基于低场核磁的西梅干燥过程水分迁移规律

作     者：陈烨聪 康宏彬 杨忠强 孙俪娜 崔宽波 董博 CHEN Yecong;KANG Hongbin;YANG Zhongqiang;SUN Lina;CUI Kuanbo;DONG Bo

作者机构：湖北工业大学农机工程研究设计院武汉430068 新疆农业科学院农业机械化研究所乌鲁木齐830091 喀什神恋有机食品有限责任公司喀什844000 

基　　金：新疆维吾尔自治区公益性科研院所基本科研业务经费资助项目(KY2022016) 喀什地区科技计划项目(KS2023052) 

出 版 物：《农业工程学报》 (Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering)

年 卷 期：2024年第40卷第22期

页      码：264-272页

摘      要：为探究西梅在干燥过程中水分迁移情况以及在不同温度(50、65、80℃)和风速(1、2、3 m/s)下的干燥特性,该研究基于毕渥数建立了西梅干燥动力学模型,运用低场核磁共振技术分析了干燥过程中不同干燥质量的西梅个体内部水分的分布状态和迁移规律。结果表明:在西梅热泵干燥过程中,水分扩散先为外部扩散控制,随后为内部扩散控制。基于毕渥数的Bi-G模型可以较为准确的描述西梅干燥过程。西梅的干制时长受干燥温度和风速影响,半干时间为3.61~34.47 h,水分有效扩散系数为0.32×10^(-8)~5.72×10^(-8)m^(2)/s。其中,温度的影响较为明显,升高温度能够显著缩短干燥时长,加速西梅内部自由水、半结合水、结合水的扩散与相互转换。在干燥过程中,一方面水分由西梅表皮向外界空气蒸发扩散,另一方面升温干燥使得西梅内部水分传递势发生变化,水分遵循传递势差异向西梅内部扩散达到新的平衡。核磁共振成像图显示,西梅鲜果内部水分分布不均,在干燥质量为60%时内部水分达到平衡点。此后,随着干燥的进行,西梅外表皮水分快速流失,对应干燥中后期出现的结壳现象。这种现象导致水分迁移通道受阻,影响西梅干制时长和品质。因此,基于不同干燥质量的核磁共振成像图,针对西梅不同干燥阶段选择不同的干燥温度进行降温干燥。结果表明,阶段降温干燥能够减少干燥后期表皮结壳硬化带来的影响,缩短干燥时长,提高西梅干燥品质。研究结果可为西梅干燥工艺优化和过程设计提供理论依据。

主 题 词：热泵干燥 含水率 毕渥数 低场核磁共振 西梅 

学科分类：0832[0832] 08[工学] 083203[083203] 

核心收录：

D　O　I：10.11975/j.issn.1002-6819.202406053

馆 藏 号：203156840...