苹果切片热风干燥过程中的热湿传递研究.pdf

山东建筑大学硕士学位论文 摘 要 苹果切片热风干燥即能够延长储存时间，也能有效增加果品的附带价值。为了对 干燥过程中的热湿传递及水分蒸发过程进行探究，同时解决苹果切片热风干燥传统工 艺中所面临的干燥制品品质差，干燥效率较低，干燥时间过长以及干燥时间无法预测 等问题，本文通过实验和数值模拟两部分来对苹果切片干燥过程进行研究。 热风干燥过程中苹果切片的尺寸对干燥时间、复水比、切片色泽有较大的影响， 本文以圆柱形苹果切片为例，通过对不同厚度和不同半径的苹果切片进行热风干燥实 验，通过分析切片厚度和直径对干燥时间、复水比、切片色泽的影响，确定合适的干 燥切片厚度约为7mm，切片半径为20mm。 以热风干燥试验台为基础，运用Comsol软件，通过建立苹果切片干燥的MPMM(多 相多孔介质模型)，进行数值模拟分析发现，干燥是一个从前向后，由外至内的一个过 程，切片前端的干燥速率要明显大于后端，且水分蒸发主要在切片表面的某一区域进 行。 通过改变苹果切片的三个干燥工艺参数，送风温度、送风风速和送风相对湿度， 分析了三种参数的变化对切片内水分传递的影响，并探究了参数变化对干燥时间和干 燥不均匀度的影响规律，综合比较选取最佳送风温度为50℃，送风速度为1m/s，送风 相对湿度40%。 最后为了对苹果切片热风干燥过程中干燥时间进行预测，利用最小二乘法对不同 送风参数下非线性多元函数进行拟合，通过Origin 软件进行拟合计算，得出了20%， 30%，40%三种不同相对湿度下干燥时间t 随风速v 和温度T变化的函数关系式，并通 过对拟合函数的精度进行了验证，保证了拟合数据的准确性，为实际工艺生产过程提 供了指导。 关键词：苹果片热风干燥，实验研究，数值模拟，最佳参数，多元拟合 I 山东建筑大学硕士学位论文 Study onHeat andMoistureTransferinAppleSlicesDuringHotAir Drying ZhangDa-peng （Architectureand CivilEngineering ） Directedby Fang-Liu ABSTRACT The hot air drying of apple slices can extend the storage time and effectively increase the incidental value ofthe fruit.In order to explore theprocess of heat and moisture transfer andwater evaporation in the dryingprocess,and at the sametime solvetheproblemsofpoor quality, low drying efficiency, too long drying time and unpredictable drying time in the traditional process of apple slice hot air drying, This article studies the apple slice drying processthrough twoparts:experiment andnumerical simulation. In the process of hot air drying, the size of apple slices has a greater impact on drying time, rehydration ratio, and slice color. This article takes cylindrical apple slices as an example. Through the hot air drying experiment