南瓜片超声-远红外辐射干燥特性及微观结构.pdf

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1、第32卷2016年第10期5月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．10May2016277南瓜片超声一远红外辐射干燥特性及微观结构刘云宏1，李晓芳1，苗帅，，殷勇·，朱文魁2(1．河南科技大学食品与生物工程学院，洛阳471023；2．中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州450001)摘要：为了探索直触式超声强化远红外辐射干燥的干燥特性，该文以南瓜片为试材，利用超声一远红外辐射干燥设备，研究了不同超声功率及远红外辐射温度对干燥时间、干燥速率、扩散系数、微观结构以及能耗的影响。结果表明

2、，远红外辐射板温度越高，热效率越高，有利于提高干燥速率及缩短干燥时间；在辐射板温度为200℃的条件下，超声功率为30、60w时南瓜片所需干燥时间比未加超声所需干燥时间分别缩短了13．3％、26．7％，平均干燥速率分别提高了15．2％、36．1％，说明将物料直接放在超声辐射板上，可实现对物料内部传质过程的有效强化，但超声强化效果随着物料含水率的降低而减弱；有效水分扩散系数的数值在0．98x10。。9．2．85x10mm2，s之间；提高超声功率可增加物料表面与物料内部的微细孔道尺寸与数量；提高远红外辐射温度会导致物料表面及内部热源区域中微细管道的扩张与增多；将远红外辐射加热技术与超声强化

3、技术联合用于干燥，可对物料内部微观结构及质热传递产生协同强化；采用直触式超声技术对远红外辐射干燥过程进行强化，可降低干燥能耗6．67％--20．21％。远红外辐射温度在200。240oC、超声功率在30～60w时，可以实现较快的干燥速率、较低的干燥能耗。研究结果可为超声一远红外辐射干燥技术的研究与应用提供参考。关键词：干燥；超声波；微观结构；南瓜；远红外辐射；干燥特性doi：10．119750．issn．1002—6819．2016．10．038中图分类号：TS255文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)一10-0277—10刘云宏，李晓芳，苗帅，殷勇，朱文魁．南瓜片

4、超声-远红外辐射干燥特性及微观结构【J】．农业工程学报，2016，32(10)：277--286．doi：10．11975／j．issn．1002-6819．2016．10．038http：／／www．tcsae．orgLiuYunhong，LiXiaofang，MiaoShuai，YinYong，ZhuWenkui．Dryingcharacteristicsandmicrostructuresofpumpkinsliceswithultrasoundcombinedfar-infraredradiation[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofA

5、griculturalEngineeringTransactionsoftheCSAE)，2016，32(10)：277—286．(inChinesewithEnslishabstract)doi：10．119750．issn．1002-6819．2016．10．038hup：llwww．tcsae．org0引言南瓜(CucMrbita舢sc^m口)为葫芦科南瓜属的一年生蔓性草本植物【ll，富含淀粉、脂肪、还原糖、氨基酸、维生素及矿物质等多种人体所需的营养成分t21，具有较高的食用价值与保健作用，能润肺益气、保护胃黏膜、促进生长发育、防治糖尿病、消除致癌物质等[31。南瓜含水率较高，

6、不易长期贮藏，即使是冷藏也容易滋生微生物而腐败变质。为实现南瓜的长期保藏，可进行干燥处理以降低其含水率及水分活度，从而延长货架期、提高经济价值。目前，南瓜的常用干燥方式为热风干燥【4咽，但南瓜内部组织结构致密，水分扩散阻力较大，导致热风干燥时间较长，若提高温度则易造成物料色泽褐变及有效成分显著损失12,63。干燥进程的快慢主要取决于物料内部质热传递的难易，因此，采取措施促进干燥过程的质热传递、降低水分扩散及热量传递阻力，将有助于缩短干燥时间、提高干燥品质。近年来，红外辐射干燥技术在干燥领域中的研究与收稿日期：2015—12—28修订日期：2016-03—19基金项目：国家自然科学基金

7、(U1404334)；公益性行业f农业)科研专项(201503239)；河南省高等学校青年骨干教师资助计划(2015GGJS一048)作者简介：刘云宏，男，河南洛阳人，博士，副教授，主要从事农产品加工与贮藏工程研究。洛阳河南科技大学食品与生物工程学院，471023。Email：beckybin@haust．edu．cn应用得到较快发展。红外辐射根据波长不同可分为近红外辐射、中红外辐射及远红外辐射三类，由于远红外辐射的热效应较佳，干燥中通常采用远红外辐射板作