冻融-热泵干燥机的设计与试验优化

作     者：王教领 宋卫东 王明友 吴今姬 李峰 丁天航 Wang Jiaoling;Song Weidong;Wang Mingyou;Wu Jinji;Li Feng;Ding Tianhang

作者机构：农业农村部南京农业机械化研究所 

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

年 卷 期：2019年第19卷第7期

页      面：175-183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）] 1004[医学-公共卫生与预防医学(可授医学、理学学位)] 08[工学] 083201[工学-食品科学] 

基　　金：中国农业科学院科技创新工程特色农产品干制与加工装备团队(2018) 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金(S201809) 

主　　题：冻融 热泵 干燥 香菇 

摘      要：为探究冻融处理对香菇热泵干燥特性的影响,设计了一种冻融-热泵干燥机。依据自制冻融-热泵干燥机的结构特点,在干燥箱内的5个不同位置布置9个干燥床架,并在每个床架上均匀布置若干料盘。根据冷冻与融化速率对香菇物理性质的影响,设计快冻慢融的冻融干燥方法。重点考察新鲜香菇干燥品质的变化情况,主要指标有干基含水率、水分比、复水性、色差、干燥速率、有效水分扩散系数等,并结合4种典型薄层干燥模型,利用水分比进行数据拟合,从而建立干燥数学模型。结果表明:冻融香菇在干燥箱不同位置有效水分扩散系数在1.98×10^-7-2.36×10^-7m^2/s之间,色差、复水性差异性小,干燥后感官性较好,且复水值总体与色差L值呈正比;香菇冻融干燥各位置水分比和干燥速率变化情况基本一致,均匀性好。经过4次冻融处理,每次冻融后干燥速率短时间内有一定提高,随后下降,且随着冻融次数的增加,其对水分迁移速率的影响呈下降趋势,第4次冻融后干燥速率无明显变化,说明随着香菇含水率的下降,冻融处理对水分的剥离能力逐渐减弱。在20h进入单纯热泵干燥阶段,在30h基本达到平衡含水率,单纯热泵干燥过程存在加速与降速阶段,无明显恒速干燥阶段。冻融香菇在不同干燥条件下的干燥过程均满足HendersonandPabis方程,其中待定系数a,b,c,k,g,h与层架之间呈5次方关系,相关系数R2为0.998。本文为冻融-热泵干燥机的设计及香菇冻融干燥提供参考。