茄子片热风干燥收缩特性及其修正的湿分扩散动力学模型.pdf

《茄子片热风干燥收缩特性及其修正的湿分扩散动力学模型.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第32卷2016焦第15期8月农业工程学报TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringV01．32No．15Aug．2016275茄子片热风干燥收缩特性及其修正的湿分扩散动力学模型陈良元1，韩李锋1，李旭1，许冰洋2，钱玉梅3，朱文魁1※(1．中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州450001；2．江西中烟工业责任有限公司，南昌330096；3．郑州轻工业学院食品科学与工程学院，郑州450001)摘要：为了研究收缩特性对切片果蔬对流干燥过程水分有效扩

2、散系数的影响，以切片茄子作为研究对象，结合密度分析、扫描电镜分析、压汞测试等方法，分析了热风干燥过程切片茄子内孑L容积、孔隙结构及体积的收缩变化规雉，建立了考虑其收缩特性的水分扩散动力学模型，并分析了干燥收缩行为对切片茄子干燥动力学的影响。研究结果表明，热风干燥过程切片茄子内孔容积随水分比的减小近似呈线性降低趋势，不同热风干燥温度对其降低趋势影响不大；干燥初期切片茄子孔隙以105nm以上的大孔为主，干燥过程孔隙收缩导致105nrn以上的大：fL：fL隙逐渐消失，105nIn以下的中小孔隙比例逐渐增加，峰值孔径也从

3、约1．5×105nm减小至4x104nm；Hatarnipour及Quadratic收缩方程均能较好地描述切片茄子热风干燥过程中的体积收缩特性；考虑切片茄子体积收缩对干燥传质过程的影响，采用Quadratic收缩方程对基Fick第二定律的扩散模型修正后，切片茄子干燥过程水分有效扩散系数明显降低，表观活化能由20．69kJ／rnol增大至25．76kJ／mol，表明干燥过程中的收缩导致水分扩散内部阻力增大。因此，水分有效扩散系数在不考虑干燥收缩对动力学影响时将被明显高估。该研究结果能为更客观地评价可变形多孔物料的干

4、燥特陛、优化其干燥工艺提供参考。关键词：干燥；动力学；收缩；切片茄子；有效扩散系数doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．15．038中图分类号：TS255文献标志码：A文章编号：1002—6819(2016)～15—0275—07陈良元，韩李锋，李旭，许冰洋，钱玉梅，朱文魁．茄子片热风干燥收缩特性及其修正的湿分扩散动力学模型【J】．农业工程学报，2016，32(15)：275-281．doi：10．11975／j，issn．1002—6819．2016．15．038hnp：／／ww

5、w．tcsae．orgChenLiangyuan，HanLifeng，LiXu，XuBingyang，QianYumei，ZhuWenkui．Structuralshrinkagecharacteristicsandmodifiedmoisturediffusionkineticsmodelofslicedeggplantdriedbyhotair[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，

6、2016，32(15)：275—281．(inChinesewithEnglishabstract)doi：10．11975／j．issn．1002—6819．2016．15．038http：f}www．tcsae．org0引言果蔬切片后热风对流干燥是果蔬采后加工中普遍采用的脱水方法。建立能准确描述该过程的动力学模型，对于干燥工艺优化、干燥产品品质提升和干燥过程节能降耗有重要意义。果蔬材料干燥过程湿分迁移规律是多孔介质热质传递领域的重要研究关注点，国内外在此方面持续开展了较多研究工作，如近年来在微观尺度上发展起来

7、的孔道网络干燥模型⋯、水分跨细胞膜传输模型n，等干燥理论模型能够深入物料微观层面，反映果蔬微结构对干燥过程湿分传递的影响。然而另一方面，一些基于液相扩散理论的传统宏观干燥模型，如基于Fick定律的扩散模型由于结构简单、易用，且模型计算得到的有效扩散系数具有一定的物理意义，在指导农产品加工干燥方法与工艺优化等过程中仍然得到了广泛的应用o。，。值得注意的是，目前采用基于Fick定律的扩散模型对物料干燥动力学进行描收稿日期：2016—03—20修订日期：2016-04-19基金项目：国家自然科学基金资助项目(51306

8、213)作者简介：陈良元，男，湖北天门人，研究员，主要从事卷烟工艺开发研究以及技术服务工作。郑州中国烟草总公司郑州烟草研究院，450001。Email：chly920@163．com※通信作者：朱文魁，男，河南永城人，副研究员，主要从事卷烟加工工艺，生物质传热传质基础等方面研究。郑州中国烟草总公司郑州烟草研究院，450001。Email：wkzhu79@163．tom述，