[發明專利]一種超聲強化氣調干燥方法及裝置

有效

• 申請號: 201410354217.2
• 申請日: 2014-07-23
• 公開（公告）號: CN104322655B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 劉云宏;苗帥;孫悅;朱文學;白喜婷
• 申請（專利權）人: 河南科技大學
• 主分類號: A23B7/02
• 分類號: A23B7/02
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司41119
• 代理人: 牛愛周

技術領域

本發明屬于農產品干燥加工技術領域，具體涉及一種超聲強化氣調干燥方法，同時還涉及一種超聲強化氣調干燥裝置。

背景技術

胡蘿卜是當今社會最常用的農產品之一，含有豐富的營養成分，具有很高的營養價值和多種保健功效，被譽為“土人參”，深受消費者喜愛。在胡蘿卜的加工過程中，由于細胞收縮或組織結構破壞，易造成胡蘿卜的營養成分對光、熱、氧的敏感性增強，從而引起以胡蘿卜素為主的營養成分的損失。

干燥加工是胡蘿卜加工保藏的重要手段，熱風干燥是目前胡蘿卜干燥最常用的方法。但在干燥過程中，胡蘿卜容易發生褐變而且胡蘿卜素極易發生氧化降解，因此熱風干燥容易導致產品有效成分損失及色澤褐變，而干燥介質中的氧氣是導致產品品質下降的主要因素之一。現有技術中，專利CN202885443U公開了一種氮氣源熱泵干燥機組，包括干燥箱、控制系統和室外冷凝器，所述干燥箱包括箱體和設置在箱體內的熱泵室和干燥室，該機組侯成氮氣氣源的干燥氣調設備，將熱泵設備和氮氣裝置組成氮氣熱泵聯合裝置，構建以氮氣為介質干燥物料的密閉循環回路，有效控制干燥室內氧氣含量。該裝置能充分利用熱泵無污染、耗能低的優點，在以氮氣為干燥介質的條件下對物料進行干燥，防止了物料氧化，有效的保留了物料的營養成分，提升干燥制品品質。

另外，胡蘿卜結構致密，具有較大的內部擴散阻力，采用普通的熱風干燥進行處理，達到目標含水率所需的干燥時間長，干燥效率低，從而造成胡蘿卜有效成分進一步流失。像胡蘿卜這樣，在普通熱風干燥中易發生色澤褐變或有效成分易發生氧化降解且結構致密的農產品還有很多，為了提高干燥速率，應采用強化措施來提高物料內部水分擴散速率。因此，現有技術中出現了氣介式超聲強化熱風干燥，能達到一定的強化效果，但是氣介式超聲強化時，超聲波輻射板與物料不接觸，超聲輻射表面與物料之間有一定距離，超聲波能量需要穿過干燥介質才能到達物料表面，由于氣體的衰減系數較大，超聲在傳播過程中將造成大量的能量衰減，從而使其強化作用十分有限，還不能滿足干燥的要求。

發明內容

本發明的目的是提供一種直接接觸式超聲強化氣調干燥方法，解決現有易氧化、結構致密物料干燥時間長、干燥效率低、有效成分流失嚴重的問題。

本發明的第二個目的是提供一種實現上述方法的超聲強化氣調干燥裝置。

為了實現以上目的，本發明所采用的技術方案是：一種超聲強化氣調干燥方法，包括在氣調熱風干燥物料的同時，對物料進行直接接觸式超聲處理。

所述直接接觸式超聲處理是將物料直接置于超聲輻射表面進行超聲振蕩。

所述直接接觸式超聲處理是將物料直接置于超聲波輻射板表面進行超聲振蕩。

所用超聲裝置包括超聲波發生器、超聲換能器和超聲波輻射板，所述超聲波發生器與超聲換能器相連接，所述超聲換能器與超聲波輻射板相連接。超聲波發生器通過電纜將電致信號傳給超聲換能器，超聲換能器通過變幅桿與超聲波輻射板相連接，超聲波換能器利用變幅桿的快速伸縮，帶動超聲波輻射板同步振動，超聲波換能器產生的超聲波通過超聲波輻射板發射到物料中，從而實現對干燥過程的強化。

在氣調熱風干燥物料的同時，還對物料進行紅外輻射處理。

所述物料為胡蘿卜。

上述的超聲強化氣調干燥方法，包括下列步驟：

1)取胡蘿卜切片，得胡蘿卜片；

2)向熱風干燥的干燥介質中通入惰性氣體調節干燥介質中氧氣的體積含量，對胡蘿卜片進行氣調熱風干燥，同時，對胡蘿卜片進行直接接觸式超聲處理和紅外輻射處理，干燥結束后即得胡蘿卜干品。

步驟1)所得胡蘿卜片的厚度為4～8mm。

步驟2)中，所述惰性氣體為N₂或CO₂。

步驟2)中，所述氣調熱風干燥的干燥介質中氧氣體積含量為5％～10％。

步驟2)中，所述氣調熱風干燥的溫度為50～70℃，風速為0.5～2.0m/s。

步驟2)中，所述超聲處理的功率為50～200w，頻率為22～100kHz。

步驟2)中，所述紅外輻射處理的輻射溫度為90～120℃。輻射溫度過低會導致輔助加熱效果不好；輻射溫度過高導致物料升溫過快，影響干燥效果和產品質量。

所述紅外輻射的峰值波長為4～20μm。

步驟2)中，干燥結束是指干燥至物料含水率小于0.05kg·kg^-1。