全 文 ：摇 核 农 学 报摇 圆园员缘袁圆怨渊苑冤院员猿猿苑 耀 员猿源猿允燥怎则灶葬造 燥枣 晕怎糟造藻葬则 粤早则蚤糟怎造贼怎则葬造 杂糟蚤藻灶糟藻泽
收稿日期院圆园员源鄄员园鄄圆苑摇 接受日期院圆园员缘鄄园员鄄园远
基金项目院国家自然科学基金渊猿员猿园员缘愿远冤
作者简介院宋小勇袁男袁讲师袁主要从事食品干燥技术研究遥 耘鄄皂葬蚤造院泽燥灶早曾蚤葬燥赠燥灶早岳 灶糟憎怎援 藻凿怎援 糟灶
通讯作者院同第一作者遥
文章编号院员园园园鄄愿缘缘员渊圆园员缘冤园苑鄄员猿猿苑鄄园苑
远红外辅助热泵干燥对铁棍山药片品质影响
宋小勇
渊华北水利水电大学电力学院袁河南 郑州摇 源缘园园源缘冤
摘摇 要院为了研究远红外辅助热泵干燥对铁棍山药片干燥品质的影响袁本研究分别在单一热泵和 缘园园尧
员 园园园尧圆 园园园宰远红外辅助热泵 源 种条件下对铁棍山药片进行干燥处理袁分析并比较了干燥曲线尧水分有
效扩散系数尧硬度尧脆度尧体积收缩率尧复水率和颜色等指标遥 结果表明袁与单一热泵干燥相比袁远红外辅
助热泵条件下铁棍山药的水分有效扩散系数和硬度增加袁且随着功率增大而增大遥 在 源 种处理中袁单一
热泵和 员 园园园宰远红外组合干燥对应 圆 园园园郾 园 依 员园郾 园 早铁棍山药片的收缩率相对较小尧硬度最小尧脆度
较高尧复水能力最强尧总色差变化最小遥 和单一热泵干燥相比袁热泵和 员 园园园宰 远红外组合干燥处理能
耗降低约 猿苑郾 圆圆豫 遥 结果表明袁合适功率的远红外辅助热泵干燥是提高铁棍山药片干燥品质的有效方
法遥 本研究为铁棍山药片生产提供了理论依据遥
关键词院铁棍山药曰远红外曰热泵干燥曰试验研究
阅韵陨院员园郾 员员愿远怨 辕 躁援 蚤泽泽灶援 员园园鄄愿缘缘员郾 圆园员缘郾 园苑援 员猿猿苑
摇 摇 采用合适干燥技术的脱水食品可最大限度保持产
品的天然品质袁并可大幅降低其运输成本咱员暂 遥 脱水干
制已成为食品原料加工的重要方法之一咱圆 原 缘暂 遥 目前袁
应用于山药干燥的技术主要包括热风咱远 原 愿暂 尧 冷
冻咱怨 原 员园暂 尧太阳能咱员员暂 尧微波咱员圆 原 员猿暂以及联合干燥咱员源 原 员苑暂等袁
并取得了一定的成果遥 但是上述方法在不同程度上也
存在周期长尧能耗大尧成本高尧操作条件不易控制等不
足之处遥
热泵干燥具有干燥温度低尧产品质量高和环境友
好等优点咱员愿暂 袁但亦存在干燥后除湿效率下降和干燥时
间长的缺点咱员怨暂 遥 而远红外辐射技术实现了辐射源光
谱与被加热物体吸收光谱的对应袁可有效缩短干燥时
间袁提高能量利用率咱圆园 原 圆员暂 遥 目前有关热泵和远红外联
合干燥铁棍山药片的相关研究鲜见报道遥
本文以铁棍山药片为研究对象袁在自行设计的远
红外辅助热泵干燥设备上进行试验研究袁铁棍山药片
分别在单一热泵 渊 澡藻葬贼 责怎皂责袁 匀孕冤 和 缘园园尧 员 园园园尧
圆 园园园宰远红外渊 枣葬则鄄蚤灶枣则葬则藻凿 则葬凿蚤葬贼蚤燥灶袁 云陨砸冤辅助热象 源
种条件下进行干燥处理袁分析并比较了干燥曲线尧水分
有效扩散系数尧硬度尧脆度尧体积收缩率尧复水率和颜色
等指标袁以期为铁棍山药片生产提供理论依据遥
员摇 材料与方法
员郾 员摇 材料
铁棍山药购自焦作市温县国际山药交易物流中
心袁个体完整尧粗细均匀尧无病虫害尧无物理损伤尧近似
圆柱形遥 用不锈钢刀将处理过的去皮铁棍山药切成厚
度为 猿郾 园 依 园郾 缘皂皂袁直径基本一致的圆柱状袁及时浸泡
于护色液渊质量分数为 园郾 园缘豫 柠檬酸 垣质量分数为
园郾 缘豫氯化纳 垣质量分数为 园郾 园远豫氯化钙冤中袁时间为
员园 皂蚤灶遥
员郾 圆摇 试验装置
图 员 为试验装置原理图遥 整个装置主要由热泵尧
远红外和干燥等系统组成遥 由冷凝器出来的热空气再
进入干燥室渊圆园园 糟皂 伊 源缘 糟皂 伊 源缘 糟皂冤袁对湿物料进行
干燥遥 砸悦员猿愿 干烧型远红外辐射加热管渊上海瑞岑电
器有限公司冤直径 员园 皂皂袁每根长度 员缘园 皂皂袁功率 缘园园
宰袁源 根加热管均匀布置在箱体内部上方和下方袁加热
管离箱体上表面距离为 员圆 皂皂袁管距为 员源园 皂皂遥 电压
苑猿猿员
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
圆圆园灾袁频率 缘园匀扎袁通过调节控制面板旋钮调节电压袁从
而达到调节辐射功率的目的袁红外加热管最高温度
圆园园 益遥 本试验采用热泵和远红外加热同时开启袁二
者间歇性交替工作的模式遥 干燥室箱体上开有测量
孔袁用于安装温度尧风速和湿度探头 辕传感器遥 蕴葬遭灾蚤藻憎
数据采集系统与一个 员远 位 愿 通道 粤阅粤酝 原 源园员愿 型数
据采集模块相连接遥 由温控仪表对箱体内温度以及远
红外加热管表面温度进行控制袁精确控温遥
注院员援冷凝器曰 圆援压缩机曰 猿援干燥室曰 源援远红外加热器曰 缘援计算机曰
远援直流稳压电源曰 苑援数据采集模块曰 愿援循环风机曰 怨援排水口曰
员园援蒸发器曰 员员援节流阀遥
晕燥贼藻院 员援 糟燥灶凿藻灶泽藻则袁 圆援 糟燥皂责则藻泽泽燥则袁 猿援 凿则赠蚤灶早 糟澡葬皂遭藻则袁 源援 云陨砸 则燥凿泽袁 缘援
糟燥皂责怎贼藻则袁 远援 阅悦 泽贼葬遭蚤造蚤扎藻凿 责燥憎藻则 泽怎责责造赠袁 苑援 凿葬贼葬 葬糟择怎蚤泽蚤贼蚤燥灶 皂燥凿怎造藻袁 愿援
摇 摇 摇糟蚤则糟怎造葬贼蚤灶早 枣葬灶袁 怨援 燥怎贼造藻贼袁 员园援 藻增葬责燥则蚤皂藻贼藻则袁 员员援 贼澡则燥贼贼造藻 增葬造增藻援
图 员摇 试验装置原理图
云蚤早援 员摇 栽澡藻 泽糟澡藻皂葬贼蚤糟 凿蚤葬早则葬皂 燥枣 藻曾责藻则蚤皂藻灶贼葬造 泽藻贼怎责
其它试验仪器院 栽粤鄄载栽 孕造怎泽 质构分析仪 渊英国
杂贼葬遭造藻 酝蚤糟则燥泽赠泽贼藻皂泽 公司冤曰匀宰杂圆愿 电热恒温水浴锅
渊上海一恒科学仪器有限公司冤曰宰杂悦鄄杂 色差仪渊上海
精密科学仪器有限公司冤曰郧在载鄄阅匀 原 猿园载猿缘 原 月杂 恒温
干燥箱渊上海跃进医疗器械厂冤曰孕蕴圆园猿 电子天平渊瑞
士 酝藻贼贼造藻则 栽燥造藻凿燥公司冤遥
员郾 猿摇 试验方法
把经护色处理的铁棍山药片用自来水冲洗袁沥干
表面水分遥 将预先处理的样品 圆 园园园郾 园 依 员园郾 园早 在网
格托盘上单层铺开袁并分别在单一热泵渊匀孕冤尧加热功
率为 缘园园尧员 园园园尧圆 园园园宰 远红外辅助热泵干燥渊匀孕 垣
缘园园云陨砸尧匀孕 垣员 园园园 云陨砸和 匀孕 垣圆 园园园云陨砸冤源 种条件下
进行干燥处理遥 样品达到要求的湿基含水率渊小于
圆园豫 冤后干燥结束遥 为防止产品受潮袁把干燥的铁棍
山药片装入聚乙烯自封袋后置入干燥器备用袁进行各
项指标的测定遥 物料干燥温度 源园 益袁风速约 园郾 愿 皂窑
泽 原员遥 每组干燥处理均做 猿 次平行试验遥
员郾 源摇 检测指标的测定
员郾 源郾 员摇 干燥曲线的制作摇 在铁棍山药片干燥过程中袁
前 员圆 澡每 圆 澡称质量 员 次袁而测定不同干燥处理过程
中铁棍山药片的湿基含水率袁并绘制其与干燥时间的
关系曲线遥 而后每 愿 澡称质量 员 次遥 各处理的干燥时
间均为 猿园 澡遥
员郾 源郾 圆摇 水分扩散系数 摇 参考 允葬灶早葬皂 等咱圆圆暂和杨爱金
等咱圆猿暂方法袁假设铁棍山药片的初始水分分布均匀袁且
干燥室水分扩散的外部阻力可以忽略不计袁则铁棍山
药片的干燥过程符合 云蚤糟噪 第二定律咱远暂 遥 水分扩散系
数 阅由式渊员冤和渊圆冤求出遥
晕酝 越 酝员 辕 酝园 渊员冤
造灶酝砸 越 造灶 愿仔圆 原 阅 仔
圆
源蕴圆 贼 渊圆冤
酝砸院水分扩散率袁无量纲量曰酝贼院 贼 时刻样品质量袁早曰酝园院初始时样品质量袁早曰蕴院铁棍山药片厚度的一半袁皂曰
阅院有效扩散系数袁皂圆窑泽 原员曰贼院干燥时间袁皂蚤灶遥
员郾 源郾 猿摇 湿基含水率的测定 摇 采用常压烘箱干燥法遥
随机称取 员园郾 园 依 员郾 园 早 干燥样品袁放入铝制称量盒中袁
加盖袁精密称量后袁置于 怨缘 耀 员园缘 益干燥箱中袁干燥
圆源 澡 后盖好取出袁然后放入干燥器内冷却 园郾 缘 澡袁精密
称量遥 样品湿基含水率为院
载 越 皂员 原 皂圆皂圆 原 皂猿 伊 员园园豫 渊圆冤
式中院皂员院铝盒和样品干燥前的质量袁早曰皂圆院铝盒和样
品干燥后的质量袁早曰皂猿院铝盒的质量袁早遥 每种处理的
样品测 猿 次袁取平均值遥
员郾 源郾 源摇 干铁棍山药片的质构分析摇 使用质构分析仪
对铁棍山药片进行剪切试验遥 测前速度 员 皂皂窑泽 原员袁测
试速度 园郾 缘 皂皂窑泽 原员袁测后速度 缘 皂皂窑泽 原员袁测试距离 员园
皂皂袁阈值 员园 早袁探头 匀阅孕 辕 月杂运遥 仪器自动测定应力的
变化袁硬度值等于曲线中力的峰值袁即样品断裂所需要
的最大力渊晕冤袁数值越大袁产品越硬遥 脆度结果用测试
产生峰数的多少表示渊个冤遥 峰数越多袁产品酥脆度越
好遥 每个处理选取 员圆 个样品进行检测袁且每次剪切位
置均为铁棍山药片的中心位置遥
员郾 源郾 缘摇 干铁棍山药片的体积收缩率摇 采用排水法咱圆源暂
测量干铁棍山药片的体积收缩率袁测定过程要求迅速
渊每次测量少于 猿园 泽冤遥 体积收缩率渊杂冤用下式计算院
杂 越 灾园 原 灾枣灾园 伊 员园园豫 渊源冤
式中院灾园院铁棍山药片干燥前的体积袁皂蕴曰灾枣院铁棍山药
片干燥后的体积袁皂蕴遥 每种处理选取 猿 个样品袁求平
均值遥
员郾 源郾 远摇 干铁棍山药片的颜色变化摇 采用色差仪对干
铁棍山药片的色差进行测量遥 通过 阅远缘 的光源对样
品照射袁在 员园毅 的地方收集分析由样品反射过来的光
愿猿猿员
摇 苑 期 远红外辅助热泵干燥对铁棍山药片品质影响
线建立 悦陨耘鄄蕴葬遭颜色模型遥 悦陨耘鄄蕴葬遭颜色模型由 蕴渊白
度冤尧葬渊红 辕绿值冤和 遭渊蓝 辕黄值冤猿 个指标组成遥 色差
采用下式计算院
驻耘 越 渊驻蕴冤圆 垣 渊驻葬冤圆 垣 渊驻遭冤圆
摇 摇 其中院驻蕴 越 蕴 原 蕴园曰驻葬 越 葬 原 葬园曰驻遭 越 遭 原 遭园遥 蕴尧葬尧遭
为检测样品的颜色参数曰蕴园尧葬园尧遭园 为标准颜色参数值遥
每种处理选取 员圆 个单独的样品进行测定遥
员郾 源郾 苑摇 耗能计算摇 干燥耗能采用每干燥 员噪早 铁棍山
药片的能耗计算袁采用单向数字电表渊阅栽愿远圆 原 源袁乐清
市柳市丽仕兰电气厂袁浙江冤记录每次试验的电耗袁取
平均耗电量袁单位为 运宰窑澡窑运早 原员遥
员郾 源郾 愿摇 统计学方法摇 试验数据用 杂孕杂杂员猿郾 园 处理袁均
数之间的比较采用 栽 检验和 韵灶藻 憎葬赠 粤晕韵灾粤 方差分
析遥
圆摇 结果与分析
圆郾 员摇 不同干燥处理对铁棍山药片干燥特性的影响
图 圆 为在单一热泵和有远红外辅助条件下袁不同
处理铁棍山药片的湿基含水率随处理时间的变化遥 结
果表明袁湿基含水率随干燥时间的增加呈非线性降低
趋势遥 在干燥后期袁采用 匀孕 垣 云陨砸干燥与采用热泵干
燥相比袁有更强的除湿能力遥 如 缘园园皂蚤灶 后袁单一热泵
干燥铁棍片含水率依然维持相对较高的水平遥
圆郾 圆摇 不同干燥处理对铁棍山药片湿基含水率
含水率高低是评价干燥产品品质优劣的重要指标
之一遥 表 员 为干燥过程进行 猿园澡 后袁不同干燥处理铁
棍山药片的含水率遥 经远红外辅助干燥的铁棍山药片
含水率小于单独热泵干燥后的铁棍山药片袁且随着远
红外加热功率的增加袁匀孕 垣 员 园园园云陨砸尧 匀孕 垣 圆 园园园云陨砸
处理和 匀孕处理的试验结果有显著性差异渊孕 约园郾 园缘冤袁
表 员摇 不同干燥处理铁棍山药片含水率的比较
栽葬遭造藻 员摇 酝燥蚤泽贼怎则藻 则葬贼蚤燥 燥枣 蚤则燥灶 糟燥皂责葬则蚤泽燥灶 赠葬皂 糟澡蚤责泽 燥枣
凿蚤枣枣藻则藻灶贼 凿则赠蚤灶早 贼则藻葬贼皂藻灶贼泽
处理 栽则藻葬贼皂藻灶贼泽 含水率 酝燥蚤贼怎则藻 则葬贼蚤燥 辕 豫
匀孕 员愿郾 圆 依 园郾 园圆怨 葬
匀孕 垣 缘园园云陨砸 员苑郾 源 依 园郾 园园猿 葬
匀孕 垣 员 园园园云陨砸 员源郾 员 依 园郾 园园缘 遭
匀孕 垣 圆 园园园云陨砸 员猿郾 猿 依 园郾 园园猿 遭
摇 摇 注院表中数据为平均值 依标准偏差渊灶 越 远冤遥 同一列不同的字母表
示有显著性差异渊孕 约 园郾 园缘冤遥 下同遥
晕燥贼藻院 灾葬造怎藻泽 葬则藻 皂藻葬灶泽 依 泽贼葬灶凿葬则凿 凿藻增蚤葬贼蚤燥灶渊灶 越 远冤援 阅蚤枣枣藻则藻灶贼 造藻贼贼藻则泽
蚤灶 贼澡藻 泽葬皂藻 糟燥造怎皂灶 蚤灶凿蚤糟葬贼藻 泽蚤早灶蚤枣蚤糟葬灶贼 凿蚤枣枣藻则藻灶糟藻泽 渊孕 约 园郾 园缘冤 援 栽澡藻 泽葬皂藻 葬泽
枣燥造造燥憎蚤灶早援
注院匀孕院单一热泵干燥曰匀孕 垣 缘园园云陨砸院热泵与远红外 缘园园宰 辅助热泵
干燥曰匀孕 垣 员 园园园云陨砸院热泵与远红外 员 园园园宰 辅助热泵干燥曰匀孕 垣 圆
园园园云陨砸院热泵与远红外 圆 园园园宰辅助热泵干燥遥 下同遥
晕燥贼藻院 匀孕院 泽蚤灶早造藻 澡藻葬贼 责怎皂责 凿则赠蚤灶早袁 匀孕 垣 缘园园云陨砸院 澡藻葬贼 责怎皂责 凿则赠蚤灶早
糟燥皂遭蚤灶蚤灶早 憎蚤贼澡 枣葬则 蚤灶枣则葬则藻凿 则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 憎蚤贼澡 贼澡藻 责燥憎藻则 燥枣 缘园园 宰袁 匀孕 垣 员
园园园云陨砸院 澡藻葬贼 责怎皂责 凿则赠蚤灶早 糟燥皂遭蚤灶蚤灶早 憎蚤贼澡 枣葬则鄄蚤灶枣则葬则藻凿 则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 憎蚤贼澡 贼澡藻
责燥憎藻则 燥枣 员园园 宰袁 匀孕 垣圆 园园园云陨砸院 澡藻葬贼 责怎皂责 凿则赠蚤灶早 糟燥皂遭蚤灶蚤灶早 憎蚤贼澡 枣葬则鄄
蚤灶枣则葬则藻凿 则葬凿蚤葬贼蚤燥灶 憎蚤贼澡 贼澡藻 责燥憎藻则 燥枣 圆园园园 宰援 栽澡藻 泽葬皂藻 葬泽 枣燥造造燥憎蚤灶早援
图 圆摇 不同干燥处理铁棍山药片干燥曲线
云蚤早援 圆摇 阅则赠蚤灶早 糟怎则增藻泽 燥枣 蚤则燥灶 赠葬皂 糟澡蚤责泽 燥枣
凿蚤枣枣藻则藻灶贼 凿则赠蚤灶早 贼则藻葬贼皂藻灶贼泽
而 匀孕 垣缘园园云陨砸和 匀孕圆 个处理中铁棍山药片的含水率
无显著性差异遥
圆郾 猿摇 不同干燥处理水分对铁棍山药山药片有效扩散
系数对影响
内部水分扩散系数可反映物料在一定干燥条件下
的脱水能力袁也是优化干燥工艺的重要参数之一咱远暂 遥
干燥过程中袁物料内部水分分布不均匀袁水分由内向外
扩散迁移到物料表面袁与周围环境中的水分达到平衡遥
不同干燥处理铁棍山药片的水分有效扩散系数如表 圆
所示遥 铁棍山药片干燥过程中水分扩散系数与干燥的
表 圆摇 不同干燥处理铁棍山药片水分有效扩散系数的比较
栽葬遭造藻 圆摇 宰葬贼藻则 藻枣枣藻糟贼蚤增藻 凿蚤枣枣怎泽蚤燥灶 糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼 糟燥皂责葬则蚤泽燥灶
燥枣 蚤则燥灶 赠葬皂 糟澡蚤责泽 燥枣 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 凿则赠蚤灶早 贼则藻葬贼皂藻灶贼泽
处理
栽则藻葬贼皂藻灶贼泽
水分有效扩散系数
宰葬贼藻则 藻枣枣藻糟贼蚤增藻 凿蚤枣枣怎泽蚤燥灶
糟燥藻枣枣蚤糟蚤藻灶贼 辕 渊员园 原怨窑皂圆窑泽 原员 冤
匀孕 猿郾 员圆
匀孕 垣 缘园园云陨砸 猿郾 缘缘
匀孕 垣 员 园园园云陨砸 缘郾 员园
匀孕 垣 圆 园园园云陨砸 苑郾 远愿
怨猿猿员
核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
类型有关袁云陨砸 功率增加后袁水分扩散系数明显增大袁
而且随着 云陨砸 功率的增大而增大遥 采用 匀孕 垣
员 园园园云陨砸和 匀孕 垣圆 园园园云陨砸 干燥的水分扩散系数是单
纯采用 匀孕干燥时的 员郾 远猿 倍和 圆郾 源远 倍遥 其原因可能
是远红外辅助加热有效提高了铁棍山药片的干燥效
率遥 此外袁水分扩散速率的快慢也依赖铁棍山药片的
含水率大小渊图 圆冤遥
圆郾 源摇 不同干燥处理对铁棍山药片收缩率的影响
由表 猿 可知袁源 种干燥模式下铁棍山药片的体积
收缩率没有明显差异袁但 匀孕 垣员 园园园云陨砸处理对应铁棍
山药片的收缩率相对较小遥 原因可能是在远红外功率
为 员 园园园宰的条件下袁铁棍山药片内部形成了更多的
孔隙结构袁组织间隙较大遥
表 猿摇 不同干燥处理铁棍山药片体积收缩率的比较
栽葬遭造藻 猿摇 杂澡则蚤灶噪葬早藻 糟燥皂责葬则蚤泽燥灶 燥枣 蚤则燥灶 赠葬皂 糟澡蚤责泽
燥枣 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 凿则赠蚤灶早 贼则藻葬贼皂藻灶贼泽
处理 栽则藻葬贼皂藻灶贼泽 体积收缩率 杂澡则蚤灶噪葬早藻 辕 豫
匀孕 远苑郾 员园 依 员郾 圆缘 葬
匀孕 垣 缘园园云陨砸 远愿郾 圆圆 依 员郾 猿员 葬
匀孕 垣 员园园园云陨砸 远远郾 愿园 依 员郾 员圆 葬
匀孕 垣 圆园园园云陨砸 苑员郾 员猿 依 员郾 圆远 葬
摇 摇 注院表中数据为平均值 依标准偏差渊灶 越 猿冤遥
晕燥贼藻院 灾葬造怎藻泽 葬则藻 皂藻葬灶泽 依 泽贼葬灶凿葬则凿 凿藻增蚤葬贼蚤燥灶渊灶 越 猿冤援
圆郾 缘摇 不同干燥处理对铁棍山药片硬度和脆度的影响
表 源 表明袁远红外辅助热泵干燥铁棍山药片的硬
度明显比单纯用热泵干燥的铁棍山药片硬度大渊孕 约
园郾 园缘冤袁并且随着远红外辐射功率的增加袁铁棍山药片
的硬度也增加遥 与单独热泵干燥相比袁远红外辅助热
泵干燥铁棍山药片的脆度均有显著增加渊孕 约 园郾 园缘冤袁
其中 匀孕 垣员 园园园云陨砸处理下袁铁棍山药片的脆度最大袁
和 匀孕 垣缘园园云陨砸尧匀孕 垣圆 园园园云陨砸圆 个处理相比有显著区
别渊孕 约园郾 园缘冤遥 究其原因袁可能是当远红外加热功率
表 源摇 不同干燥处理铁棍山药片硬度和脆度的比较
栽葬遭造藻 源摇 匀葬则凿灶藻泽泽 葬灶凿 遭则蚤贼贼造藻灶藻泽泽 糟燥皂责葬则蚤泽燥灶 燥枣
蚤则燥灶 赠葬皂 糟澡蚤责泽 燥枣 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 凿则赠蚤灶早 贼则藻葬贼皂藻灶贼泽
处理 栽则藻葬贼皂藻灶贼泽 硬度 匀葬则凿灶藻泽泽 辕 晕 脆度 月则蚤贼贼造藻灶藻泽泽 辕个
匀孕 远苑郾 猿圆 依 圆郾 缘源 葬 怨郾 员园 依 园郾 苑圆 葬
匀孕 垣 缘园园云陨砸 愿猿郾 缘圆 依 圆郾 圆员 遭 员圆郾 远苑 依 员郾 猿猿 遭
匀孕 垣 员园园园云陨砸 愿缘郾 苑苑 依 圆郾 猿缘 遭 员苑郾 员员 依 员郾 猿员 糟
匀孕 垣 圆园园园云陨砸 愿愿郾 员园 依 圆郾 愿园 遭 员圆郾 缘怨 依 员郾 愿员 遭
摇 摇 注院表中数据为平均值 依标准偏差渊灶 越 员圆冤遥
晕燥贼藻院 灾葬造怎藻泽 葬则藻 皂藻葬灶泽 依 泽贼葬灶凿葬则凿 凿藻增蚤葬贼蚤燥灶渊灶 越 员圆冤 援
为员 园园园宰时袁干燥铁棍山药片的组织结构更加开放袁
内部孔隙更大尧更多袁品质更好遥
圆郾 远摇 不同干燥处理对铁棍山药片的颜色变化的影响
褐变是铁棍山药在加工和贮存过程中变质的最主
要的原因之一遥 前期的预试验表明袁所用铁棍山药初
始 蕴园尧 葬园尧遭园分别为 怨猿郾 员源尧 原 园郾 员猿尧缘郾 员愿遥 由表 缘 可
知袁源 种干燥模式下铁棍山药片的明度 蕴 比干燥前有
明显的降低袁且差异显著 渊 孕 约 园郾 园缘 冤袁其中 匀孕 垣
员 园园园云陨砸对应的 蕴 最大袁匀孕 垣 圆 园园园云陨砸 对应的 蕴 最
小曰干燥后铁棍山药片的红 辕绿值渊葬冤增加袁其中 匀孕 垣
员 园园园云陨砸对应的 葬值增加量较少曰干燥后铁棍山药片
的蓝 辕黄值渊遭冤均有不同程度的增加袁但采用 匀孕尧匀孕 垣
缘园园云陨砸尧匀孕 垣 员 园园园云陨砸尧匀孕 垣 圆 园园园云陨砸 干燥模式的铁
棍山药片的 遭 值差异不显著遥 晕葬贼澡葬噪葬则葬灶葬噪怎造藻 等咱圆缘暂
在研究远红外辅助热泵干燥龙眼时发现了类似的结
果袁即干燥后龙眼的明度下降了袁而红 辕绿值和蓝 辕黄值
均增加遥 因此袁干燥后铁棍山药片中的褐变反应增强
了遥 在本试验条件下袁匀孕 垣 员 园园园云陨砸干燥的铁棍山药
片的颜色改变渊驻耘冤最小袁而 匀孕 垣 圆 园园园云陨砸 干燥的铁
棍山药片的 驻耘最大遥
圆郾 苑摇 不同干燥处理对能耗的影响
不同干燥处理其电表记录的能耗见表 远遥 远红外
辅助热泵干燥有节能效果遥 与 匀孕 处理相比袁匀孕 垣
缘园园云陨砸总能耗可节约 员苑郾 园源豫 袁而 匀孕 垣 员 园园园云陨砸 和
匀孕 垣 圆 园园园云陨砸圆 处理总能耗分别节约 猿苑郾 圆圆豫 和
源园郾 园圆豫 袁节能效果显著遥 表 远 表明袁节能幅度与样品
数量有关袁处理量越大袁节能效果应更为显著遥
猿摇 讨论
本研究采用的工艺方法结合了热泵干燥和远红外
干燥的优点袁可操作性和工业化生产连续性强袁有效地
提高了铁棍山药片的干燥速率及产品品质遥 弥补了陈
艳珍咱圆远暂和任广跃等咱圆苑暂研究中因干燥速率过快导致山
药片产生较大变形袁影响产品外观品质的缺陷袁产生此
结果的原因在于本研究采用的工艺不同遥 此外袁与山
药片微波干燥技术咱圆愿暂相比袁由于微波干燥机理袁干燥
过程物料温度检测比较困难袁干燥终点不易控制袁也难
以研究物料温度和产品品质之间的依附关系遥 孙
慧咱员园暂采用真空冷冻干燥工艺处理山药片袁虽然可以获
得较高质量的产品袁但生产成本高尧能耗大遥
在远红外辅助条件下袁铁棍山药片可以直接吸收
通过辐射传递过来的能量袁使铁棍山药片内部分子运
动加剧袁产生热量并升温袁提高了铁棍山药片表面水分
园源猿员
摇 苑 期 远红外辅助热泵干燥对铁棍山药片品质影响
摇 摇 摇 摇 表 缘摇 不同干燥处理铁棍山药片颜色的比较
栽葬遭造藻 缘摇 悦燥造燥则 糟燥皂责葬则蚤泽燥灶 燥枣 蚤则燥灶 赠葬皂 糟澡蚤责泽 燥枣 凿蚤枣枣藻则藻灶贼 凿则赠蚤灶早 贼则藻葬贼皂藻灶贼泽
处理 栽则藻葬贼皂藻灶贼泽 驻蕴 驻葬 驻遭 驻耘
匀孕 原员愿郾 圆圆 依 员郾 愿愿 遭 愿郾 源猿 依 员郾 源园 葬遭 员远郾 圆圆 依 园郾 愿源 遭 圆苑郾 缘猿 依 园郾 愿苑 遭
匀孕 垣 缘园园云陨砸 原 员缘郾 猿圆 依 圆郾 员源 糟 苑郾 源苑 依 员郾 猿愿 葬糟 员苑郾 圆愿 依 员郾 缘圆 遭 圆源郾 员缘 依 园郾 缘猿 糟
匀孕 垣 员园园园云陨砸 原 员员郾 苑愿 依 员郾 猿愿 凿 苑郾 园怨 依 园郾 猿缘 糟凿 员愿郾 员远 依 员郾 员员 遭 圆猿郾 猿圆 依 园郾 苑员 糟
匀孕 垣 圆园园园云陨砸 原 圆员郾 猿园 依 圆郾 员员 葬 愿郾 苑苑 依 员郾 猿圆 葬 猿园郾 园缘 依 员郾 园缘 葬 猿苑郾 苑怨 依 园郾 怨源 葬
摇 摇 注院驻表示测量值和初始值之差遥
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表 远摇 不同干燥处理过程的能耗测定
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处理
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耗电量
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的传输性遥 随着远红外辐射功率的增加袁铁棍山药片
吸收的能量越多袁加热升温的速率加快袁水分的传输性
提高袁致使铁棍山药片的含水率降低遥 本试验结果表
明袁在干燥后期袁匀孕 垣 云陨砸 干燥与单一热泵干燥相比袁
前者有更强的除湿能力遥
水分扩散系数描述物料水分内在的传质特性袁决
定着水分的扩散性能遥 水分扩散系数不仅与食品成
分尧水分含量尧多孔性等性质有关袁还与外部干燥方式
和干燥条件有关咱圆猿暂 遥 本研究结果表明袁铁棍山药片干
燥过程中水分扩散系数与干燥的类型有关袁随着 云陨砸
功率的增加袁水分扩散系数明显增大遥 此外袁水分扩散
速率的快慢依赖于铁棍山药片的含水率大小遥 这与杨
爱金等咱圆猿暂的研究结论基本一致遥 其原因可能是在干
燥过程中袁随着物料内水分含量的降低袁形成的网状结
构也更加疏松有致遥
干燥样品的硬度主要由样品的细胞外基质情况和
组织的蛋白质变性情况来决定袁而这些都与样品内的
含水率和温度有关咱圆怨暂 遥 远红外辐射可以在加快干燥
速率的同时加快样品表面水分的流失袁这导致样品容
易形成一个硬度相对较大的表层遥 因此袁用 云陨砸 辅助
干燥后铁棍山药片的硬度有所增加袁这可有效缓解微
波干燥山药片表面出现焦化现象的发生咱员猿暂 遥
水分迁移速率直接影响干燥食品颜色的变化咱远暂 遥
在干燥过程中袁一方面物料表层水分蒸发并散失到干
燥室袁另一方面物料内部水分逐步向受热表面迁移遥
物料表面含水率存在一个临界值袁表面含水率过高袁达
不到干燥要求袁而含水率过低袁不仅能耗大幅增加袁还
易导致物料形变加大遥 在本试验中袁远红外加热功率
不同袁热流梯度导致铁棍山药内部水分向表面迁移的
速率不同咱远暂 遥 其原因可能是袁在 匀孕 垣 员 园园园云陨砸 条件
下袁铁棍山药表面被一层水膜保护袁有效地降低了美拉
德反应速率袁抑制了铁棍山药片颜色的退化袁颜色改变
较小遥 而 匀孕 垣圆 园园园云陨砸处理下袁铁棍山药表面水膜很
难形成袁非酶褐变加剧袁和其他 猿 种干燥处理相比袁明
度尧红 辕绿值和总色差变化最大遥 此外袁远红外辅助热
泵干燥可有效解决采用微波干燥铁棍山药片经常发生
的局部过热尧表面硬化尧颜色不正等现象咱员猿暂 遥
以低能耗获得优质的脱水食品袁已成为农产品加
工和干燥领域的研究热点遥 本研究中袁圆 园园园宰远红外
辅助热泵干燥条件下袁单位能耗为 缘郾 员源噪宰澡窑噪早 原员袁这
与孙慧咱员园暂在真空冷冻条件下干燥山药片的研究相比
更节能遥 这对实际生产的应用有一定的借鉴意义遥
山药片在干燥过程中的褐变问题是影响其品质的
关键因素遥 发生褐变的原因主要包括酶促褐变和非酶
褐变遥 通过化学抑制剂法或热处理工艺使酶钝化失
活袁可以达到抑制酶促褐变的目的袁但铁棍山药干燥过
程中非酶褐变的发生机理问题尚未解决遥 因此确定引
起铁棍山药在远红外热泵快速干燥过程中非酶褐变的
成因袁以及直接影响褐变程度的首要因素将是今后的
一个研究重点遥
源摇 结论
铁棍山药是具有重要经济价值的农产品遥 对
圆 园园园郾 园 依 员园郾 园早 样品而言袁在远红外辅助热泵干燥
渊匀孕 垣 云陨砸冤条件下袁铁棍山药片的水分扩散系数随着
远红外辐射功率的增加而增加遥 在 匀孕 垣 员 园园园云陨砸 处
理下袁铁棍山药片含水率较低袁收缩率最小曰铁棍山药
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核摇 农摇 学摇 报 圆怨 卷
片表面水分散失速率加快袁硬度增加袁并且与远红外辐
射功率成正相关曰铁棍山药片的颜色改变最小袁品质最
好曰总能耗降低约 员苑郾 园源豫 耀 源园郾 园圆豫 袁节能效果显著袁
干燥成本降低袁产品质量保持较好遥 当远红外辐射功
率为员 园园园宰袁干燥温度为 源园 益袁风速 园郾 愿皂窑泽 原员时袁铁
棍山药片的脆度最大袁因此该条件是获得理想干燥铁
棍山药片的最佳条件遥 本研究采用的远红外热泵更干
燥技术节能环保袁有较好的社会效益遥
参考文献院
咱 员 暂 摇 李丽娟袁刘春泉袁李大婧袁金邦荃援 不同干燥方式对莲藕脆片品
质的影响咱允暂 援 核农学报袁 圆园员猿袁圆苑渊员员冤院员远怨苑 原 员苑园猿
咱 圆 暂 摇 张芳袁张永茂袁庞中存袁张海燕袁康三江援 鲜南瓜片冷冻 原真空干
燥工艺优化咱允暂 援 核农学报袁 圆园员源袁圆愿渊愿冤院员源缘愿 原 员源远缘
咱 猿 暂 摇 江宁袁刘春泉袁李大婧援 均匀设计法优化冬瓜膨化工艺咱 允暂 援 核
农学报袁 圆园员源袁圆愿渊圆冤院圆苑园 原 圆苑苑
咱 源 暂 摇 陈君琛袁翁敏劼袁孔智伟袁李怡彬袁沈恒胜援 即食香菇微波干燥特
性及动力学模型的建立咱 允暂 援 核农学报袁 圆园员猿袁圆苑渊愿冤院员员苑怨 原
员员愿猿
咱 缘 暂 摇 高海生袁刘秀凤袁罗彩霞袁马烨援 两种干燥方法对香椿芽干品品
质的影响咱允暂 援 核农学报袁 圆园员猿袁圆苑渊愿冤院员员愿源 原 员员愿愿
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咱 愿 暂 摇 陈艳珍袁任广跃袁张仲欣袁化春光援 怀山药干燥处理模型的建立
与评价咱允暂 援 河南科技大学学报院自然科学版袁 圆园员园袁猿员渊员冤院 苑苑
原 愿园
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咱员园暂摇 孙慧援 山药片真空冷冻干燥关键技术工艺研究咱酝暂援 合肥院合肥
工业大学袁 圆园员员
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咱员猿暂摇 陈媛媛袁符云鹏袁陈亮亮袁闫文凯袁 任广跃援 微波真空干燥处理对
铁棍山药多糖得率和干燥特性影响 咱 允暂 援 农产品加工袁 圆园员圆
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咱员缘暂摇 李丽援 怀山药渗透热风复合干燥工艺的试验研究咱酝暂援 呼和浩
特院内蒙古农业大学袁 圆园员圆
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咱员愿暂摇 张绪坤袁 李华栋袁 徐刚袁熊康明袁顾震援 热泵干燥系统性能试验
研究咱允暂 援 农业工程学报袁 圆园园远袁 圆圆渊源冤院 怨源 原 怨愿
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咱圆园暂摇 欧春艳袁杨磊袁李思东袁章超桦袁张强援 壳聚糖红外干燥特性及动
力学模型研究咱允暂 援 农业工程学报袁 圆园园苑袁 圆猿渊怨冤院 怨员 原 怨远
咱圆员暂摇 朱德文袁岳鹏翔袁袁弟顺袁陈永生袁吴爱兵援 微波远红外耦合杀青
工艺对绿茶品质的影响咱 允暂 援 农业工程学报袁 圆园员员袁 圆苑渊猿冤院 猿源缘
原 猿缘园
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咱圆猿暂摇 杨爱金袁毕金峰袁韩庆典袁卢勇袁刘璇袁吕健袁王轩援 工艺参数对苹
果变温压差膨化干燥过程中水分扩散的影响咱 允暂 援 核农学报袁
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咱圆苑暂摇 任广跃袁段续袁李晖袁朱文学援 怀山药微波真空干燥模型的建立
咱允暂 援 食品与生物技术学报袁 圆园员圆袁 猿员渊员园冤院员园远怨 原 员园苑猿
咱圆愿暂摇 张薇袁王泽槐袁许静芬援 淮山药微波干燥过程温度水分的特征变
化研究咱允暂 援 中药材袁 圆园园缘袁 圆愿渊怨冤院苑远园 原 苑远源
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