科研产出
芒果微波干燥特性及数学模型研究
《食品科技 》 2024 北大核心
摘要：为研究芒果微波干燥特性，并确定其最适干燥动力学模型。以芒果为原料，探讨不同微波功率（1250 W和2500 W）和切片厚度（8、10、12 mm）对芒果干基含水率和干燥速率的影响；其次，采用6种常见的数学模型对微波干燥进行非线性拟合，得到芒果微波干燥动力学模型。结果表明，芒果微波干燥过程主要表现为升速阶段和降速阶段。微波功率越大，干燥速率越快，干燥耗时越短；切片厚度越大，干燥速率越慢，干基含水率到达平衡所需时间越长。芒果微波干燥过程中的水分有效扩散系数随微波功率增加而增大。通过模型拟合发现，Wang and Singh模型是芒果微波干燥的最佳模型，具有最大决定系数R~2（0.9957）、最低卡方χ~2（0.0005）和最小残差平方和RSS（0.0079），可有效描述芒果微波干燥过程。
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离子液体催化乙酸和乙醇酯化反应动力学的分析
《高校化学工程学报 》 2021 EI 北大核心 CSCD
摘要：针对传统催化剂浓硫酸腐蚀性强、无法回收等问题,以绿色环保的离子液体1-磺酸丁基-2-甲基吡啶硫酸氢盐为催化剂,探讨离子液体对乙酸和乙醇酯化反应合成乙酸乙酯的动力学性能影响。在温度为313.15～333.15 K、催化剂浓度在0.07～0.27 mol·L~(-1)、初始乙酸和乙醇的量比为0.56～1.5的条件下,考察各因素对反应转化率的影响。根据二级可逆反应机理建立酯化反应动力学的溶液非理想均相(NIH)模型,并采用溶液理论中非随机双液体模型方程(NRTL模型)修正混合液体的非理想性质。通过动力学数据拟合获得模型中的动力学常数、反应活化能和指前因子等参数。随着温度和离子液体催化剂浓度上升,乙酸的反应速率逐渐增大,但平衡转化率基本不变,当初始乙酸和乙醇的量比为1时,乙酸乙酯产量最高。正反应活化能为49.48 k J·mol~(-1),逆反应活化能为53.78 k J·mol~(-1);正反应指前因子为7.25×10~5L~2·mol~(-2)·min~(-1),逆反应指前因子为3.87×10~5 L~2·mol~(-2)·min~(-1)。结果表明模型预测值与实验值一致,证明了NIH模型适用于该离子液体催化乙酸乙酯反应动力学体系。
关键词： 离子液体催化剂 1-磺酸丁基-2-甲基吡啶硫酸氢盐 动力学模型 酯化反应
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香芋粒热泵干燥特性及其动力学模型研究
《应用化工 》 2021 北大核心 CSCD
摘要：通过考察不同干燥温度、铺料层数及香芋粒粒度对冻融香芋粒热泵干燥曲线和热泵干燥速率曲线的影响,为描述和预测香芋粒热泵干燥过程中水分含量变化提供理论依据.以荔浦芋为原料,研究了香芋粒热泵干燥特性,并通过对香芋粒热泵干燥实验数据进行拟合,建立了定量描述香芋粒热泵干燥特性规律的动力学数学模型.干燥温度、铺料层数及香芋粒度均对香芋粒热泵干燥特性有重大影响,随干燥温度升高、铺料层数减少、香芋粒度降低,干燥速率增大,香芋粒干燥至终点水分含量所需干燥时间缩短;香芋粒热泵干燥存在加速、恒速和降速3个阶段,干燥过程动力学符合Page模型,数学表达式为ln(-lnMR)=-2.456-0.147H+0.027L-0.207T+(0.563+0.013H-0.001L+0.051T)1nt,模型拟合显著性水平F为590.836,r2=0.985,拟合度高.结论Page模型可用来描述和预测香芋粒热泵干燥过程中水分含量变化.
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