花椒真空干燥動力學(xué)模型及干燥工藝研究.pdf

1、新鮮花椒采收后含水率高達(dá)200%.d.b，在貯藏過程中極易受外界條件的影響，發(fā)生質(zhì)變，造成巨大損失。干燥是花椒收獲后重要的處理環(huán)節(jié)，對花椒的運(yùn)輸、貯藏等起到重要的作用，但若干燥處理不當(dāng)，則會造成花椒品質(zhì)嚴(yán)重受損，營養(yǎng)物質(zhì)流失嚴(yán)重，降低其經(jīng)濟(jì)效益。傳統(tǒng)的干燥方式存在干燥效率低、干燥品質(zhì)差等缺點(diǎn)，而真空干燥是一種新型熱門的干燥技術(shù)，具有節(jié)能、環(huán)保、干燥品質(zhì)好等優(yōu)點(diǎn)。本文將采用真空干燥對花椒進(jìn)行以下幾個方面的研究：
　?。?）研究了花椒

2、的真空干燥特性。選取溫度（50、60、70℃）、真空度（-0.02、-0.04、-0.06Mpa）和載重量(30、40、50g)對花椒進(jìn)行三水平三因素的全面試驗(yàn)研究。對不同溫度、真空度和載重量條件下花椒的真空干燥特性進(jìn)行研究；選取決定系數(shù) R2、殘差平方和SSE和卡方χ2作為模型評價指標(biāo)對水分比-時間干燥曲線進(jìn)行了7種經(jīng)典數(shù)學(xué)模型的擬合，結(jié)果表明三次多項(xiàng)式模型具有較大的決定系數(shù)和較小的誤差值，是最適合描述花椒真空干燥的數(shù)學(xué)模型。

3、　?。?）建立花椒真空干燥 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型。以時間、真空度、溫度和載重量為輸入神經(jīng)元，水分比為輸出神經(jīng)元，利用Matlab神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)工具箱對全面試驗(yàn)的25組896個試驗(yàn)數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練樣本進(jìn)行訓(xùn)練，再把另外2組試驗(yàn)作為檢驗(yàn)樣本進(jìn)行擬合檢驗(yàn)，結(jié)果表明 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型擬合性很高，兩個檢驗(yàn)樣本的平均相對誤差分別為8.698%和6.593%，通過BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)能直接準(zhǔn)確的預(yù)測花椒真空干燥過程中的水分比變化。
　?。?）基于Weibull函數(shù)的

4、花椒真空干燥模型建立及過程解析。利用Weibull函數(shù)及其尺度參數(shù)α和形狀參數(shù)β在干燥理論中的意義對花椒真空干燥進(jìn)行解析及模型建立。結(jié)果表明，Weibull函數(shù)模型對花椒真空干燥過程擬合度高；溫度是影響花椒真空干燥的主要因素，隨著溫度的升高，Weibull模型的尺度參數(shù)α值減小，有效水分?jǐn)U散系數(shù)增大，說明干燥速率增大，所用的干燥時間縮短；Weibull函數(shù)的形狀參數(shù)β大于1表明花椒真空干燥過程中有明顯的升速階段。
　?。?）本論文

5、以開口率和色差值為花椒真空干燥評價指標(biāo)初探花椒真空干燥品質(zhì)。試驗(yàn)結(jié)果表明干燥溫度越高，花椒色差值越大；干燥溫度和真空度越高，開口率越高。為了獲得高品質(zhì)的花椒制品，在進(jìn)行花椒干燥時盡量采用低溫干燥。
　?。?）花椒真空干燥工藝優(yōu)化。選取三個因子和三個指標(biāo)進(jìn)行了三元二次旋轉(zhuǎn)回歸組合試驗(yàn)設(shè)計(jì)，借助Design-Expert8.0軟件工具，通過響應(yīng)面法進(jìn)行單指標(biāo)參數(shù)優(yōu)化，再通過加權(quán)評分法進(jìn)行多指標(biāo)綜合優(yōu)化最終確定花椒真空干燥的最佳工藝參數(shù)