紅棗的粉體化微波干燥特性研究.pdf

1、本研究對(duì)紅棗漿粉體化的微波干燥特性、介電特性、熱風(fēng)干燥特性及其微波/熱風(fēng)聯(lián)合干燥特性開展了研究,借以確定紅棗漿粉體化過程的最優(yōu)干燥條件。
　　首先,本文對(duì)不同鋪料厚度(2、4、6mm)紅棗漿的微波(微波功率:500、700、900 W)干燥特性進(jìn)行了考察,并選用三種典型的干燥模型(指數(shù)模型(Lewis)、單項(xiàng)擴(kuò)散模型(HF:Hustrulid and Flikke)和 Page模型)對(duì)水分比值進(jìn)行擬合。結(jié)果表明,在微波功率一定得條

2、件下,鋪料厚度越小,干燥速率及升溫速率越快;在鋪料厚度一定得情況下,微波功率越大,干燥速率及升溫速度也越快;Page模型對(duì)紅棗漿的微波干燥過程的擬合度最高,其能夠更好的描述紅棗漿的微波干燥過程。
　　本研究采用了同軸探針法對(duì)紅棗漿樣品在不同溫度(10-100℃)、頻率(800-2840MHz)下的介電特性值進(jìn)行了研究,考察了紅棗漿的介電常數(shù)、介電損失率、穿透深度與頻率和溫度的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明:其介電常數(shù)值隨頻率的升高而降低。在1

3、0-100℃時(shí),介電損失率隨頻率的變化規(guī)律為,在10-30℃范圍,介電損失率隨頻率的升高而升高;在40-60℃范圍,介電損失率隨頻率的升高先降低后升高,拐點(diǎn)約在1200MHz出現(xiàn);在70-100℃范圍,介電損失率隨頻率的增加而降低。在915MHz時(shí),其穿透深度值隨溫度升高先緩慢上升,而后緩慢下降,最大值在40℃達(dá)到為3.86;在2450MHz時(shí),其穿透深度值急劇上升,60℃后,其值超過在915MHz時(shí)的值。同時(shí)本研究利用 Origin8

4、.0軟件進(jìn)行回歸分析,分別得到了在915MHz和2450MHz下紅棗漿的介電特性值及穿透深度的回歸方程。利用這些回歸方程可以較好的預(yù)測(cè)在915MHz和2450MHz下,10-100℃時(shí),紅棗漿的介電特性值,對(duì)于紅棗漿的微波干燥具有重要指導(dǎo)意義。
　　本研究對(duì)不同熱風(fēng)干燥條件(100、110、120℃)的鋪料厚度為2、4、6mm的紅棗漿的熱風(fēng)干燥與紅棗漿的微波干燥進(jìn)行對(duì)比(包括干燥特性及紅棗粉的品質(zhì)指標(biāo))分析。也通過 Origin8

5、.0軟件用三種常用的干燥模型對(duì)紅棗漿物料的傳熱傳質(zhì)過程進(jìn)行模擬分析以及最佳模型的擬合驗(yàn)證。結(jié)果表明,熱風(fēng)溫度越大、鋪料厚度越小,紅棗漿升溫速度越快,水分比MR下降速度越快,所能達(dá)到的最大干燥速率越大,同一時(shí)間的干燥速率也越大,從而所需干燥時(shí)間也就越小。Page模型對(duì)于紅棗漿的熱風(fēng)薄層干燥的擬合度最高,可以較好的描述紅棗漿的熱風(fēng)干燥過程。通過該模型可以對(duì)熱風(fēng)干燥條件下的不同時(shí)間的紅棗漿樣品的水分含量等進(jìn)行預(yù)測(cè),同時(shí)也可以對(duì)特定水分含量下的

6、干燥時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)。微波干燥紅棗漿升溫速度、干燥速率快,所需干燥時(shí)間與干燥能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于熱風(fēng)干燥。但是熱風(fēng)干燥較好的保持了物料的固有結(jié)構(gòu),紅棗粉吸濕性較好,色差一般也較小。因此考慮采用微波與熱風(fēng)聯(lián)合干燥的方法制備紅棗粉。
　　由于微波/熱風(fēng)聯(lián)合干燥正交試驗(yàn)中,各干燥條件下所得的紅棗粉的HG差別不大且紅棗粉的玻璃轉(zhuǎn)化溫度均遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于室溫,實(shí)驗(yàn)9的色差最小僅為2.04,實(shí)驗(yàn)3所需總單位能耗最小,僅為為1.063106KJ/kg H2O,其次

7、為實(shí)驗(yàn)8、9,所需總單位能耗為1.453106KJ/kg H2O,實(shí)驗(yàn)9所含大棗多糖含量最高為55.88％,遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于實(shí)驗(yàn)3的35.03%,因此實(shí)驗(yàn)九為微波熱風(fēng)聯(lián)合干燥制備紅棗粉的最優(yōu)實(shí)驗(yàn)條件,即微波/熱風(fēng)聯(lián)合干燥紅棗漿制備紅棗粉的干燥條件是鋪料厚度為4mm、微波功率為900W、熱風(fēng)干燥溫度為120℃。其總干燥時(shí)間是9855S,總單位能耗是1.45303106KJ/kg H2O,總能耗是23.74953106KJ/kg H2O。并得到了最