油茶籽热泵干燥特性及模型的研究

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1、油茶籽热泵干燥特性及模型的研究基金项目：林业公益性行业科研专项经费项目（201504703）；广东省科技计划项目（2016A020209006）收稿日期：2017-04-04作者简介：吴雪辉，女，1965年出生，教授，粮油食品加工吴雪辉1,2*龙婷1王泽富1蓝梧涛1（华南农业大学食品学院1，广州510642）（广东省油茶工程技术研究中心2，广州510642）摘要为设计、制造油茶籽热泵干燥机提供理论依据，研究不同温度和相对湿度条件下油茶籽的热泵干燥特性，采用7个常用的干燥数学模型和BP神经网络模型对油茶籽热泵干燥过程进行拟合。结果

2、表明，油茶籽的热泵干燥分加速和降速两个阶段，以降速阶段为主，温度越高，相对湿度越低，干燥时间越短，有效水分扩散系数越大，相对湿度为10%和50%时，50、60、70℃下干燥至干基水分含量2%所需的时间、最大干燥速率、有效水分扩撒系数分别为：21.5h、22.5h，14h、17h，10h、14h，14.0g×(g×h)-1、13.8g×(g×h)-1，18.6g×(g×h)-1、17.0g×(g×h)-1，25.0g×(g×h)-1、20.1g×(g×h)-1，2.830×10-9m2/s、2.809×10-9m2/s，3.784

3、×10-9m2/s、3.470×10-9m2/s，6.503×10-9m2/s、4.963×10-9m2/s；油茶籽热泵干燥所需的活化能为32.0kJ/mol，从油茶籽中去除1kg水分需要的最低能量是1778kJ，耗电约0.49kW×h。常用的7种干燥数学模型中Midilli模型的平均R2值最大、平均RMSE值、SSE值和平均χ2最小，拟合度最高，所得理论值和实验值之间的平均相对误差为8.97%；而BP神经网络模型在训练、校验、测试过程中，模型拟合度均达0.999以上，仿真结果与实验值间的平均相对误差为4.57%，说明BP神经网

4、络模型能更好的表征油茶籽热泵干燥过程，更准确的预测油茶籽热泵干燥过程中水分含量的变化规律。关键词油茶籽干燥温度相对湿度热泵数学模型BP神经网络中图分类号：TS222+.1;TS223.2文献标识码：A文章编号：DryingCharacteristicsandModelsforHeatPumpDryingofCamelliaOleiferaSeedWuXuehui1,2*LongTing1WangZefu1LanWutao1（FoodCollegeofSouthChinaAgriculturalUniversity1,Guangz

5、hou510642）（GuangdongProvinceEngineeringTechnologyResearchCenterofCamelliaOleifera2,Guangzhou510642）AbstractInordertoprovidetheoreticalbasisforthedesignandmanufactureofheatpumpdryerforthecamelliaoleiferaseed,thecharacteristicsofheatpumpdryingforcamelliaoleiferaseedsun

6、derdifferenttemperatureandrelativehumiditywerestudied.DryingcurveswasfittedbysevenkindsofdryingmathematicalmodelsandtheBPneuralnetworkmodel.Theresultsshowedthattheprocesscouldbedividedinto2stages,i.e.thefirststagewasaccelerationandthesecondstagewasdecelerationwhichwa

7、sthemainstage.Thehigherthedryingtemperatureandthelowerrelativehumidity,theshorterdryingtimeandthegreatereffectivewaterdiffusioncoefficientwouldbe.Whentherelativehumiditywas10%,withthetemperaturerisingfrom50to70℃,themaximumdryingratewas14.01,18.59and24.98g×(g×h)-1;the

8、dryingtimewas21.5,14and10h;theeffectivewaterdiffusioncoefficientwas2.8297×10-9m2/s,3.7842×10-9m2/s,6.5025×10-9m2/s,respectively.Whe