超声功率对铁棍山药超声强化热泵干燥水分迁移的影响

作     者：薛扬 刘云宏 刘恩宠 孙雪 Xue Yang;Liu Yunhong;Liu Enchong;Sun Xue

作者机构：河南科技大学食品与生物工程学院河南洛阳471000 食品绿色加工与质量安全控制河南省国际联合实验室河南洛阳471000 

出 版 物：《中国食品学报》 (Journal of Chinese Institute Of Food Science and Technology)

年 卷 期：2023年第23卷第2期

页      面：213-222页

核心收录：

学科分类：0832[工学-食品科学与工程（可授工学、农学学位）] 08[工学] 083202[工学-粮食、油脂及植物蛋白工程] 

基　　金：河南省科技攻关项目(212102110080) 河南省高校科技创新人才项目(19HASTIT013) 

主　　题：干燥 铁棍山药 超声 热泵干燥 水分迁移 

摘      要：为探讨铁棍山药超声强化热泵干燥的水分迁移规律,对山药进行直触超声强化热泵干燥试验,研究超声功率对干燥特性及水分变化的影响。结果表明:在热泵干燥过程中施加超声有利于加快脱水进程。随着超声功率从0 W提高至60 W,干燥时间从630 min缩短至390 min,平均干燥速率由0.0053 g/(g·min)提高到0.0086 g/(g·min),有效水分扩散系数由0.887×10^(-10)m^(2)/s,增大至1.393×10^(-10)m^(2)/s。扫描电镜结果表明:施加超声使物料组织结构变疏松,产生微孔道。随着超声功率的提高,微孔道数量变多,孔隙率变大。低场核磁共振分析表明:铁棍山药中存在自由水、不易流动水和结合水3种状态水,且在干燥过程中其内部水分能够相互转化。自由水的含量不断降低,直至被完全去除;不易流动水的含量在干燥过程中先增高后降低,在干燥结束时仍存在部分不易流动水;结合水的含量在超声强化热泵干燥过程中几乎不变。铁棍山药的核磁共振成像显示,在干燥过程中,物料水分从外到内逐渐流失。提高超声功率能有效加快物料内部水分迁移,促进水分的去除。本研究结果可为果蔬超声强化热泵干燥技术的研发与应用提供参考。