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红外辐射加热蒜片的薄层干燥特性研究被引量：4: 2013年; 探讨了蒜片在不同干燥参数下的红外干燥特性,通过建立数学模型,预测不同红外干燥过程蒜片的水分变化特性。干燥试验表明,干燥温度和物料厚度对干燥过程影响较大;把得到的干燥试验数据利用Matblab软件,采用Levenberg-Marquardt算法,对传统的干燥模型进行非线性最小二乘法拟合求解,拟合结果表明,Diffusion Approach模型具有较高的相关系数和较低的误差平方和与根均方差,并且预测值与试验值比较吻合,所以用Diffusion Approach模型可以更准确地描述红外辐射加热条件下蒜片的干燥特性,可为红外干燥工艺提供技术依据。; 张丽丽王相友; 关键词：蒜片干燥温度

单片物料厚度对胡萝卜红外薄层干燥水分迁移的影响被引量：7: 2017年; 为探讨胡萝卜红外薄层干燥条件下的水分迁移规律,选择单片物料厚度h、料层厚度δ、干燥温度T、功率密度g和辐射距离L为影响因素进行试验,并借助低场核磁共振技术研究了横向弛豫时间T_(2x)、峰面积A_(2x)和峰比例S_(2x)的变化规律。结果发现,干燥中期,各单片物料厚度h的自由水流动性下降60%以上,而水分含量趋于0;不易流动水、结合水的水分含量增幅分别为不大于3倍、3~6倍。干燥至120 min,各单片物料厚度h的自由水峰面积占总水峰面积的比例下降至15%以下,结合水所占比例增大至65%以上,而不易流动水所占比例呈"双峰"现象。随着单片物料厚度h的增大,水分有效扩散系数D_(eff)下降30%;发现Page模型可较好地预测红外薄层干燥中水分比的变化。本研究成果为进一步探讨农产物料的红外干燥规律及干燥设备的研发提供了理论参考。; 孙传祝石东岳王相友魏忠彩; 关键词：低场核磁共振红外辐射胡萝卜薄层干燥水分迁移

胡萝卜微观区室结构对红外干燥效率和水分迁移的影响被引量：6: 2020年; 为充分利用果蔬微观结构的特点提高干燥效率,探究切片方式对胡萝卜干燥效率的影响,根据胡萝卜切片的微观区室结构具有各向异性多孔介质的特征,在红外干燥过程中,分别对样品采用纵切和横切方式进行对照试验,在加热功率为800 W,辐照距离为50 cm,表面温度为60℃条件下,直径40 mm、厚度为5mm的圆饼状横切薄片,比35 mm×35 mm×5 mm的长方体纵切薄片,湿基含水率到达10%的时间少1.5 h,说明横切胡萝卜薄片的干燥速率高于纵切薄片,横向切片的干燥效率更高,能耗更低。对干燥后横切样品的中心和边缘部位分别取样,利用扫描电镜观察,由扫描电镜图像分析得到:失水后干物质形成蜂窝状区室结构,各区室形成的内部孔隙在轴向上前后连接;横截面方向上,孔隙被干物质隔断为独立的单元空间,且样品中心部位比边缘部位孔隙率高,物料弯曲度低,区室舒展,孔隙系数大,区室空间开阔,微孔半径大。用高光谱技术测定胡萝卜薄片干燥过程中的含水率,发现在同一时间点上,中心部位的含水率始终高于边缘部位,两部位的含水率变化率基本相同,说明物料中心和边缘部位的水分迁移相互独立,水分沿横向迁移不明显,由于中心部位的初始含水率高,所以中心部位对红外辐射能量的利用率更高。在新鲜胡萝卜和干燥后样品的同一位置取样,根的上部方向为上表面,根冠的方向为下表面,利用透射电镜对细胞的超微结构进行对照观察,由透射电镜图像分析得到:失水后的细胞内容物沉积于细胞壁横截面的四周,与细胞壁紧密结合在一起,降低了该区域细胞壁的通透性;在细胞壁横截面的顶部和底部,未发现细胞内容物形成的干物质沉积,孔隙的通透性较高。在垂直于区室壁的方向上,水迁移受到的阻力较大,物料中的水主要沿区室连通的方向进行迁移。研究结果为胡萝卜横向切片具有较高�; 刘玉辉王相友魏忠彩; 关键词：光谱超微结构胡萝卜

胡萝卜切片红外干燥特性与数学模型被引量：15: 2013年; 利用红外辐射干燥试验装置对胡萝卜切片红外干燥特性进行了研究,通过不同条件的干燥试验,得到胡萝卜切片干燥特性曲线。试验表明:干燥温度为75℃,切片厚度为5 mm,辐照距离为140 mm时干燥效果较佳。通过对建立的3种干燥模型进行拟合对比,表明Page模型能较好地描述胡萝卜切片的干燥过程。相同条件下Page模型和Midilli模型均与实测值相吻合,但Page模型更便于建模和计算。; 王相友张海鹏张丽丽孙传祝; 关键词：胡萝卜

马铃薯近红外光谱无损检测影响因素研究被引量：2: 2023年; 为提高马铃薯近红外光谱快速无损检测的准确性和稳定性,对比了光纤光源、卤素灯杯光源和环形光源三种光源条件下的光谱,结果显示环形光源的光谱噪声最小,辐照强度与均匀度最好。该工作对光源功率、光源距马铃薯表面距离以及光纤距马铃薯表面检测点距离进行研究,通过三因素三水平响应面试验,评价不同因素水平条件下对马铃薯可溶性固形物含量的光谱模型预测效果,得到最优参数组合为光源功率238.33 W,光纤探头距样品表面距离8.17 mm,光源距样品表面距离370 mm,并建立可溶性固形物定量预测模型。在最优参数条件下,预测偏最小二乘回归模型(PLSR)的相关系数优化到0.867,均方根误差0.149°Brix。为进一步消除设备及环境噪声,通过不同预处理算法降低噪声的干扰,结果显示标准变量排序法去噪效果最好,PLSR预测相关系数可达0.914,预测均方根误差降低到0.132°Brix,既能有效去噪又有较好的预测效果。试验结果表明,响应面试验优化检测环境和条件能有效提高马铃薯品质检测的预测精度,为近红外光谱马铃薯无损检测环境搭建和设备选型提供技术参考。; 韩岷杰王相友许英超崔英俊吕丹阳; 关键词：马铃薯可溶性固形物影响因素光源

胡萝卜薄片红外干燥光学特性研究被引量：1: 2021年; 为揭示胡萝卜薄片在红外干燥过程中的光学特性,观察并分析了胡萝卜薄片的外观品质,测量了胡萝卜髓部和皮层部所含可溶性固形物含量,对干燥过程中薄片髓部和皮层部两表面进行了质构测定,并对其表面的全光谱反射特征、吸收光谱与超微结构进行了分析。研究表明:物料单位能耗与绝对温度的5次方呈线性负相关;当物料含水率降至20%时,出现明显褐变,说明红外干燥比同温度下热风干燥的物料褐变程度高;在物料表面温度60℃时干燥1.5 h,物料髓部上表面硬度高于下表面,皮层部下表面硬度高于上表面,说明此时髓部上表面含水率高于下表面、皮层部上表面含水率低于下表面,皮层部表面对红外线吸收能力强;在350~2 500 nm光谱曲线上,物料皮层部对任意波段光的反射率均高于髓部,且在短波段差异更明显;扫描电镜图像显示,物料髓部比皮层部孔隙直径大、迂曲度低,有利于红外线向深层传递;透射电镜图像显示,物料皮层部比髓部细胞内颗粒物数量多、颗粒大。根据散射理论,在物料皮层部,短波段光发生了米氏散射,长波段光发生了瑞利散射;在物料髓部,短波段光发生了瑞利散射,几乎没有米氏散射;在同一部位,表面粗糙多孔的横切薄片比平整致密的纵切薄片对光的反射率低。; 刘玉辉李腾训王相友魏忠彩; 关键词：胡萝卜光学特性散射能耗

红外辐射干燥胡萝卜切片结构特性研究被引量：7: 2016年; 在不同干燥条件下进行胡萝卜切片红外辐射干燥试验,对表观密度、孔隙率、体积比和体积收缩系数进行了研究。结果表明:表观密度与辐射距离、辐射功率成反比,孔隙率随着含水率的减小而增大,样本厚度与孔隙率成反比,辐射距离与孔隙率成正比,辐射功率在一定范围与孔隙率成正比,超过该范围成反比;为确定适合胡萝卜收缩率和干基含水率比的数学模型,分别基于二次多项式利用线性最小二乘法、指数方程利用非线性最小二乘法对试验数据进行了拟合,得出二次多项式模型拟合较优,能够更好地预测红外干燥过程中胡萝卜收缩率和干基含水率比之间的关系。; 张丽丽王相友魏忠彩孙传祝; 关键词：胡萝卜结构特性

红外辐射对胡萝卜切片脱水作用机制研究被引量：5: 2021年; 为揭示不同形态的水在胡萝卜干燥过程中的迁移机制,探明不同形态水在干燥过程中的相互作用和相互转化关系,利用低场核磁共振技术对自由水、不易流动水和结合水3种形态水的分布和迁移规律进行分析。研究表明,在干燥前期主要脱除的是自由水,在干燥后期主要脱除的是结合水;在干燥前期,有少量的自由水向结合水转变,说明在此期间有细胞生命活动参与;在干燥后期,结合水向自由水转变。对红外和热风两种干燥方式下的扫描电镜图像进行分析,发现经红外干燥的物料比面小、空隙尺寸大、空隙迂曲度低、结构松散、通透性好、渗流能力强,有利于水的迁移,说明在红外干燥过程中,物料中的空隙在不同方向上所受的应力均衡。透射电子显微镜图像显示,经红外干燥的物料,其细胞空间架构规则有序,细胞膜、液泡膜及各种细胞器膜均消失,细胞器所占区域变小。这是因为有机质中内嵌的结合水在获取红外辐射能量后从复合结构中分离出来,失去连接纽带的生物大分子裂解为小分子。由于红外辐射将胡萝卜中大的水分子团簇分解为小的水分子团簇,水的粘度降低、流动性增强、渗透能力增强、迁移能力增强,因此,红外干燥具有更高的干燥效率。; 刘玉辉王相友魏忠彩; 关键词：胡萝卜迁移超微结构热风干燥

山药切片红外干燥温度神经网络预测被引量：11: 2014年; 在不同单位辐射功率和辐射距离下对山药切片进行了红外辐射干燥温度试验。基于温度试验数据,通过Matlab神经网络工具箱,采用最速梯度下降法和L-M算法对这些数据分别进行了训练,将训练好的BP神经网络对山药切片进行温度预测。结果表明:L-M算法优于传统的最速梯度下降法,提高了BP神经网络的收敛速度和泛化能力,预测误差较小,适用性较强,可较好地预测红外干燥过程中山药切片的温度变化。; 张丽丽王相友张海鹏; 关键词：山药神经网络

不同辐射条件对双孢蘑菇干燥过程及复水特性的影响被引量：1: 2015年; 在不同红外辐射干燥的条件下对双孢蘑菇进行了试验研究,辐射强度和物料厚度对红外干燥时间影响较大,辐射距离对红外干燥时间影响相对较小;复水试验结果表明,当样本厚度为5 mm,辐射强度为4.0 k W/m2,辐射距离为10 cm时,样本的复水比率最大;样本厚度和红外辐射强度对干燥后的双孢菇片复水比影响显著,而辐射距离影响较小。; 张秀德张丽丽; 关键词：双孢菇复水比

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国家自然科学基金(31271908)

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