花椒真空干燥動力學模型及干燥工藝研究.pdf

1、新鮮花椒采收后含水率高達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)，對花椒的運輸、貯藏等起到重要的作用，但若干燥處理不當，則會造成花椒品質(zhì)嚴重受損，營養(yǎng)物質(zhì)流失嚴重，降低其經(jīng)濟效益。傳統(tǒng)的干燥方式存在干燥效率低、干燥品質(zhì)差等缺點，而真空干燥是一種新型熱門的干燥技術，具有節(jié)能、環(huán)保、干燥品質(zhì)好等優(yōu)點。本文將采用真空干燥對花椒進行以下幾個方面的研究：
　　（1）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)對花椒進行三水平三因素的全面試驗研究。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作為模型評價指標對水分比-時間干燥曲線進行了7種經(jīng)典數(shù)學模型的擬合，結果表明三次多項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)學模型。

3、　　（2）建立花椒真空干燥 BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型。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)絡工具箱對全面試驗的25組896個試驗數(shù)據(jù)作為訓練樣本進行訓練，再把另外2組試驗作為檢驗樣本進行擬合檢驗，結果表明 BP神經(jīng)網(wǎng)絡模型擬合性很高，兩個檢驗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)絡能直接準確的預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行解析及模型建立。結果表明，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，有效水分擴散系數(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初探花椒真空干燥品質(zhì)。試驗結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進行了三元二次旋轉回歸組合試驗設計，借助Design-Expert8.0軟件工具，通過響應面法進行單指標參數(shù)優(yōu)化，再通過加權評分法進行多指標綜合優(yōu)化最終確定花椒真空干燥的最佳工藝參數(shù)