[发明专利]超声联合热风干燥胡萝卜的方法和超声联合热风干燥装置

说明书

技术领域

本发明属于农产品加工技术领域，具体涉及一种超声联合热风干燥胡萝卜的方法和超声联合热风干燥装置。

背景技术

胡萝卜含有丰富的维生素、糖、淀粉、钾、钙、磷、铁等营养成分及无机盐类和5种人体必需的氨基酸，因此具有很高的营养价值和多种保健功效。胡萝卜的加工方法中，干燥加工是最常见的一种方法。干燥加工是利用产品低水分活度，抑制微生物的生长繁殖和酶的活性，同时可以赋予产品良好的风味，达到长期贮藏、易于运输、便于消费的目的。

热风干燥作为一种主要的干燥技术，被广泛应用于食品，尤其在脱水食品生产中占据90％以上。与其它干燥技术（真空干燥、冷冻干燥、喷雾干燥）相比，热风干燥具有设备简单、投资低、干燥工艺参数易控、自动化程度较高等优点。但不容忽视的是，热风干燥也存在一些亟待解决的问题，包括：传热传质效率低，干燥时间长，能耗偏高，产品质量低。为了提高热风干燥的效率，通常需要在较高的干燥温度下进行，对食品中的许多热敏性成分和生理活性成分非常不利，易导致产品质量下降，如：营养物质和芳香物质损失、功效成分的失活、表面硬化开裂、过度收缩、低复水性和明显的颜色改变等；另外则显著增加了能耗。同时，较长的热风干燥过程极易引起微生物的滋生与繁殖，特别是食品的腐败变质。由于上述原因，使用热风干燥技术来干燥胡萝卜也存在下列问题：1）干燥时间过长引起胡萝卜不同程度的褪色；2）能耗高；3）营养和风味物质大量损失导致胡萝卜口感粗糙，质量变差。

超声是指频率为2×10⁴Hz～10⁹Hz的声波。与其他频率的声波相比，超声具有传播方向性强，介质质点振动加速度大，在介质中能产生空化效应等突出特点。由于超声独特的作用效应，它常被作为一种非常有效的强化传热和传质的手段。在现有技术中，专利CN101586905A公开了一种超声波热风联合干燥装置，包括热风发生器、超声波发生器、超声波探头、物料升降台和超声波探头支架，该装置将超声波与热风干燥有机结合，有效提高物料的干燥品质，缩短干燥时间，提高能源利用率，但是该装置采用若干个超声波探头呈矩阵排列，超声波探头辐照面积小，声阻抗值大，容易出现声阻抗失配问题，导致大量能量只能以发热的形式散失；且热风发生器位于物料升降台的一侧，热风发生器风口的中心高度与金属网面高度保持一致，热风从一侧吹向物料，不能充分利用热风的热能，工作效率低，能耗大。

发明内容

本发明的目的是提供一种超声联合热风干燥胡萝卜的方法，提高干燥过程中的传热和传质效率，缩短干燥时间，降低能耗，提高产品质量。本发明的另一个目的是提供一种实施该方法的超声联合热风干燥装置。

为了实现以上目的，本发明的超声联合热风干燥胡萝卜的方法所采用的技术方案是：一种超声联合热风干燥胡萝卜的方法，包括下列步骤：

1）胡萝卜原料的前处理：将新鲜胡萝卜清洗、切片；

2）超声联合热风干燥：将胡萝卜片放在筛网上，依次开启加热和鼓风装置、超声辐照装置，对胡萝卜片进行超声联合热风干燥，干燥温度为30～70℃，干燥风速为0.3～3m/s，超声功率为100～200W，超声频率为20kHz，超声辐照装置距筛网距离为5～15cm,干燥时间为3～6h，即得。

所述胡萝卜片的厚度为2.5～3.5mm。

所述加热和鼓风装置产生的热风、超声辐照装置产生的超声波均是自下而上通过筛网和放在筛网上的胡萝卜。

本发明的超声联合热风干燥装置所采用的技术方案是：一种超声联合热风干燥装置，包括载物台、热风发生器和超声波换能器，所述载物台为水平设置于一干燥室内部的筛网；所述超声波换能器上设有超声波变幅杆，该超声波变幅杆的输出端由干燥室的下方伸入到干燥室内与设置在载物台下方并与载物台平行的超声波辐照盘连接；所述载物台与超声波辐照盘之间具有热风气流室，所述热风发生器的热风出口管路与热风气流室连通；所述干燥室设有出风口。

所述热风发生器的热风出口管路上设有风量调节阀。

所述热风气流室内设有温度、风速测定仪。

所述超声波换能器位于一换能室内，所述换能室内设有散热风扇。

本发明的超声联合热风干燥胡萝卜的方法，将超声直接有效耦合于热风干燥过程中，利用超声的高频率强波动效应和热学效应，既利用超声空化效应改变物料表面和内部结构，增大细胞壁间隙，改变物料本身的性状，又能对热风干燥过程传热传质进行强化。