核桃气体射流冲击干燥特性及干燥模型

• 作者: 肖旭霖 赵珂
• 来源期刊: 中国农业科学
• 关键词: 核桃 气体射流冲击 干燥特性 干燥模型
• 年，卷（期）: 2015,（13）
• 所属期刊栏目: 贮藏?保鲜?加工
• 页码范围: 2612-2621
• 页数: 10页
• 语种: 中文
• DOI: 10.3864/j.issn.0578-1752.2015.13.013

摘要

【目的】研究不同条件对核桃气体射流冲击干燥的影响，提高核桃干制品质、缩短干燥时间，得到干燥所需活化能并筛选出最适干燥模型。【方法】采用热管和自制气体射流冲击节能干燥技术相结合的方法，利用9组试验，探讨了不同射流风温（40、50和60℃）、介质风速（11、12和13 m·s-1）对物料干燥特性、有效水分扩散系数和活化能的影响，同时通过数据统计对5个干燥模型的拟合筛选，建立5个干燥动力学模型，分别为Page模型、Modified Page模型、Logarithmic模型、Herdenson and Pabis模型和Lemus模型，利用DPS软件对数据进行处理，拟合后得到最终的普遍适用的水分比MR与时间t的参数方程。【结果】与大多数食品物料的气体射流冲击干燥试验类似，核桃的气体射流冲击干燥主要属于降速干燥，没有恒速干燥阶段。风温对核桃气体射流冲击干燥的各个阶段影响均较大，风温越高，水分比下降越快，干燥速率越高。风速对干燥时长几乎无影响，但对于表面水分汽化阶段的速率具有一定影响，能够在这一阶段使干燥速率加快，对内部水分转移阶段的干燥速率几乎无影响。利用这一特点可以采用不同时段改变风温风速的方法，既缩短干燥时长又达到节能目的。总体来说对缩短干燥时间的影响顺序为：风温＞风速。核桃气体射流冲击干燥的有效扩散系数随风温升高而增加，风速对其几乎无影响，通过费克第二定律求出了干燥过程中核桃的有效水分扩散系数，其值为0.9674×10-11—2.2231×10-11m2·s-1，由于其具有外壳等结构，所以比一般的食品物料的有效水分扩散系数低1—3个数量级。活化能随风速增大而增加，最低的活化能为27.644 kJ·mol-1。5个模型均具有较高的拟合度，能较好地对核桃气体射流冲击干燥进行描述，其中Modified Page模型有最大的确定系数R2、最小卡方值（χ2）和均方根误差（RMSE）。以Modified Page模型，通过DPS软件进行回归，建立了在风温为40—60℃，风速为11—13 m·s-1条件下核桃物料气体射流冲击干燥普遍适用的水分比MR与时间t的参数方程。【结论】射流风温与介质风速对核桃气体射流冲击干燥曲线、干燥速率曲线、有效水分扩散系数和活化能均有影响。根据在不同条件下得到的拟合值与试验组测定的观察值进行拟合比较，以风温为50℃、介质风速为13 m·s-1时干燥最佳。Modified Page模型与Page模型均适合描述在风温为40—60℃，风速为11—13 m·s-1条件下的核桃气体射流冲击干燥。而Modified Page模型拟合程度更高，是核桃气体射流冲击干燥最优模型。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	肖旭霖	陕西师范大学食品工程与营养科学学院	34	246	9.0	15.0
2	赵珂	陕西师范大学食品工程与营养科学学院	7	14	2.0	3.0