瓠瓜薄层热风干燥动力学研究.pdf

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1、第27卷2011年第l期1月农业工程学报TransactionsoftheCSAE、b1．27No．tJail．2011365瓠瓜薄层热风干燥动力学研究诸爱士，夏凯(浙江科技学院生物与化学工程学院，杭州310023)摘要：为掌握瓠瓜薄层热风干燥特性，研究了一定条件下风温与风速对瓠瓜薄层热风干燥过程的影响，拟合了干燥曲线方程，计算了对流传热系数a与传质系数如等动力学参数。结果表明：风温、风速均对干燥速度影响较大，以75"0、1．04m／s为宜；干燥方程符合Page模型：随风速增大a与％均增大，但风温对两者影响不大。结果可以为瓠瓜干制工业化生产和控制提供理

2、论依据。关键词：农产品，热风干燥，模型，瓠瓜，动力学，参数doi：10．39690．issn．1002—6819．2011．01．059中图分类号：TQ028．6+72文献标志码：A文章编号：1002—6819(2011)_o卜0365—05诸爱士，夏凯．瓠瓜薄层热风干燥动力学研究[J】．农业工程学报，2011，27(1)：365--369．ZhuAishi，XiaKai．Dynanicsofthinlayerhot·airdryingoflagenarialeucantharushy[J】．TransactionsoftheCSAE，201l，27(

3、1)：365--369．(inChinesewithEnglishabstract)0引言瓠瓜在夏季上市，采后若不及时食用、加工，则容易变质。因此瓠瓜的储存和保鲜是必要的，脱水是一种方法。目前，农产品干燥脱水的主要方法是热风干燥【1-5]、另外还有真窄干燥、热泵干燥、微波干燥、辐照干燥等【6呻】。对许多农产品的干燥工艺和干燥方程研究已见文献报道，关于瓠瓜干燥的研究未见报道，干燥条件(如风温、风速)对干燥过程的热量和质量传递的影响鲜有报道。对流传热系数仅及传质系数b表征了干燥过程的传热和传质强弱，其值町作为生产工艺条件选择和干燥设备设计的依据。试验采用热

4、风对片状瓠瓜进行薄层干燥【l_2】，探讨了风温、风速对干燥的影响【3-4]，着重研究了干燥动力学，拟合了干燥方程，拟合了风温、风速的对流传热系数抗及传质系数翰的关系，得到相应结果。1材料与方法1．1材料鲜瓠瓜：市售。实体粗细均匀、新鲜，鲜样平均含水率为95％(湿基)，在保鲜袋保湿冷藏于冰箱备用。试验原料的预处理：鲜瓠瓜一挑选一剔除两头一清洗-*N皮一切片(1～2mm)一装盘。1．2试验主要仪器设备DGl00D数字型洞道干燥装置(浙江中控科教仪器设备有限公司)；DHG．9123A型电热恒温鼓风干燥箱(上海精宏实验设备有限公司)；BSl24S型精密分析天平

5、(北京赛多利斯仪器系统有限公司)；T500Y型电子天平(常熟双杰测试仪器厂)。收稿日期：2010-08-02修订日期：2010．12．29基金项目：浙江省科技计划项目(编号2007C21063)作者简介：诸爱士(1966一)，男，浙江湖州人，主要从事农产品干燥研究。杭州浙江科技学院生物与化学工程学院，310023Email．．zhllai86@163．锄1．3干燥试验．将干燥装置设置好需要的温度和风速，待其稳定后，将切好的瓠瓜片称质量，在干燥盘上平铺一层，盖满整个干燥面积，放入干燥装置中进行干燥，记录干燥时间和质量，直至质量不变，停止试验。得到的干制品

6、除平衡含水率不一样外，不同条件下的外观颜色一样。再将干燥盘从干燥装置中取出放入烘箱，在105℃下恒质量，得出瓠瓜绝干质量，进行数据处理。1．4结果计算干基含水率及干燥速率的计算分别如式(1)、式(2)所示。X,=(m：mg)／mg(1)式中，Ⅸ为干基含水率，g／g：％为绝干时物料质量，g；mf为物料ti时刻对应的质量，g；U：堡=L二堡!!(2)’4(‘+l一‘一1)式中，爿为干燥接触面积，m2；mⅢ肌f+1分别为tt_l，ti+l时刻物料质量，g；奶为岛时刻干燥速率，g／(m2·s)。2结果与分析2．1干燥条件的考察2．1．1不同风温对干燥过程影响片

7、状瓠瓜，在风速为0．95m／s、装载量为1．84kg／m2的条件下分别考察了干燥风温为55℃、65℃、70℃、75℃、85"0对干燥过程的影响，得到的干燥曲线见图l、速率曲线见图2。图l显示，风温越高，经相同时间干燥物料的含水率就越低，干燥速率也越大。这是由于风温越高，使得传热推动力一温度差越大；空气相对湿度越低，空气与物料之间的传质推动力一湿度差就越大，干燥速率也就越大，要达到一定的含水率所需时间就越短。因此提高干燥风温对过程有利。图2显示，干燥过程可分为3个366农业工程学报2011年产铀∞≤*扪蝴+o500loool500200025003ooo

8、35004000干燥时间／s图l不同风温下的干燥曲线Fig．1Dryingcurvesunde