南瓜片超声-远红外辐射干燥特性及微观结构

摘要

为了探索直触式超声强化远红外辐射干燥的干燥特性,该文以南瓜片为试材,利用超声-远红外辐射干燥设备,研究了不同超声功率及远红外辐射温度对干燥时间、干燥速率、扩散系数、微观结构以及能耗的影响.结果表明,远红外辐射板温度越高,热效率越高,有利于提高干燥速率及缩短干燥时间;在辐射板温度为200℃的条件下,超声功率为30、60 W时南瓜片所需干燥时间比未加超声所需干燥时间分别缩短了13.3％、26.7％,平均干燥速率分别提高了15.2％、36.1％,说明将物料直接放在超声辐射板上,可实现对物料内部传质过程的有效强化,但超声强化效果随着物料含水率的降低而减弱;有效水分扩散系数的数值在0.98× 10-9～2.85× 10-9 m2/s之间;提高超声功率可增加物料表面与物料内部的微细孔道尺寸与数量;提高远红外辐射温度会导致物料表面及内部热源区域中微细管道的扩张与增多;将远红外辐射加热技术与超声强化技术联合用于干燥,可对物料内部微观结构及质热传递产生协同强化;采用直触式超声技术对远红外辐射干燥过程进行强化,可降低干燥能耗6.67％6～20.21％.远红外辐射温度在200～240℃、超声功率在30～60 W时,可以实现较快的干燥速率、较低的干燥能耗.研究结果可为超声-远红外辐射干燥技术的研究与应用提供参考.