果蔬热风干燥技术的研究进展(原稿)

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1、植物性原料薄层热风干燥技术的研究进展1前言1.1薄层干燥原理薄层干燥是物料的每一部分都充分暴露在相同条件下的干燥,物料厚度一般小于2cm。薄层干燥是食品物料干燥的基本形式,是深床干燥的基础。了解薄层干燥特性是了解其他干燥特性的基础。薄层干燥的研究是为了探讨在一定的风温、风速以及相对湿度的条件下,物料含水率随时间的变化规律,并进一步建立薄层干燥方程,以便利用计算机进行物料干燥过程模拟,为优化干燥工艺和指导物料干燥机设计提供依据[应巧玲，励建荣，傅玉颖，等.食品薄层干燥技术的研究进展[J].中国粮油学报，2010，25（5）：115-120

2、]。热风干燥是传统的干燥方法，是依据热传导效应，将热量从干燥介质传递给物料，物料吸收热量后，产生两个扩散，即水分由物料表面到干燥介质中的外扩散，以及物料内部水分到物料表面的内扩散，两个扩散持续进行，直到物料中水分下降到一定程度而达到干燥的目的。热风干燥是在高温(55℃以上)和有氧条件下进行的，干燥过程中，发生许多化学变化，如酚类物质会在氧化酶的催化下发生氧化，维生素类在高温下易被破坏，氨基酸和糖高温下发生美拉德反应等。热风干燥的温度和时间是影响物料中营养成分变化的主要因素[陈鑫.不同干燥方法对姬松茸干品品质特性的研究[D].福州：福建农

3、林大学，2008]。在热风干燥过程中，传热和传质同进发生。热能以对流方式传给物料表面，然后再由物料表面传至内部；物料内部水分向表面扩散，被激化后由物料表面扩散至气相主体。传热的推动力是温度差，传质的推动力是水的浓度差，或水蒸气的分压差，传热和传质的方向相反，但密切相关[竹文礼.海芦笋干燥工艺研究[D].无锡：江南大学，2008]。干燥过程中物料表面水分受热后首先有水分蒸发，而后水蒸气从物料表面向周围空气介质中扩散，此时表面水分含量较内部水分含量低，即存在水分梯度。由于水分梯度的存在，水分就从水分含量高的部位向水分含量低的部位扩散。与此同

4、时物料表面受热高于它的中心，因而在物料内部会建立一定的温度梯度，温度梯度会促使水分从高温处向低温处转移。在干制过程中，物料内部同时会有水分梯度和温度梯度存在。对于热风干燥而言，温度由物料表面向中心传递，而水分流向正好相反，即水分梯度和温度梯度的方向恰好相反。则，温度梯度将成为水分沿水分梯度扩散的阻碍因素，水分扩散受阻。若水分梯度比温度梯度强，水分将按照物料水分减少的方向转移。若温度梯度比水分梯度强，水分则随热流方向转移，并向水分增加方向发展，则物料水分含量减少变慢或停止，达不到干燥的目的，而且会出现物料表面硬化、结壳现象，所以在热风干燥

5、过程中尽量避免这种情况的出现[贾清华.鸡腿菇热风干燥数学模型及其干品贮藏条件的研究[D].呼和浩特：内蒙古农业大学，2010]。2热风干燥工艺研究李珂等采用可旋转中心组合设计和响应面法研究熟化甘薯热风干燥主要工艺参数(干燥温度、干燥风速、铺料密度)对干燥速率、单位能耗和淀粉、还原糖、Vc等主要营养成分含量的影响。研究表明：干燥温度、风速、铺料密度的对干燥速率、单位能耗、VC含量及综合指标的影响最大，而对淀粉、还原糖、粗蛋白、粗纤维含量的影响较小。采用SAS软件进行优化，确定最优工艺参数为干燥温度73.89℃、干燥风速4.91m/s、铺料

6、密度2.54kg/m2。在此干燥条件下，干燥速率为1046.333g/min、干燥能耗为0.583W/g，所得干燥样品的淀粉、还原糖、粗蛋白、粗纤维及VC含量分别为50.435%、29.428%、6.288%、6.271%及2.509mg/100g，综合指标为5.026863[李珂，王蒙蒙，沈晓萍，等.熟化甘薯热风干燥工艺参数优化及数学模型研究[J].食品科学，2008，29（8）：363-368]。张晶晶等对蒜片进行热风干燥的试验研究，通过分析热风温度、切片厚度和装载量对单位能耗的影响规律，确定因素的适宜范围分别为：热风温度45-75

7、℃，切片厚度1-5mm、装载量1.5-3.5kg/m2；通过二次正交旋转组合设计，分别建立了单位能耗、产量与各因素之间的回归方程，其最佳工艺参数为：干燥介质温度62.3℃，切片厚度2.38mm，装料量2.69kg/m2，预测理论最小能耗1.96kWh/kg。验证试验表明，与国内一般生产的平均能耗相比较，可节能27%左右[张晶晶，曹鹏，乔旭光.脱水蒜片干燥工艺的节能优化[J].农业工程学报，2009，25（7）：279-282][张晶晶.脱水蒜片干燥模型与节能生产技术研究[D].泰安：山东农业大学，2009]。高扬等为研究新鲜切碎紫花苜蓿

8、茎叶干燥分离过程中，入口温度、入口风速、转筒转速和喂料速度对出机叶料含水率、出机茎料含水率、茎叶分离率的影响，采用9GFQA-600型苜蓿干燥茎叶分离设备进行试验，设计了四因素二次正交旋转组合试验进行回归分