硕士论文-芋头片微波干燥特性及其工艺优化试验研究，共90页，50466字
摘 要
芋头营养价值丰富，并且其口感清爽，具有独特的芋香味，是天然的保健食品。芋
头深加工食品芋头粉是我国许多地方重要的出口品种。然而芋头粉加工工艺中芋头干燥
技术一直比较落后，存在干燥过程时间长、能耗大、干燥后产品褐变严重，质量不佳等
问题，因此对芋头干燥工艺进行研究具有一定的社会、经济意义。本文采用微波干燥方
式对芋头片的干燥特性和干燥工艺进行了研究，主要研究内容如下：
通过芋头片微波干燥动力学试验，研究了芋头片在微波干燥条件下的干燥特性、
温度特性，研究结果表明: 芋头片微波干燥失水过程可分为加速干燥、恒速干燥和降
速干燥三个阶段。其温度变化过程由预热期、恒温期和升温期组成，并且芋头片存在
由中心到表面的温度梯度。质量比微波功率、芋头片厚度对干燥强度和温度变化有影
响。
通过芋头片微波薄层干燥试验研究，得出芋头片微波薄层干燥模型可用经验数学模
型 Page 方程 MR?? exp???? Kt N??描述，方程中常数 K 和 N 受质量比微波功率影响。
通过芋头片微波干燥工艺研究及工艺优化研究，研究了质量比微波功率、切片厚
度、物料形状对干燥强度及物料温度变化、复水性、色泽变化、单位能耗的影响，并
提出了变功率微波干燥工艺，建立了分别以复水性、色泽变化、单位能耗、失水速率
为指标，以前期质量比微波功率、转换功率物料含水率、后期质量比微波功率、芋头
片厚度为影响因素的回归模型，并得出了分别以复水性、色泽变化、单位能耗、失水
速率为指标的最佳干燥工艺参数和以复水比、色泽参数、单位能耗、失水速率为综合
指标的最佳干燥工艺参数。综合指标的最佳干燥工艺参数是：前期质量比微波功率为
3.1 W / g 、转换功率物料含水率 0.69 kg / kg ( D?? b )、后期质量比微波功率 0.85 W / g 、
物料厚度 2 mm 时，综合指标达到最优，此时各个单指标值分别为物料复水比 4.47、
单 位 能 耗 0.58 KW?? h?? kg??1 、 物 料 色 泽 参 数??E?? ab 1.6325 ， 失 水 速 率
57.1( D?? b ) %?? min??1 。
关键词：微波，干燥，芋头，模型，工艺
目录
摘 要 ...................I
1.绪 论 ............... 1
1.1 选题背景及意义............... 1
1.2 微波干燥原理与特点....... 2
1.2.1 微波与材料的相互作用 3
1.2.2 水的微波特性................ 6
1.2.3 微波干燥机理................ 7
1.2.4 微波干燥特点................ 8
1.3 微波干燥研究概况........... 9
1.3.1 微波干燥理论研究概况................... 9
1.3.2 微波干燥设备研究概况.................. 10
1.3.3 物料微波干燥研究概况.................. 11
1.4 研究内容..... 14
2 芋头片微波干燥动力学研究................ 15
2.1 物料的一般干燥特性..... 15
2.2 试验台及试验参数的调整................. 16
2.2.1 试验原理及试验台设计.................. 16
2.2.2 试验参数的选取.......... 17
2.3 试验目的、指标、试验因素及水平. 18
2.4 试验材料及方法............. 19
2.5 试验结果及分析............. 20
2.5.1 不同质量比功率下芋头片干燥特性、温度特性 .................. 21
2.5.2 不同切片厚度芋头片的干燥特性、温度特性 .. 21
2.5.3 芋头片不同深度处温度变化.......... 23
2.6 本章小结..... 24
3 芋头片微波薄层干燥模型研究............ 25
3.1 试验指标、试验因素及水平............. 25
3.2 试验材料设备及方法..... 26
3.3 试验结果及分析............. 27
3.3.1 试验结果.. 27
3.3.2 干燥模型的选择.......... 28
3.3.3 干燥模型参数的确定.. 30
3.4 本章小结..... 31
4 芋头片微波干燥工艺研究 32
4.1 试验台及试验参数的调整................. 32
4.2.试验目的、指标、试验因素及水平. 33
4.3 试验材料设备及方法..... 34
4.4 试验结果及分析............. 36
4.4.1 质量比微波功率对各指标的影响.. 36
4.4.2 切片厚度对各指标的影响.............. 39
4.4.3 物料形状对各指标的影响.............. 43
4.5 本章小结..... 46
5 芋头片微波干燥工艺优化研究............ 47
5.1 试验目的及材料设备..... 47
5.2 试验方法..... 47
5.2.1 试验设计.. 47
5.2.2 试验指标.. 49
5.2.3 试验步骤.. 50
5.3 试验结果及分析............. 51
5.3.1 干燥工艺参数对芋头片复水性的影响 .............. 52
5.3.2 干燥工艺参数对干燥过程单位能耗的影响 ...... 56
5.3.3 干燥工艺参数对芋头片色泽变化的影响 .......... 59
5.3.4 干燥工艺参数对芋头片失水速率的影响 .......... 64
5.3.5 干燥工艺综合指标优化.................. 67
5.4 本章小结..... 67
6 结论与建议... 69
6.1 结论............. 70
6.2 进一步研究建议............. 70
参考文献 .......... 72
致谢 .................. 75

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