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南瓜片真空脉动干燥特性及含水率预测

白竣文; 周存山; 蔡健荣; 肖红伟; 高振江; 马海乐 农业工程学报 2017年第17期

摘要:为探索南瓜片真空脉动干燥特性,并实现干燥过程中南瓜的含水率预测,该文研究了不同常压保持时间、真空保持时间、干燥温度和切片厚度对南瓜干燥时间和速率的影响;利用温度传感器实时采集南瓜在干燥过程中的中心温度,阐述压力脉动过程对物料传热传质的影响;建立了输入层个数为5,隐藏层个数为11,输出层为南瓜含水率,结构为"5-11-1"的BP神经网络模型,实现对南瓜含水率实时预测。结果表明:真空保持时间和常压保持时间均对南瓜干燥时间有显著影响,干燥温度60℃,切片厚度7 mm条件下,常压保持时间10 min和真空保持时间9 min所用干燥时间最短,约为352 min;干燥温度和切片厚度均对干燥时间有显著影响,提高干燥温度、减少切片厚度能够有效缩短干燥时间。采用Levenberg-Marquardt算法为训练函数,经过有限次训练得到的BP神经网络模型,其预测值与实测值之间的决定系数R2为0.996 8,均方根误差RMSE为0.017 3,能够很好预测南瓜在真空脉动干燥过程中的含水率。研究结果为南瓜真空脉动应用以及含水率在线预测提供理论依据。

关键词:干燥水分预测动力学神经网络

单位:江苏大学食品与生物工程学院; 镇江212013; 中国农业大学工学院; 北京100083

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