【摘 要】
:
浆果风味独特、富含花青素,具有较高的营养价值,但新鲜浆果含水率高容易腐败,失去其营养和商品价值。连续式微波干燥技术具有处理量大、干燥速率快等优点,可满足新鲜浆果对快速、及时干燥的需求。然而,在浆果连续式微波干燥过程中存在温度不易控制、干燥速率与浆果中活性物质保留矛盾的问题,限制微波技术在浆果加工产业中的广泛应用。为解决上述问题,以代表性浆果黑加仑为试验对象,试验物料为黑加仑果浆(以下统称为果浆),
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目(32072352); 东北农业大学学科团队项目(54940712);
论文部分内容阅读
浆果风味独特、富含花青素,具有较高的营养价值,但新鲜浆果含水率高容易腐败,失去其营养和商品价值。连续式微波干燥技术具有处理量大、干燥速率快等优点,可满足新鲜浆果对快速、及时干燥的需求。然而,在浆果连续式微波干燥过程中存在温度不易控制、干燥速率与浆果中活性物质保留矛盾的问题,限制微波技术在浆果加工产业中的广泛应用。为解决上述问题,以代表性浆果黑加仑为试验对象,试验物料为黑加仑果浆(以下统称为果浆),在微波工作站中进行台架试验研究浆果微波干燥特性,分析干燥过程中温度和含水率对花青素保留率的影响;建立描述花青素保留率随温度、含水率变化模型,得出保证干燥品质和效率的临界温度,基于此模型搭建浆果连续式微波干燥品质控制系统;通过中心组合试验探究品质控制系统的可控制参数(三阶段温度、表观风速)对干后果浆平均温度、花青素保留率、平均含水率的影响,优化品质控制参数;提出模糊补偿控制法,优化控制系统,进一步改善控制效果。主要研究内容和结论如下:(1)研究不同微波强度(2~10 W/g)下浆果干燥特性和花青素降解规律。提高微波强度,果浆升温加快,且物料到达安全含水率的上限温度变高。花青素降解速率随着果浆温度升高和含水率降低而加快。微波强度处于8~10 W/g时,干燥速度较快,但高温使花青素大量降解;微波强度处于2~4 W/g时,果浆温度相对较低,但干燥时间过长也会引起花青素大量降解;微波强度为6 W/g时浆果干后花青素保留率最高(40.27%)。(2)建立模型描述浆果连续式微波干燥过程中温度和含水率对花青素保留率影响,确定保证干燥品质及效率的临界温度,在此基础上设计连续式微波干燥机品质控制系统,通过反馈控制方法控制浆果在临界温度范围内完成干燥。相同条件下与开环控制进行对比,浆果花青素保留率从32.48%提高到68.21%,可保证花青素保留率和干燥效率。(3)提出浆果微波变温干燥工艺,保证浆果干燥品质并提高干燥效率。以三阶段温度(I、II、III)、表观风速为试验因素,以干后平均温度、干后花青素保留率、干后平均含水率为评价指标进行中心组合试验。确定最优控制参数组合:第I阶段温度50℃、第II阶段温度48℃、第III阶段温度51℃、表观风速2 m/s,优化后的干后花青素保留率、干后平均温度、干后平均含水率分别为90.87%、60.33℃、13.89%。(4)以目标温度和表观风速为输入量,补偿温度为输出量,设计适用于浆果连续式微波干燥品质控制系统的模糊补偿控制器,消除微波干燥时相邻磁控管响应不同步对干燥后期控制效果与干后平均温度的影响,提高控制精度。验证结果表明,该方法可保证浆果在设定温度范围内完成干燥,并保证干燥后期控制效果。
其他文献
大豆是我国重要的粮食兼油料作物之一,每年大豆病害发生极易造成大豆大量减产和品质下降,数字化赋能农作物病害诊断成为智慧植保的研究热点。由于在实际田间下采集大豆叶片病害耗时耗力,采集样本数量可能未满足训练数量,使得采用深度学习识别大豆叶片病害的识别率较低,因此,为了使模型能够在大豆叶片病害图像不充足的情况下取得一个良好的识别精度和提高模型的泛化性能,有必要提出一种实时且精准的大豆叶片病害识别模型。本文
学习者生成性绘图是一种有效的学习策略,能够促进学习者对于科学文本的理解。但是,绘图可能给学习者造成一定的外部认知负荷,从而影响学习效果。此外,目前关于学习者生成性绘图的研究主要集中在个体学习领域,很少有研究者探讨合作学习中的生成性绘图。基于此,本研究首先探讨学习者生成性绘图对高中生科学文本学习的影响,包括学习结果、认知负荷、学习兴趣等。此外,将合作学习与学习者生成性绘图相结合,探讨合作能否促进学习
近年来,我国在加快推进城镇化和现代化建设的进程中取得了显著成效,然而经济社会的快速发展和无序扩张不可避免地导致了日益严重的生态环境问题,其中地区性的空气污染尤为突出。严重的空气污染不仅危害公众健康,也对农业生产、交通运输、旅游出行等各行各业的发展造成了极大的负面影响。当前,出台切实可行且有效满足公众需求的空气污染治理举措已迫在眉睫。科学评估空气质量改善的经济价值、明晰空气污染治理的公众偏好可为空气
农业是国家的第一产业,支撑着国家的社会活动与科技发展。确保农林牧渔产业健康发展始终是国家“三农”工作的头等大事。黑龙江是全国农业生产的大省,评价并预测黑龙江省的农业生产潜力对保障国家粮食安全、农业生产布局优化、资源综合管理、促进资源可持续发展具有重要意义。论文综合分析黑龙江省农业生产以及发展现状,构建了农业生产潜力评价系统指标体系,使用组合赋权法构建了评价模型,并对黑龙江省农业生产潜力进行评价,引
大型秸秆生物天然气工程是实现“3060双碳”目标的重要途径。目前我国的大型生物天然气工程发展存在着自负盈亏能力差、资金投入不足且激励政策的落实难度大的问题。对大型生物天然气工程项目碳减排量的有效核算,能够加快作为负碳行业在碳交易系统中获得额外收入的进程,继而助力行业的快速发展。本研究基于CDM方法学,构建了适用于生物天然气工程的碳排放核算方法;使用构建的计量方法对实际生物天然气工程的碳排放量进行核
玉米是世界上种植范围最广的作物,因其具有很强的耐旱性、耐寒性、耐贫瘠性和环境适应性被广泛种植于全国不同地区。然而因坡耕地具有作业难度高、保墒能力差、不适用于大型农具作业等特点,严重制约了中国精量播种技术的发展。在东北坡耕地占总耕地面积60%以上,其中玉米作为坡耕地的主要作物,其作业质量直接影响着中国粮食安全,因此保证坡耕地工况下玉米播种质量具有重要意义。精密播种技术因其具有节种、株距行距均匀、免间
免耕播种装备是保护性耕作的典型机具,可在未经翻耕的、秸秆覆盖和保留根茬的土壤条件下进行精量播种作业,对改善土壤结构,防止水土流失、减少空气污染,达到蓄水保墒的目的具有重大意义。但免耕播种作业环境恶劣,秸秆、残茬和杂草置于地表,土壤硬度大,要求免耕播种装备具有防堵耐磨、强度高、硬度大等性能,且针对不同地区、不同保护性耕作制度需求,因此设计制约元素多、机具结构复杂、实验经验要求高,设计免耕播种装备时需
沼气工程是较为成熟的生物质能源利用手段之一,对达成“3060双碳”目标具有重要作用。然而,我国沼气工程实际有机负荷低,经济效益差,严重的制约了其发展。高负荷条件下运行能够获得较好的经济效益,但是易发生酸化失稳。因此,亟待探究复杂厌氧发酵体系中互营挥发酸降解产甲烷过程以提升高负荷厌氧发酵的挥发酸降解效率。基于此,本研究在中温(35±1℃)条件下,分别以丙酸、丁酸作为厌氧发酵系统的唯一底物,评估厌氧发
新鲜小浆果含水率超过80%,易腐烂变质,造成经济损失。小浆果脆片是新型浆果食品,口感酥脆、营养丰富,小浆果加工脆片不仅有效解决新鲜浆果不易贮藏问题,而且丰富浆果产品种类、提高浆果利用率和经济附加值。微波膨化已广泛应用于小浆果膨化产品加工中,在产品品质、加工效率等方面优势显著。为探究连续式微波干燥机膨化小浆果脆片的工艺,以蓝靛果浆果为原料,添加甜味剂和淀粉制备小浆果鲜片,首先分析鲜片质量、气流速度和
基于精饲料和粗饲料均衡配比的全混合日粮(简称日粮)饲喂技术已得到广泛应用。由于日粮各成分之间的物理特性差异大,混合不易均匀,进而会导致奶牛挑食,因此研发适用的日粮混合机械对日粮饲喂技术的推广有重要意义。我国对日粮混合机械的研发起步较晚,目前仍处于跟踪阶段,针对日粮混合的深入研究较少。明晰日粮混合机械的混合机理可以为相关机械的设计与优化提供理论支持。为此,针对提出的一种单轴卧式双层桨叶式日粮混合机,