吸附式低温干燥马铃薯粒干燥模型的研究

【作者】 孙庆梅； 朱跃钊； 陈海军； 韩海涛； 崔群； 姚虎卿；

【机构】 南京工业大学；

【摘要】 果蔬多为热敏性物质,在干燥过程中,由于干燥方法、操作参数等的影响会导致其质量降低。吸附式低温干燥作为一种全新的食品脱水方法,运用吸附除湿原理,提供低温低露点的气流对蔬菜进行低温脱水分离。它不仅可以利用低温较好的保持物料的原色原味和营养成分,复水率高,而且整个系统能耗低,无环境污染,温度控制在10～30℃范围内,尤其适合热敏性物质的干燥。目前,国内该研究尚处于起步阶段,对其过程的传热传质机理研究尚不完善,还需对该过程的干燥动力学进行深入研究,进一步实验研究干燥空气的温湿度和流速以及物料性质对果蔬干燥过程及其品质的影响,为吸附式低温干燥技术产业化提供基础研究和设计依据。本文对马铃薯粒的吸附式低温干燥过程进行研究,建立了数学模型并求解。干燥过程可分为初始阶段(调整阶段)、第一时期(即恒速干燥阶段)和第二时期(即降速干燥阶段)三部分。调整阶段受预处理影响较大,由于干燥温度低,所需时间也较短,在此不加讨论。在恒速干燥阶段,物料内部的水分(主要为非结合水分)向表面传递的速率和水分自物料表面蒸发的速率相等,干燥速率基本上不随物料含水率而变,其大小取决于物料表面水分的蒸发速率。降速干燥阶段,由于水分自物料内部向表面移动的速率赶不上表面水分蒸发速率,因此干燥速率逐渐减小,物料表面不能维持全部湿润,蒸发面逐渐向物料内部移动。可见,恒速干燥阶段和降速干燥阶段的推动力是不同的,所以本文对这两个阶段分别建立数学模型,并求其分析解,结合实验,选取适当的参数值,绘制干燥特性曲线,与实验测得的干燥特性曲线进行比较。研究结果表明:(1)得出马铃薯吸附式低温干燥的数学模型。(2 )通过推导出的含水率的表达式、干燥速率表达式确定影响它们的因素,与实际情况相符。(3)建模计算结果(MR -t曲线)和实验值吻合较好,最大误差不超过10 % ,本文采用的模型较好地描述了马铃薯吸附式低温干燥过程的降水规律。更多还原