菠菜脉动式气体射流冲击干燥动力学及干燥品质研究.pdf

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1、TheDryingKineticsandDryingQualityofSpinachundergoingPulsedAir-impingementDryingADissertationSubmittedtoShiheziUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringByWangHua(AgriculturalMechanizationEngineering)DissertationSupervisor:A.P.ZhangQianMay,2018摘要菠菜富含维

2、生素C、胡萝卜素、矿物质等，具有很高的营养价值和药理功能。然而，由于其叶表面积大、呼吸强度高、含水量大，采收后若不及时处理加工，水分流失的速度极快，并且，菠菜组织脆嫩，容易受到机械损伤，降低了经济效益。本文将脉动式气体射流冲击干燥技术应用于菠菜的干燥，进行了菠菜的干燥特性及干燥动力学研究，建立了干燥动力学模型，分析了菠菜在不同干燥条件下干燥品质的变化，最终优化了干燥工艺参数，为菠菜脉动式气体射流冲击干燥过程的预测和控制提供了技术支持和理论依据。对菠菜脉动式气体射流冲击干燥特性及动力学的研究表明，在不同干燥条件下，菠菜的干燥水分比均随干燥的进行呈指数下降趋势，菠菜的干燥时

3、间随着干燥温度和风速的升高而减少，随着物料堆积层数的增大而增加，整个干燥过程仅有降速干燥阶段。菠菜的水分有效扩散系数在0.4719~1.5619×10-11m2/s范围内随干燥温度、风速的升高而增大，随物料堆积层数的增大而减小；菠菜的干燥活化能与物料堆积层数的关系表达式为Ea=0.52L+44.237。将菠菜脉动式气体射流冲击干燥过程与常用的9种薄层干燥模型进行拟合，通过拟合程度评价指标对9种干燥模型进行了评价，找出了拟合程度较高的两种模型的模型参数与干燥参数之间的回归关系。结果表明，Midilli-Kucuk模型能较好地反应和预测菠菜脉动式气体射流冲击干燥过程中的水分

4、变化规律。对菠菜脉动式气体射流冲击干燥品质的研究表明，菠菜的复水比随着干燥温度的升高呈先增大后减小趋势，随着风速、物料堆积层数的升高而减小；干燥后菠菜的颜色呈少绿多黄现象，干燥温度、风速、物料堆积层数越高，色差值越大；菠菜的叶黄素含量随干燥温度、物料堆积层数的升高而增加，随风速的升高而减少。利用Design-Expert软件建立复水比、色差值、干燥时间与干燥参数的回归模型，用模型的响应面及等高线对影响菠菜品质的关键因子及其相互作用进行探讨，优化出复水比较高、色差值较小、干燥时间较短的菠菜脉动式气体射流冲击干燥工艺参数组合：干燥温度为60.4℃、风速为6m/s、物料堆积层

5、数为2层。关键词：菠菜；脉动式气体射流冲击干燥；干燥动力学；干燥品质；优化IAbstractSpinachisrichinvitaminC,carotene,mineralsandsoon,whichhashighnutritionalvalueandpharmacologicalfunction.However,becauseofitslargeleafsurfacearea,highrespirationintensityandmoisturecontent,thelossrateofwaterwillbeextremelyfastifitisn’tprocesse

6、dintimeafterharvesting.Inaddition,thespinachtissueiscrispandvulnerabletomechanicaldamage,whichwillreduceitseconomicbenefits.Inthispaper,pulsedair-impingementdryingtechnologywasappliedinspinachdrying,thedryingcharacteristicsanddryingkineticsofspinachwerestudied,andthedryingmodelswereestab

7、lished.Then,thedryingqualityofspinachunderdifferentdryingconditionswasanalyzedtooptimizethedryingparameters,whichprovidedtechnicalsupportandtheoreticalevidenceforpredictionandcontrollingofpulsedair-impingementdryingprocessofspinach.Thestudyonpulsedair-impingementdryingcha