甘薯的微波真空干燥工藝及其數(shù)值模擬研究.pdf

1、本課題研究以甘薯片為代表的片狀物料在微波真空條件下的低溫干燥特性及其影響因素的顯著程度，采用多元非線性回歸分析的數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法建立能耗、復(fù)水比等指標(biāo)的回歸模型，并比較了微波、熱風(fēng)微波等多種干燥方式下的能耗、感官品質(zhì)等多種指標(biāo)的變化規(guī)律;建立了干燥過程水份含量和溫度變化的傳熱傳質(zhì)模型，通過對(duì)質(zhì)熱傳遞模型的求解，較好的解釋了甘薯片干燥后期以中心焦化和整體熟化為代表的品質(zhì)劣化成因。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.提出課題的研究意義，簡(jiǎn)要

2、分析了微波真空干燥技術(shù)的技術(shù)原理和特點(diǎn)，并從理論研究、應(yīng)用研究和發(fā)展趨勢(shì)三個(gè)角度總結(jié)了微波真空干燥技術(shù)的研究方法和現(xiàn)狀。
　　2.研究了甘薯的干燥特性，建立了一種能較準(zhǔn)確描述甘薯失水速率干燥動(dòng)力學(xué)模型，并在模型中融入單位質(zhì)量發(fā)射功率、鋪層厚度和真空度三因素中任意兩種因素的交互影響，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果與模型計(jì)算結(jié)果的對(duì)比表明所建模型能較好的反映甘薯的失水特性;
　　3.開展二次正交旋轉(zhuǎn)組合試驗(yàn)，建立了甘薯在微波真空條件下的干燥指標(biāo)非

3、線性回歸模型，回歸模型的顯著性檢驗(yàn)表明模型的顯著程度較好;采用加權(quán)平均法建立了綜合指標(biāo)評(píng)定函數(shù)，運(yùn)用matlab平臺(tái)優(yōu)化得出:當(dāng)單位質(zhì)量發(fā)射功率X1=1.3182W/g、鋪層厚度X2=2.6364mm、真空度X3=-64.8751KPa時(shí)各指標(biāo)均獲得到較好的水平。
　　4.采用正交試驗(yàn)的方法研究了各因素對(duì)干燥指標(biāo)影響的顯著程度，為后續(xù)優(yōu)化干燥工藝參數(shù)提供參考。不同干燥方式間的對(duì)比研究表明:①能耗方面，熱風(fēng)干燥耗能最大，達(dá)到8775

4、KJ，是微波真空和熱風(fēng)微波真空聯(lián)合干燥的2倍，微波干燥僅為其能耗的10％;②微波真空干燥具有非常優(yōu)質(zhì)的外觀和香味，膨化效果好，組織酥脆，復(fù)水能力接近200％，是熱風(fēng)干燥的1.44倍;③提高微波功率不一定會(huì)使水分有效擴(kuò)散系數(shù)增大，水分有效擴(kuò)散系數(shù)并非隨著真空度的提高而加快;④含水率轉(zhuǎn)換點(diǎn)50％為最佳的熱風(fēng)-微波聯(lián)合干燥含水率轉(zhuǎn)換點(diǎn)。
　　5.通過對(duì)傳統(tǒng)的微波干燥質(zhì)熱傳遞模型的改進(jìn)，得到改進(jìn)后能描述甘薯片不同位置含水率和表面溫度的時(shí)變