本文建立了沙棘果凍干過程的準穩(wěn)態(tài)模型,對真空冷凍干燥工藝中沙棘果的升華干燥時間進行了理論計算與實驗驗證。經(jīng)過多組實驗,由極差分析法分析確定了優(yōu)化凍干方案,得到適宜的加熱板溫度、物料厚度、真空度及干燥時間等工藝參數(shù)。結(jié)果表明:加熱板溫度32℃、物料厚度8 mm、真空度30 Pa為沙棘果凍干方案的最佳工藝參數(shù),實驗得到的實際升華干燥時間為19.5 h,理論計算預(yù)測的升華干燥時間為17.8 h,二者較為接近,相對誤差為8.7%。 

【文章來源】：冷藏技術(shù). 2020,43(04)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

沙棘干燥狀態(tài)示意圖

ㄓ捎諫臣??ぶ式?厚，為了縮短凍干時間采取開裂表皮的措施），放置機器附帶的板上（用于隔開干燥室和水汽凝結(jié)器的板子），罩上有機玻璃罩，開啟真空泵，將干燥室的真空度降至20Pa~40Pa，打開加熱器。觀察沙棘果的形狀和溫度變化，正交試驗結(jié)果如表2所示。表2干燥時間測定的正交試驗結(jié)果Tab.Orthogonaltestresultsfordryingtimetest實驗號加熱板溫/℃物料厚度/mm真空度/Pa干燥時間/h130530202308352133010402243284023532103523.36325252473510302583582562693554026.3圖3真空冷凍干燥流程圖Fig.3Flowchartofvacuumfreeze-drying

設(shè)：（1）升華干燥階段是傳熱控制過程，干燥層的導(dǎo)熱能力小于能量擴散能力；（2）沙棘的物性是均勻的，在升華過程中導(dǎo)熱系數(shù)保持不變，可視為常數(shù)。.理論計算沙棘的干燥過程是具有傳熱傳質(zhì)同時進行的復(fù)雜過程，干燥時沙棘的狀態(tài)如圖1所示[14]。圖1沙棘干燥狀態(tài)示意圖Fig.Seabuckthorndrystatediagram熱量從加熱器傳至沙棘表面以對流和輻射為主，從沙棘表面到升華界面熱量以熱傳導(dǎo)形式傳入。由于平放的沙棘是圓柱體，取坐標為柱坐標，在干燥層中取一微元控制體如圖2所示[15]。圖2柱坐標微元體Fig.Columncoordinatemicro-body進入控制體的熱流：（1）（2）（3）流出控制體的熱流：（4）（5）（6）控制體內(nèi)物質(zhì)的貯存能量：（7）式中：ρ為沙棘果的密度，kg/m3；cp為沙棘的熱容量，kJ/(kg℃)；k為沙棘的導(dǎo)熱系數(shù)，W/(m℃)�？刂企w內(nèi)沒有生成能量，整個微元控制體能量守恒，故：（8）將上述各式代入，設(shè)控制體的導(dǎo)熱系數(shù)各向同性，整理可得：（9）當只考慮存在徑向熱流時，上式可化簡為：（10）干燥過程中的傳質(zhì)和傳熱具有相似的物理機理，熱傳導(dǎo)的推動力是溫度差，而壓力差則是傳質(zhì)的推動力，傳質(zhì)符合Fick定律：（11）式中：D為擴散系數(shù)，m2/s；M為冰晶的摩爾質(zhì)量，g/mol；Tm為沙棘果的升華界面溫度，K；R為摩爾氣體常數(shù)，R=8.314J/(molK）。干燥過程中的傳熱傳質(zhì)是互相影響的，隨著升華的進行，多孔干燥層的增長，不僅會降低傳熱效率，也延緩了冰界面上升華水蒸氣逸出的速率。根據(jù)上述分析，可建立沙棘真空冷

【參考文獻】：
期刊論文
[1]香蕉凍干過程中有效導(dǎo)熱系數(shù)實驗研究[J]. 丁寶森,胥義,劉道平,郭柏松.  制冷學(xué)報. 2018(06)
[2]真空冷凍干燥技術(shù)在新品種桑果干制備中的應(yīng)用[J]. 韓智宏,鄧永進,任杰,田善富,劉震.  特產(chǎn)研究. 2018(02)
[3]藍莓真空冷凍干燥工藝優(yōu)化[J]. 羅潔瑩,湯梅,柳建良,王琴.  食品研究與開發(fā). 2018(03)
[4]真空冷凍干燥技術(shù)對食品品質(zhì)的影響[J]. 王靜,張衛(wèi)衛(wèi),石勇,徐娟.  農(nóng)產(chǎn)品加工. 2018(01)
[5]檸檬片真空冷凍干燥工藝優(yōu)化研究[J]. 鄒少強,謝建華.  海峽科學(xué). 2017(04)
[6]超聲波平板冷凍提高胡蘿卜凍干速率[J]. 周新麗,滕蕓,戴澄.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報. 2017(01)
[7]真空冷凍干燥技術(shù)的研究進展[J]. 周礽,李臻峰,李靜,徐晚秀.  黑龍江科技信息. 2014(30)
[8]真空冷凍干燥技術(shù)在食品加工應(yīng)用中的關(guān)鍵問題[J]. 宋凱,徐仰麗,郭遠明,蘇來金.  食品與機械. 2013(06)
[9]基于正交試驗法的直接蒸發(fā)冷卻器填料性能測試與分析[J]. 霍海紅,黃翔,殷清海.  制冷技術(shù). 2013(01)
[10]帶輻射的真空冷凍聯(lián)合干燥系統(tǒng)的實驗研究[J]. 李鑫,馬國遠,許樹學(xué),梁玉輝.  制冷技術(shù). 2012(02)



本文編號：3603989