS215
影响干燥效果的因素有哪些方面

影响干燥效果的因素有哪些方面
1、干燥温度: 热量是打开水分子和吸湿聚合物之间合力的关键.当高于某一温度时,水分子和聚合物链间的引力会大大降低,水汽就被干燥的空气带走.
2、露点: 在干燥器中,首先除去湿空气,使之含有很低的残留水分( 露点) .然后,通过加热空气来降低它的相对湿度.这时,干空气的蒸汽压力较低.通过加热,颗粒内部的水分子摆脱了键合力束缚,向颗粒周围的空气扩散.
3、气流: 干燥的热空气将热量传递给干燥料仓中的颗粒,除去颗粒表面的湿气,然后把湿气送回干燥器里.因此,必须有足够的红外碳硫仪气流将树脂加热到干燥温度,并且将这个温度维持一定的时间.
4、时间: 在颗粒周围的空气中,热量的吸收和水分子向颗粒表面扩散需要一定的时间.因此,树脂供应商应详细说明一种物料在适当的温度和露点下得到有效干燥所必须花费的时间.。
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Id s i1 o, t.Ha z o g7 3 0 , h a x, hn ) n ut a .Ld, n h n 2 0 0 S an iC ia r C
Abt c: h ri t o n c l e b net e rig t ieete prtr n o a o ts s a t T ed n r e f oj i s yc vcv yn f rn m ea e adh t ifw r e r y g a k a sc o i d adf t us r l a
c n tn a e d ig pe o n aln ae d ig p ro ;te d i g r t n r a e wih ee ai h ri g o sa tr t r n r d a d fli g r t r n e d h r n ae i ce s t lv t y i y i y ng te d n y t mp r t r n h o o ri g me i m ,t e c n tn ae d i g p ro h re n r ig r t en e e au e a d t e f w fd n d u l y h o sa tr t r n e d s o t n a d d n ae b i g y i y
通 常干 燥速斟 曲线是 指物 料干 燥速 率 【料 干 一 与物 、 Ⅲ一僻 一 苣一 率 \
基含水量 的关加 加 m 0 ∞ 物 料干基 ∞ ∞ 系曲线 。由于在 干燥过程 中 , 如 ∞ 如 加 m 0
含水量∞ ∞ ∞ ∞ ∞ , 成对应关 系 , 随干燥 时间而变 ∞ 且 为方便 比较 , ∞ ∞∞ ∞ ∞∞ ∞ ∞
发速率加快 , 并在相对 较短 的时间内超过 内部 水分 向
利 多仪器 ( 上海 ) 有限公 司 ; 温度计 、 湿度计 、 热风机等 。
1 实验方 法 . 2
鲜 魔芋经 清洗去 泥后 ,切成 1T I2in厚 的薄 I ~ l 1T I I r
片, 称重 后 置 于 干燥 箱 网盘 上 , 一定 温 度 ( 验 取 在 实 7 、0 9 、0 、 1 、 0 8 、0 10 10o 一定通 风量下 进行恒 温干燥 , C) 每隔 5 分钟称重一次 , 到芋 片趋 于恒 重。 直 同时做 3个
通信作 者 : 张志健 (9 1 )男 , 1 6一 , 副教授 , 主要从事食品科学 与资源
开发教学和研究工作。
D G 95 A电热鼓风干燥箱 : H 一05 上海 一恒科技有 限
基础 研究
耿敬章, 魔芋片热风对流干燥速率影响因素 等:
25 == -
公 司 ; L0 A 24电子 天平 ( 分度值 0 0 g : . 01 )梅特 勒一 0 托
1 4 7 1 3 6 1 2 2 2 31 O 1 l 9 2 5 8
干 燥 时 间/ i a rn
平行样 ,取其平均值 。按鲜魔芋 含水率为 8 %( 6 实测 值) 计算魔 芋片干基含 水率 (/) g 。关于通 风量对魔 芋 g
片 干燥 影响 的研 究 , 先在热 风干燥 箱 自然通 风情况 下 进行 实验 , 然后 在热风 干燥 箱进风 口用热风 机加大 通 风量进行实验 。 通 常干燥速率 被定义为 : 位 时间 内单位 干燥 面 单
含量增大。8 0℃和 9 C 0。的差异不大 , 特别在恒速干燥 期 。分析认 为 , 随着干燥 温度 的升高 , 片表 面水分蒸 芋
芋片干基含水量随时间变化 的比较如 图 1 图 2 表 1 、 及
所示。
图1 和图 2 分别为不 同干燥介质 流量下 各实验温
度 的干燥 速率曲线 ,表 1 为不 同干燥 条件下 芋片干基 含 水量 随时间变化 的情 况 , 其值 与各 图横 坐标 时间点
( .h c o l f ilgc l ce c s&E gn e n , h a x nv ri f eh oo y Ha z o g7 3 0 , h a x, hn ; 1 eS h o oo ia in e T oB S n ie r g S a n i ies yo c n lg , n h n 2 0 0 S a n iC ia i U t T
芋属 ( m rhp a u l e 植 物 , A op ohl s u ) l B m 广泛 种 于亚 洲 、 非
研磨 提取精粉 。 目前制约魔芋精粉加工发展 的主要问
题是魔芋在 干燥过程 中出现褐变 、 黑心 、 焦糊 、 干湿不 匀等 , 以及 魔芋干燥 能耗很 大 , 这些 问题 的发生 均与 干燥工 艺有关 , 如干燥温度 、 干燥时间 、 干燥 介质流量 ( ) 。为了能更好解决这 一实际问题 , 文对魔芋 速 等 本
实业有限公司
1 材料 与仪器 . 1
1 . 材料 .1 1
作者简介 : 耿敬章(9 O )男( , 师, 1 8 一 , 汉)讲 硕士 , 研究方 向 : 品质量 食
控制与资源开发利 用研究 。
魔芋 : 属花魔 芋 , 产于陕西汉 中 , 由勉县锦 泰实业
有限公司提供 。
1 . 仪器 .2 1
(. 1 陕西理工学院 生物科学与工程 学院 , 陕西 汉 中 7 3 0 ;. 2 0 02陕西省资源 生物重点实验室 , 陕西 汉 中 7 3 0 ; 2 0 0 3 . 勉县锦泰实业有 限公 司 , 陕西 汉 中 7 30 ) 20 0
摘 要 : 究魔 芋片在 热风对流干燥过程 中芋片干燥速率 变化 , 研 以及 温度和干燥介质流量对其的影响 。 究结果表 研
洲和亚热带地区旧。我国是盛产魔芋 的主要国家之一 , 对魔芋的栽培与利用 具有悠久 的历史 。 目前魔芋工业
化 加 工 主 要 是 提 取葡 甘 聚 糖 ( oj lcm n a , K na g o an n c u
K M)其商品名为魔 芋精粉。虽然魔芋精粉 的加工方 G ,
法很 多 , 但主要可 归 为干法 和湿法 两类 , 目前 国 内 且
DrigR t o na le yC n et e r ig yn ae f KojcSi s o vci y c b vD n G N n-hn Z N h-i L i- hn S NH iyn , I u H N u q a 3 E GJ g za g , HA GZ ij n , I n S eg , U a-a X i Z A GF - u n i a, X 一 一 R ,
v n i to e u r me t e t ainr q ie n . l
Ke rs kna ie;ovc v ig tm e t e rig a y wod : ojc l scn et e r n; e p r u ;d n t sc i d y a r y re
魔 芋 ( ojce p n-ot a 属 于天南 星 科魔 K n ,l l tfo ym) a ea
图 1 芋片ห้องสมุดไป่ตู้燥速率曲线
Fg1 Dr igrt f na l e i. yn eo Ko jc i s a Sc
积上 的水分蒸发量 , ( s嘲 k m ・) 。由于魔芋 片干燥 面积 难 以准确 测量 , 故这 里将 干燥 速 率定义 为 : 单位 时 间 内单位 质量物料 所蒸发 的水分 量 ,g(g S ,且物 料 k/k ・)
片在对 流干燥过 程 中干燥速 率 的变化规 律及 干燥介 质流量 ( ) 速 对其的影响进行 分析探讨 。
1 材料与方法
9 0%以上的鲜魔 芋采用 干法加工 。魔芋精粉干法加 工 即先将 鲜魔芋 加工 干燥成 魔芋 片 、 , 经过 多道 条 再
基金项 目: 陕西高校省级重点实验室科研 项 目; 向课 题 : 横 勉县锦泰
2 温度对魔芋片对流干燥速率变化的影响 . 2
从 图 1图 2和表 1 以看 出 , 、 可 干燥 温度对干燥 速
21 魔芋片对流干燥速率变化趋势 .
按 1 试验方法 进行实验 ,所得 不 同干燥 条件下 . 2
率变化具 有 明显 的影响 ,并表现 出一定的规律 性 , 即 随着 干燥温 度 的升高 , 干燥 速率 增大 , 速干燥 期缩 恒 短, 降速干燥速率下降加快( 曲线变陡 )第一 临界水分 ,
21 0 2年 9月
食品研究与开发
F o eerhA dD vl m n odR sac n ee v et o 基 础研 究
一= =
2
第3 3卷第 9期
魔芋片热风对流干燥速率影响因素
耿敬章 , - 张志健 .李新生 , . ., 2 ‘ -孙海燕 , 一 -惠睿 张富全 一 ,
tmp r t r n r a e ;1 0 ℃ wa h p i ltmp rt r , h r ia i u e c ne t a o , n i l e e au e ic e s d 1 steo t ma e e au e t e c t l i c mos r o tn s lw a d l t t w te
质量采用测定点芋 片的总质量 , 即平衡 质量。
l 3 5 7 9 l 1 1 1 1 3 5 7
干燥 时 间/ i a rn
图 2 加大干燥介质风量时芋片的干燥曲线
Fg2 Drigrt f na l e du v lmen rae i. yn e jc i s a o Ko S c me im ou ces i
w s td d T er u sso a ted igpoeso ojcscscnb i ddi ope et gpr d a u i . e l w t th r n rcs f na l e a edv e t rha n e o , s e h st h h y k i i n i i
aclr e ln t pr d m aw i , e riaw t n n o na i snrae h n h r n ce a d n a i r e e o , en h e t t l a r ot tf ojc l e i es w e e y g e t iflg a i l h c c ec e k i sc c t di