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相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中水分迁移和蒸发的影响
被引量：
16
1
作者
巨浩羽
邹燕子
+3 位作者
肖红伟
张卫鹏
于贤龙
高振江
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期232-240,共9页
为揭示相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中内部水分迁移和表面水分蒸发的影响,以及物料表面结壳的成因,该研究在干燥温度60℃、风速3.0 m/s时,研究了恒定相对湿度(relative humidity,RH)(20%、30%、40%和50%)、第一阶RH 50%保持不同时间(10...
为揭示相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中内部水分迁移和表面水分蒸发的影响,以及物料表面结壳的成因,该研究在干燥温度60℃、风速3.0 m/s时,研究了恒定相对湿度(relative humidity,RH)(20%、30%、40%和50%)、第一阶RH 50%保持不同时间(10、30、60和90 min)而后降为20%,以及基于物料温度自动控制相对湿度干燥条件下的内部水分迁移量(D)、表面水分蒸发量(E)、表面水分累积量(Q)、物料微观结构和复水率。结果表明,恒定RH干燥条件下,D随干燥时间逐渐增大而后趋于稳定,E随干燥时间逐渐增大而后降低。RH越高,物料升温速率越快,D越大;RH越低,E越大。RH为20%、30%和40%时,Q=0的时间分别为1.11、1.36和1.70h,并在此时刻之后物料表面出现明显结壳现象,且RH越大,出现结壳时机越晚;RH为50%时未出现Q<0,可能未出现明显的结壳现象。Q>0时,干燥速率与Q值变化趋势一致;Q<0时,对应干燥速率减小。RH为50%保持30 min后降为20%时,Q=0的时间为1.39 h,相对于RH 20%的干燥条件能够提高物料温度和内部水分迁移速率,延迟结壳发生的时机,干燥时间缩短了18.5%。自动控湿干燥条件下,Q在0~0.25 h内迅速增大,对应干燥速率迅速升高。在0.25~0.50 h内逐渐下降,在0.78~2.00 h内,Q值共出现3个零点,且在Q=0处上下波动。此RH调控方式使得内部迁移至表面的水分会及时蒸发,并未在表面产生积累,对应物料温度呈现出阶梯上升的变化趋势,延缓了结壳出现时间,保留了较多的水分迁移孔道,干燥时间最短,为6.1 h,复水比最高为(4.39±0.07)g/g,收缩率最低为28.55%±1.71%,为最优的阶段降湿干燥方式。研究结果对于分析水分的内部迁移和表面蒸发过程,表面结壳的成因及优化调控相对湿度控制方式提供了理论依据和技术支持。
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关键词
干燥
相对湿度
内部
水分
迁移
表面水分蒸发
水分
累积量
结壳
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职称材料
基于相对湿度变化规律的胡萝卜热风干燥相对湿度调控
2
作者
巨浩羽
梁超
+2 位作者
张卫鹏
沈刚
肖红伟
《农业工程学报》
北大核心
2025年第2期300-309,共10页
为优化调控相对湿度(relative humidity,RH),以提高果蔬恒温热风干燥的干燥效率和品质,该研究提出了基于RH变化规律的调控方式。在干燥前期,物料蒸发出的水分使得RH上升,当检测到RH趋于稳定时转入干燥中期。在干燥中期,当RH呈下降趋势时...
为优化调控相对湿度(relative humidity,RH),以提高果蔬恒温热风干燥的干燥效率和品质,该研究提出了基于RH变化规律的调控方式。在干燥前期,物料蒸发出的水分使得RH上升,当检测到RH趋于稳定时转入干燥中期。在干燥中期,当RH呈下降趋势时,关闭排湿升高RH,以降低表面水分蒸发量(E)并提高内部水分迁移量(D);当RH呈上升趋势时,开启排湿降低RH以提高E值。若关闭排湿后,表面蒸发的水分不足以使RH升高,或物料温度趋近于干燥介质的温度时,干燥转入干燥后期。在干燥后期开启排湿降低RH以增大E值,当RH变化速率小于1%/min时,达到干燥终点。干燥温度60℃,风速3.0 m/s的胡萝卜干燥试验结果表明,第0~8 min为干燥前期,在第9 min时RH变化速率小于0.5%,进入干燥中期。第9~143 min为干燥中期,此阶段内RH呈现下降趋势的时间逐渐缩短,而呈现上升趋势的时间逐渐延长。在第137~143 min内,RH不再呈现上升趋势,转入干燥后期。143 min以后为干燥后期,第370 min时RH变化速率小于1%/min,干燥过程结束。该RH控制方式提高了D值降低了E值,使得D和E值在0.2~2.3 h内维持基本相等,相应的物料温度呈现阶梯上升的变化趋势。在0~0.2 h内,表明水分累积量(Q)迅速上升,物料被一层水膜包裹,不会产生明显的结壳现象;在0.2~2.3 h内,Q值在零点处上下波动,共产生3个零点,干燥速率逐渐降低,迁移至表面的水分即刻在表面蒸发,未产生积累,延缓结壳发生时机且脱除了大量水分;在2.3 h以后,Q逐渐小于0,物料表面产生明显结壳现象并逐渐增厚。自动控湿干燥条件下干燥时间为6.1 h,复水比和收缩率分别为(4.41±0.02)g/g、(27.32±1.51)%,相对于恒定20%RH时干燥时间缩短了24.6%,保留了较多的水分迁移孔道。基于RH变化规律的RH调控方式提高了干燥效率和品质,为果蔬热风干燥过程中如何调控RH提供理论依据。
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关键词
干燥
湿度控制
果蔬
内部
水分
迁移
表面水分蒸发
水分
累积量
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职称材料
题名
相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中水分迁移和蒸发的影响
被引量：
16
1
作者
巨浩羽
邹燕子
肖红伟
张卫鹏
于贤龙
高振江
机构
河北经贸大学生物科学与工程学院
中国农业大学工学院
北京工商大学人工智能学院
山东省农业机械科学研究院
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第1期232-240,共9页
基金
国家自然科学基金项目(32202233
32102141
+2 种基金
32201691)
河北省自然科学基金资助项目(C2020207004)
河北省高等学校科学技术研究项目(BJK2023047)。
文摘
为揭示相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中内部水分迁移和表面水分蒸发的影响,以及物料表面结壳的成因,该研究在干燥温度60℃、风速3.0 m/s时,研究了恒定相对湿度(relative humidity,RH)(20%、30%、40%和50%)、第一阶RH 50%保持不同时间(10、30、60和90 min)而后降为20%,以及基于物料温度自动控制相对湿度干燥条件下的内部水分迁移量(D)、表面水分蒸发量(E)、表面水分累积量(Q)、物料微观结构和复水率。结果表明,恒定RH干燥条件下,D随干燥时间逐渐增大而后趋于稳定,E随干燥时间逐渐增大而后降低。RH越高,物料升温速率越快,D越大;RH越低,E越大。RH为20%、30%和40%时,Q=0的时间分别为1.11、1.36和1.70h,并在此时刻之后物料表面出现明显结壳现象,且RH越大,出现结壳时机越晚;RH为50%时未出现Q<0,可能未出现明显的结壳现象。Q>0时,干燥速率与Q值变化趋势一致;Q<0时,对应干燥速率减小。RH为50%保持30 min后降为20%时,Q=0的时间为1.39 h,相对于RH 20%的干燥条件能够提高物料温度和内部水分迁移速率,延迟结壳发生的时机,干燥时间缩短了18.5%。自动控湿干燥条件下,Q在0~0.25 h内迅速增大,对应干燥速率迅速升高。在0.25~0.50 h内逐渐下降,在0.78~2.00 h内,Q值共出现3个零点,且在Q=0处上下波动。此RH调控方式使得内部迁移至表面的水分会及时蒸发,并未在表面产生积累,对应物料温度呈现出阶梯上升的变化趋势,延缓了结壳出现时间,保留了较多的水分迁移孔道,干燥时间最短,为6.1 h,复水比最高为(4.39±0.07)g/g,收缩率最低为28.55%±1.71%,为最优的阶段降湿干燥方式。研究结果对于分析水分的内部迁移和表面蒸发过程,表面结壳的成因及优化调控相对湿度控制方式提供了理论依据和技术支持。
关键词
干燥
相对湿度
内部
水分
迁移
表面水分蒸发
水分
累积量
结壳
Keywords
drying
relative humidity
internal moisture diffusion
surface water evaporation
water accumulation
crust
分类号
TS255.1 [轻工技术与工程—农产品加工及贮藏工程]
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职称材料
题名
基于相对湿度变化规律的胡萝卜热风干燥相对湿度调控
2
作者
巨浩羽
梁超
张卫鹏
沈刚
肖红伟
机构
河北经贸大学生物科学与工程学院
中国农业大学工学院
北京工商大学计算机与人工智能学院
四川南充首创科技开发有限公司
出处
《农业工程学报》
北大核心
2025年第2期300-309,共10页
基金
国家自然科学基金项目(32202233,32102141)
河北省高等学校科学技术研究项目(BJK2023047)。
文摘
为优化调控相对湿度(relative humidity,RH),以提高果蔬恒温热风干燥的干燥效率和品质,该研究提出了基于RH变化规律的调控方式。在干燥前期,物料蒸发出的水分使得RH上升,当检测到RH趋于稳定时转入干燥中期。在干燥中期,当RH呈下降趋势时,关闭排湿升高RH,以降低表面水分蒸发量(E)并提高内部水分迁移量(D);当RH呈上升趋势时,开启排湿降低RH以提高E值。若关闭排湿后,表面蒸发的水分不足以使RH升高,或物料温度趋近于干燥介质的温度时,干燥转入干燥后期。在干燥后期开启排湿降低RH以增大E值,当RH变化速率小于1%/min时,达到干燥终点。干燥温度60℃,风速3.0 m/s的胡萝卜干燥试验结果表明,第0~8 min为干燥前期,在第9 min时RH变化速率小于0.5%,进入干燥中期。第9~143 min为干燥中期,此阶段内RH呈现下降趋势的时间逐渐缩短,而呈现上升趋势的时间逐渐延长。在第137~143 min内,RH不再呈现上升趋势,转入干燥后期。143 min以后为干燥后期,第370 min时RH变化速率小于1%/min,干燥过程结束。该RH控制方式提高了D值降低了E值,使得D和E值在0.2~2.3 h内维持基本相等,相应的物料温度呈现阶梯上升的变化趋势。在0~0.2 h内,表明水分累积量(Q)迅速上升,物料被一层水膜包裹,不会产生明显的结壳现象;在0.2~2.3 h内,Q值在零点处上下波动,共产生3个零点,干燥速率逐渐降低,迁移至表面的水分即刻在表面蒸发,未产生积累,延缓结壳发生时机且脱除了大量水分;在2.3 h以后,Q逐渐小于0,物料表面产生明显结壳现象并逐渐增厚。自动控湿干燥条件下干燥时间为6.1 h,复水比和收缩率分别为(4.41±0.02)g/g、(27.32±1.51)%,相对于恒定20%RH时干燥时间缩短了24.6%,保留了较多的水分迁移孔道。基于RH变化规律的RH调控方式提高了干燥效率和品质,为果蔬热风干燥过程中如何调控RH提供理论依据。
关键词
干燥
湿度控制
果蔬
内部
水分
迁移
表面水分蒸发
水分
累积量
Keywords
drying
humidity control
vegetables
internal moisture diffusion
surface water evaporation
water accumulation
分类号
TS255.1 [轻工技术与工程—农产品加工及贮藏工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
相对湿度对胡萝卜热风干燥过程中水分迁移和蒸发的影响
巨浩羽
邹燕子
肖红伟
张卫鹏
于贤龙
高振江
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
16
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2
基于相对湿度变化规律的胡萝卜热风干燥相对湿度调控
巨浩羽
梁超
张卫鹏
沈刚
肖红伟
《农业工程学报》
北大核心
2025
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