热风微波耦合干燥胡萝卜片工艺.pdf

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1、第27卷第2期3822011年2月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、，01．27No．2Feb．201l热风微波耦合干燥胡萝I、片工艺周韵，宋春芳，崔政伟※(江南大学机械工程学院，无锡214122)摘要：该文通过对胡萝卜片进行热风微波耦合干燥来研究热风微波耦合干燥工艺的可行性及优异性。采用自行设计的热风微波耦合干燥设备，在不同的热风温度(50～80℃)、微波功率密度(4．5～1．5W／g)条件下对胡萝卜片进行干燥，研究这2个因素对耦合干燥的影响。选取热风温度(50、60、70℃)、微波功率密度(3．5、2．5、1．5W／g)、热风风速(O．5、

2、1．0、1．5m／s)进行正交试验，试验结果表明：耦合干燥各因素对干燥速率影响的主次关系为微波功率密度>热风温度>热风风速。同时将热风微波耦合十燥与热风干燥、微波干燥进行比较，得出热风微波耦合干燥是一种快速、高效和节能的干燥方式，在农产品和食品的干燥中具有广阔的应用前景。关键词：农产品，干燥，微波，热风微波耦合干燥，胡萝卜片doi：10．3969a．issn．1002—6819．2011．02．065中图分类号：TS255．3文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)一02—0382—05周韵，宋春芳，崔政伟．热风微波耦合干燥胡萝I．g-工艺[J】．农业

3、工程学报，2011，27(2)：382--386．ZhouYun，SongChunfang,CuiZhengwei．Coupledhotairandmicrowavedryingtechnologyforcarrotslicesdehydration[J]．TransactionsoftheCSAE，201l，27(2)：382--386．(inChinesewithEnglishabstract)0引言食品、农产品干燥面广量大，如何用低能耗获得优质的干燥产品是食品和农产品干燥研究的一个重要方向。在众多的干燥技术中，热风干燥虽然简单、成本低，但对产品的品质有严重影响

4、；热风系统中，物料加热是由外向内进行热传导，传热和传质方向相反，干燥速度慢，干燥产品的色香味保留差。微波可将物料内外同时加热，但微波的能耗大，处理量小，常常由于外表面散热不及时，使得物体内部温升过高【1-4]。若将热风场和微波场耦合在一起，可以获得以下的好处：1)真正实现内外同时加热，极大提高热、质传递速度；2)环境温度上升加大系统抽湿能力，避免水蒸汽在内部结露；3)合理地分配热风和微波两者之间的比例，可提高处理量和降低干燥成本；4)同时发挥各自的工艺优势15。10】。热风和微波组合干燥可以分为2种情况：1)微波和熟风串联干燥，即将微波和热风干燥2个环节先后进行，达

5、到最终的干燥目的[It-18】；2)热风和微波并联干燥，在此我们定义为热风微波耦合干燥。热风场和微波场同时存在，2种干燥同时进行，可以真正实现物料的内外同时干燥，大幅度缩短干燥时间，同时能够提高干燥产品的质量，保持其原有的色香味。但由于微波的均匀性国内、收稿日期：2010-06．17修订日期：2011-01．15‘项目基金：江南大学创新团队发展计划作者简介：周韵(1986一)，女。江苏无锡人。研究方向为食品工程和机械研究。无锡江南大学机械工程学院，214122。Email：zoz0420904@yahoo．com．gn※通信作者：崔政伟(1963一)。男．江苏扬中人

6、，博士。教授，主要从事食品工程与食品机械研究．无锡江南大学机械工程学院，214122。Email：cuizhcngwci．彻ahoo．tom．cn外一直未能很好解决，热风微波耦合干燥至今还没有定型的工业设备。本文采用无转盘微波分散技术，干燥时微波场的均匀性得到极大的改善，以胡萝卜片为试验原料，系统地研究热风和微波耦合干燥胡萝卜的干燥速率和产品质量，并与纯热风干燥和微波干燥进行了比较。1材料与方法1．1材料胡萝卜购买于无锡市菜场。1．2主要仪器和试剂热风微波耦合干燥试验装置，自制，由无转盘微波炉改造而成，见图1，其中微波功率0～1000W无级可调。由于干燥罐无法在谐振

7、腔内转动，国外很多研列5。10】所使用的试验设备微波的均匀性存在问题，本研究采用无转盘微波炉，通过波导出口处的电场搅拌器分散微波(见图2)，使微波在谐振腔中不断地变化，微波的均匀性得到极大提高。图1热风微波耦合干燥设备示意图Fig．1Schematicviewofcoupledhotairandmicrowavedrying第2期周韵等：热风微波耦合干燥胡萝卜片工艺383微波炉腔体塑料制台面屯场搅拌器、警竺箩＼、,／／＼／／＼尽＼．／／图2电场搅拌器分散波导出口微波示意图Fig．2Schematicviewofdispersingmicrowaveatwaveg