苹果切片干燥.docVIP

苹果（Golab品种）切片干燥及其对水分扩散和活化能的影响 E. Meisami-asl, S. Rafiee, A. Keyhani, A. Tabatabaeefar （伊朗卡拉季市，德黑兰大学，农业与自然资源学院，生命系统工程系，农业机械部） 通讯作者: elham_112@ 摘要：干燥是食物保存的基本方法之一。干燥模型系数的确定对于预测干燥性能至关重要。本研究的目的在于计算苹果切片样品的有效水分扩散系数和活化能。本薄片干燥试验在40、50、60、70和80°C的空气温度，0.5、1.0和2.0m/s的空气流速，2、4和6mm的苹果片厚度及21%的恒定空气湿度下进行。结果表明,干燥发生在降速阶段。由水果切片转移的水分符合菲克扩散模型。所有条件下的有效扩散系数值从1.50×10-8变化到1.71×10-7m2/s。实验得到了一个活化能值为22664.1到30919.0J/mol，水解常数值为1.16×10-4到6.34×10-3的阿伦尼斯关系，该关系表明了干燥时空气温度、流速及切片厚度对扩散的影响。 关键词：苹果；活化能；水分扩散系数；薄层；页面模型 介绍 干燥作为一个在食品加工工业常用的涉及传热传质Cohen和杨，1995）,可能是最主要Karathanos和Belessiotis1999）。食物材料的干燥过程（王和Brennan，1992）。为了预测降速阶段的水分迁移，数个基于菲克扩散原理的数学模型被提出（如1），来作为描述水分迁移过程的基本原则。（Doymaz，2006；Gou等，2003；Maskan等，2002；Sablani等，2000；Saravacos和Charm，1962；Sacilik，2007；Srikiatden和Roberts，2006）。干燥过程中水分迁移通过内部扩散来控制（Saravacos和Charm，1962）：= ?[Deff(?M)] (1) 其中：D是有效水分扩散系数，m2/s；t是时间，s；M，kg水/kg 表1. 测量仪器规格及其额定精确度 仪器 型号 精确度 制造商 数字平衡 GF3000 ±0.02 g 日本AD 温度传感器 LM35 ±1oC 美国半导体公司 相对湿度传感器 电容 ±3% 英国飞利浦 风速计 405-V1 ±3% 英国德图 2. 不同温度下线性和非线性模型的常数和系数值 温度 (oC) a b c R2 801 -0.0087 0.0084 8.3E-05 0.896 701 -0.0019 0.0023 6.3E-05 0.634 601 -0.0031 0.0031 2.1E-05 0.957 502 - 0.0003 -2.E-06 0.323 402 - 0.0002 2.7E-07 0.315 1 DR = aM2 + bM + c 2 DR = bM + c 1995；Jason，1958；Pathare和Sharma，2006Lopez等，2000 及Simal等，1996）D =D0exp(-) (2) 其中：D0是，m2/s；Ea，kJ/mol；R，kJ/mol K；Ta，K在阿伦尼斯分析中使用的是干燥时的环境温度， 物料与方法 (4)传质表面阻力与样品内部电阻相比可以忽略不计。 (5)扩散是质量传递的唯一方式。 (6)扩散系数不变，收缩可以忽略不计。 MR = = Σ exp[-] (3) 其中：MR是水分比；L是切片厚度，m；n是正整数。只有式3的第一项用于较长的干燥时间（Lopez等，2000）： MR = Exp(-) (4) 斜率（k0）可根据式5作ln(MR)~t图计算： k0 = (5) 图1. 苹果切片的薄层参数测量干燥系统的原理图 1.电脑；2.微控制器；3.数字平衡；4.风扇；5.加热元件；6.导管和烘箱；7.托盘；8.温度传感器；9.相对湿度传感器 样品准备 本研究使用了德黑兰大学农业机械部必威体育精装版设计并制造的实验室薄层干燥机。干燥机系统原理图如图1所示。一个量程为0~15m/s的便携式风速计（德图，405-V1）用来间歇性测量通过系统空气的气流速度。通过一架变速鼓风机调节气流。加热系统由四个置于导管内的加热元件组成，用一种简单的控制算法来控制和调节烘箱温度。右边开放的一面用来装卸烘箱和测量干燥空气流速。托盘由置于数字平衡下的轻钢棒支撑（Yadollahinia，2006）。 所测量的变量有空气温度、风速、相对湿度(RH),和干燥过程中的样品质量损失。测量工具的规格及其额定精度总结见表1