南瓜片真空干燥过程失水特性的试验研究

1.1材料与设备1.2试验方法单因素考察南瓜切片厚度、大小、切片方向及烫漂时间对瓜片失水规律与干燥速率的影响切片厚度分别设定为1.5mm3.5mm5.5mm（大小为1.5cnK3cm）；切片大小为1cnK 3cm（片厚均为3.5mm）；切片方向分为轴向和径向两种，把刀口垂直于南瓜脐蒂连线的切分方向定义为轴向切片，刀口平行于脐蒂连线的切分方向定义为径向切片（大小为1. 5cm<3cm，片厚为3.5mm）；烫漂液选择质量浓度为2的食盐溶液，烫漂时间设定为10 s60s和120s真空干燥过程中，真空室内放入一定量的分子筛，用于吸收物料蒸发释放的水分干燥工艺参数设定为：真空度0.09MPa温度50C.南瓜片的干制工艺路线为：原料一t兆选整理、清洗一去皮、籽、蒂一>切片一烫漂甩干>真空干燥由于将南瓜分切为片状进行干燥，且干燥过程中片状原料按照单层摆放，故可以把南瓜片的干燥过程简化为薄层干燥类型。因此，本文引入了3种薄层干燥模型，对干燥试验数据进行拟合，研究南瓜片的失水特性1.3南瓜含水率的测定与计算含水率测定采用105C恒温干燥法，按干基含水率计算；南瓜所含的干物质以南瓜恒温干燥至恒重状态后的余重计算1.4南瓜片干燥速率的计算依据南瓜片失水规律模型，求导得出干基含水率与干燥时间的微分关系，即干燥速率为dMR /也2结果与分析21南瓜片真空失水规律与3种薄层干燥模型的相关性农产物料的薄层干燥，常用3种典型的数学模型来描述，即：单项扩散模型Page模型和经验模型。其一般表达式分别为均为拟合系数利用Mat.lab统计分析软件，分别用3种模型对试验数据进行拟合，结果见表1所列。
由表1可见，南瓜片的真空干燥过程，其干燥曲线与单项扩散模型和经验模型高度相关，且对于切片厚度、大小、方向和烫漂时间来说，总体上以单项扩散模型的相关性佳因此，可以认为南瓜片真空干燥过程的失水规律服从单项扩散模型：lectrnie Huse.真空干燥过程中，当内部温度与湿度场均匀的干燥样品进入干燥室时，这种均匀的平衡状态就受到破坏首先，样品表面层的水分开始蒸发，并以蒸汽的形式扩散进入介质中，出现水分浓度梯度；物料内部水分浓度高于表面蒸发层浓度，蒸发层附近介质水分含量高于主体介质水分含量这种梯度作用导致瓜片内部水分以液体形式向蒸发层扩散转移，再以气态形式扩散进入介质，并被分子筛所吸收对于绝干空气来说，干燥过程也存在浓度梯度，主体介质的绝干空气含量高于表面蒸发层空气含量。那么，这种梯度作用又会导致主体介质的绝干空气向蒸发层扩散转移，来吸收气态水分子，并把所带热量扩散转移给液态水分子，实现物料干燥此外，南瓜片是静置于干燥室内，且干燥室的干燥介质也无外力（如风扇）扰动作用，处于自然状态因此，南瓜片的干燥过程属于真空条件下的自然对流干燥，在此过程中，所发生的复杂的热质传递现象均建立在扩散基础之上，其干燥过程的失水特性理应服从单项扩散模型。
表1 3种薄层干燥模型对南瓜片真空干燥过程含水率变化的拟合结果干燥模型项目单项扩散模型Page模型经验模型切片厚度切片尺寸径向切片方向轴向烫漂时间/s 22南瓜片真空干燥速率曲线依据上述结果，选择单项扩散模型，求导确定南瓜片的真空干燥速率，并依此理论计算出干燥过程的瞬时干燥速率，如所示由可见，南瓜片真空干燥过程中，其干燥速率并没有出现典型的恒速干燥期，而是呈现先升后降的变化规律，而且这种变化趋势不随切片厚度、大小方向和烫漂时间等因素而发生变化干燥初期，干燥速率几乎均呈现线性快速长；干燥后期，干燥速率缓慢减小，出现典型的降速干燥期。
南瓜富含糖类、蛋白质等胶体性物质，具有胶体毛细管的多孔性组织结构，对南瓜内部水分的迁移存在着较强的阻滞作用，在南瓜表面水分蒸发强烈时，干燥速率受到内部水分扩散的制约瓜片干燥处于真空环境，其水分的相变界面可能从表面向深层位移，导致干燥过程中瓜片组织结构不仅没有收缩，反而有所膨胀，从而扩大了内部水分的扩散表面积和迁移通道，引起干燥初期失水速率的快速上升，干燥后期由于内部水分的减少而干燥速率缓慢下降因此，南瓜真空干燥的失水速率主要由其内部组织结构和水分迁移机制决定。
1注不不同切片厚度大小、方向和烫漂时间虽然不能改变干燥速率率先升后降的变化趋势M.net但对干燥速率大小的影响程度却存在差异，尤其是切片厚度对干燥速率大小的影响极为显著（见所示），瓜片厚度越小，干燥速率的变化就越剧烈，这一结果也与薄层干燥的速率变化特征相吻合。因此，南瓜片生产过程中，在其它条件许可的范围内，应尽可能地减小切片厚度，以获得佳的干燥效率南瓜片真空干燥速率与干燥时间的变化系数不同切片厚度的南瓜真空干燥速率曲线3结论3种薄层干燥模型的拟合结果显示，南瓜片的真空干燥曲线与单项扩散模型和经验模型高度相关，并以单项扩散模型的相关性佳，表明南瓜片真空干燥的失水规律服从单项扩散模型。
南瓜片真空干燥过程中，其干燥速率呈先升后降的变化规律，无恒速干燥期，而且这种变化趋势不随切片厚度、大小、方向和烫漂时间等因素而发生变化；但切片厚度对干燥速率变化程度的影响较为明显，切片厚度越小，干燥速率的变化越剧烈。
金兹布尔格AC.食品干燥原理与技术基础。高奎元译。北京：轻工业出版社，1986.张敏。特种脱水蔬菜加工贮藏和复水学专论。北京：科学出版社，1997.朱曜。保健食品新星一一南瓜系列产品。粮油食品科技，1993，（4）：郑立红。南瓜系列产品的加工。食品科技，1997，王敏，李元瑞，陈锦屏。南瓜丝热风干燥工艺参数的试验研宄。农业工程学报，1996，潘永康。现代干燥技术。北京：化学工业出版社，1998.王武，陈从贵，刘进杰，等。低脂化脱水南瓜片生产工艺研宄。食品科技，2002，（5）：（责任编辑朱华新）入网声明为适应我国信息化建设需要，扩大作者学术交流渠道，本刊已加入中国学术期刊（光盘版）和“中国期刊网Http://www.chinaournal.net.cn作者著作权使用费与本刊稿酬一次性给付如作者不同意将文章编入该数据库，请在来稿时声明，本刊将做适当处理。
合肥工业大学学报（自然科学版）编辑部