在传热分析及建模过程中,物料的传热系数是个重要的参数。几种适合于脱水的蔬菜在常温下的传热系数见实际。在生鲜食品脱水生产中,有代表性的干燥设备为隧道式干燥机、带式干燥机、远红外烘箱等。根据其传热方式的不同,热传递模型有传导模型、对流模型、辐射模型、混合模型等。不同的物料结构和干燥机结构推导出截然不同的热传递模型。现有的一些模型主要是根据传热理论在简化条件后得出的理论模型。
实际几种蔬菜在常温下的传热系数
物料温度/t传热系数/[kJ/(m?h?t)]物料温度/X:传热系数/[kJ/(m?h?t)]
洋葱282.065胡萝卜282.174
甘蓝281.831马铃薯282.395
下面介绍一种笔者在果蔬远红外脱水研究中推导出的单层物料热传递模型。根据前苏联列别捷夫的观点,红外辐射的情况相当于红外线透人物料,使其具有内部的补充热源,这就使热交换偏微分方程的形式不同于普通的热传导微分方程式,可推导得下式:
dT/dt=aV2T+[xexp(-)]/[+(re/cz)xdW/dt](7-18)式中T_物料内部某点温度,Kt-热交换时间,hx——辐射线透人深度,ma——物料的热传导系数,kJ/(m?h?K)b——外部环境的吸收系数——和r——绝对干物质时和脱水i时物料的相对密度W——物料内某点的干基含水率,%R--料厚,mm——湿物料折合到干物质的比热容,此时C,=C()+C>llF,其中化和£。分别为绝对干物质和水的比热容,J/(kg?K)qf——辐射到物料的热流密度,(J/mS)s——湿分的内蒸发系数(湿分全部以液相移动时取为0,全部以气相移动时取为1)。
在本研究中由于果蔬物料的含水率高,烘温小于85t,故可认为物料内的湿分皆以液相移动,即8=0,则上述方程式可简化为下式:
dT/dt=aV2r+[qt.exp(-)]/(7-19)同样可推导出辐射干燥时的质热交换微分方程式如下:
qt-r.m-A(dT/dx)-a(T,-TJ=0(7-20)式中m——干燥强度,即zn=O/dt]/F,其中——试样的干物质的质量,F为试样的表面积,A——物料的导热系数,a——物料的给热系数Ts、——物料表面和环境空气的温度。此式可用作解式7-13的边界条件,当《=<。,r=时,冷库价格把^看作是*和《的函数,解边界条件可得:
rTdmA丄o3x
+c
T=y[9f-a(rs-r,)]
dt+^e——
如仅考虑等速阶段的情况,由于此时爪与£无关,上式可化简为:
r=f[心-…,-?;)]-Yt(h。)+^e“+C(7—22)生鲜食品干燥品质调控的工艺和设备1.脱水对植物类生鲜食品中营养成分的影响生鲜食品脱水方法主要有普通干燥、渗透脱水、太阳能干燥、红外线干燥、微波干燥、喷雾干燥、低真空干燥和真空冷冻干燥等。
在脱水过程中最不稳定的维生素是维生素C,维生素C的分解反应对脱水过程中的温度和物料中的水分活度非常敏感。1^6等(1975年)证明,对糊状食品,其含水环境的黏度越大,维生素C的损失率越低,即为了减少维生素C的损失,可添加一些能增加黏度的添加剂。干燥前适当添加亚硫酸盐能保护维生素C。据Chace(1942年)报道,高温快速干燥的维生素C保存率优于低温缓慢干燥。pH对维生素C的影响可见Sistrunk等(1970年)的报道。他们发现,西葫芦的热烫溶液在PH7.5时比在PH5时维生素C的损失要大;Fe3+和CU2+能加速维生素C的破坏,并与维生素E反应生成失活的ff生育酚醌。总的来说,在脱水过程中维生素C的损失主要取决于温度-时间条件、PH和干燥器的结构,损失范围一?般为16%——40%。
在B族维生素中维生素B,对温度最为敏感,且在中性和碱性环境中维生素B,会裂解分裂为噻唑和嘧啶,并丧失活性。Harris等(1991年)发现,圆白菜在干燥过程中维生素B,的保存率为91%,而其他B族维生素相对较稳定。Hein等(1994年)报道,九种果蔬在推荐干燥工艺下维生素B2、烟酸和泛酸的保存率都在90%以上。另外,预处理不当也是造成B族维生素损失的一个重要因素,如为保绿带来的CU2+S维生素1^和叶酸是有害的。
由于脱水对营养成分的影响很大,因此在选择脱水工艺时要充分考虑这方面的因素。植物类生鲜食品原料的选取原则:干物质含量高、纤维素含量低(纤维素易吸湿影响贮藏,并使干制品复水后嫩度下降,但富纤维型脱水果蔬除外)、新鲜,并在达到加工成熟度未到食用成熟度时加工。
生鲜食品干燥设备基本类型和选择要点
基本类型干燥器可按多种方法进行分类为按传热方式划分的干燥器基本类型,有对流、传导、辐射、电介质加热、或多种方式联用。尽管其他类型的干燥器就能量效率、产品质量和环境影响而言有许多优点,但对流热干燥约占据了脱水食品生产量的90%以上。
实际干燥器按传热方式的基本分类注:对流、传导和辐射在物料表面供热,而射频加热则可内部供热实际所示为用于干燥器分类的不同标准。最常用的类型已用星号(*)标出。按照操作方式,干燥器可分成分批和连续操作两大类型。通常,间歇操作干燥器适合于小规模(小于50kg/h)和长停留时间操作,间歇操作干燥设备一般处于生产线的上游或下游。不是所有的干燥器都可采用间歇操作,如喷雾、滚筒、急干型干燥器和鼓式干燥器只能以连续操作方式进行生产。另一方面,流化床和贯流循环式干燥器则既可以间歇操作方式,又可以连续操作方式进行生产。
实际按照不同标准对干燥器进行分类
标准类型
操作方式间歇、连续*
本文转载自
冷库价格www.iceage-china.com