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文档简介

番茄真空冷冻干燥工艺的分析番茄含有多种维生素和其它营养成份,味道酸甜鲜美,一直是人们喜爱的果蔬。但番茄皮薄汁多,容易损伤腐烂,给运输和保存带来了一定的困难。真空冷冻干燥由于整个过程是在低温低压下开展,与其它干燥方法相比,能最大限度地保存物料原有的物理化学和生物性状,很适合番茄的加工。

物料的真空冷冻干燥是一个传热传质同时开展的复杂过程,影响因素众多,而且时间长能耗高。要生产合格的冻干产品,减少能量消耗,必须对其规律开展深入研究,选择合理的工艺参数控制生产。不同的物料冻干机理不同,冻干工艺也有差异,为此,本文采用了理论与实验相结合的方法,建立番茄的冻干模型,从理论上计算升华干燥所用的时间,通过在小型冻干机上的反复实验,确定番茄真空冷冻干燥的工艺流程和冻干曲线。

1、实验研究

番茄的冻干设备采用我们自行设计制造的小型实验用蔬菜冻干机。该机主要由冻干箱、水汽凝结器、制冷系统、真空系统、加热系统和测控装置六部分组成,如图1所示。物料、电加热器、冷阱温度均采用标定过的铜—康铜热电偶测量,测温精度可达±0.3℃;冻干箱内压力测量选用RZJ-53B型真空热偶规,其最正确量程在10～100Pa;物料重量测量采用经过改装的YP600型电子天平,测量精度±0.2g。

图1冻干实验装置

实验用番茄选择成熟质硬的新摘番茄,经过一定的预处理后,横切成4mm、6mm和8mm的薄片,开展冻干实验。实验测量得到不同物料厚度下的冷冻干燥曲线,结果如图2所示。

图2番茄冻干曲线

2、冻干理论模型

番茄中可以冻结成冰的构造水和大量游离水,约占95%,解析干燥的时间很短,冻干周期主要取决于升华干燥的时间,因此,本模型仅研究番茄的升华干燥阶段。

番茄干燥传热模型如图3所示。干燥的番茄为片状,热量以辐射的形式传递到番茄上,在番茄的内部,热量以热传导方式经干燥层表面传递到升华面,水汽由升华面向外扩散。

图3番茄冻干传热模型曲线

为了简化分析,作如下假设:

①升华干燥阶段是传热控制过程,即干燥层导热能力小于质量的扩散能力,干燥速度由传导热量的速度决定。

②番茄片的直径远远大于其厚度,可视为无限大平板的传热,故在界面和表面上呈一维热流和质量流。在干燥过程中,升华仅发生在平行于物料表面的X界面上,不断后移的升华面程度下不变。

③相界面移动非常慢,番茄中温度和水汽浓度分布很快到达平衡。

④番茄的

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