[发明专利]一种超声强化气调干燥方法及装置

说明书

技术领域

本发明属于农产品干燥加工技术领域，具体涉及一种超声强化气调干燥方法，同时还涉及一种超声强化气调干燥装置。

背景技术

胡萝卜是当今社会最常用的农产品之一，含有丰富的营养成分，具有很高的营养价值和多种保健功效，被誉为“土人参”，深受消费者喜爱。在胡萝卜的加工过程中，由于细胞收缩或组织结构破坏，易造成胡萝卜的营养成分对光、热、氧的敏感性增强，从而引起以胡萝卜素为主的营养成分的损失。

干燥加工是胡萝卜加工保藏的重要手段，热风干燥是目前胡萝卜干燥最常用的方法。但在干燥过程中，胡萝卜容易发生褐变而且胡萝卜素极易发生氧化降解，因此热风干燥容易导致产品有效成分损失及色泽褐变，而干燥介质中的氧气是导致产品品质下降的主要因素之一。现有技术中，专利CN202885443U公开了一种氮气源热泵干燥机组，包括干燥箱、控制系统和室外冷凝器，所述干燥箱包括箱体和设置在箱体内的热泵室和干燥室，该机组侯成氮气气源的干燥气调设备，将热泵设备和氮气装置组成氮气热泵联合装置，构建以氮气为介质干燥物料的密闭循环回路，有效控制干燥室内氧气含量。该装置能充分利用热泵无污染、耗能低的优点，在以氮气为干燥介质的条件下对物料进行干燥，防止了物料氧化，有效的保留了物料的营养成分，提升干燥制品品质。

另外，胡萝卜结构致密，具有较大的内部扩散阻力，采用普通的热风干燥进行处理，达到目标含水率所需的干燥时间长，干燥效率低，从而造成胡萝卜有效成分进一步流失。像胡萝卜这样，在普通热风干燥中易发生色泽褐变或有效成分易发生氧化降解且结构致密的农产品还有很多，为了提高干燥速率，应采用强化措施来提高物料内部水分扩散速率。因此，现有技术中出现了气介式超声强化热风干燥，能达到一定的强化效果，但是气介式超声强化时，超声波辐射板与物料不接触，超声辐射表面与物料之间有一定距离，超声波能量需要穿过干燥介质才能到达物料表面，由于气体的衰减系数较大，超声在传播过程中将造成大量的能量衰减，从而使其强化作用十分有限，还不能满足干燥的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种直接接触式超声强化气调干燥方法，解决现有易氧化、结构致密物料干燥时间长、干燥效率低、有效成分流失严重的问题。

本发明的第二个目的是提供一种实现上述方法的超声强化气调干燥装置。

为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种超声强化气调干燥方法，包括在气调热风干燥物料的同时，对物料进行直接接触式超声处理。

所述直接接触式超声处理是将物料直接置于超声辐射表面进行超声振荡。

所述直接接触式超声处理是将物料直接置于超声波辐射板表面进行超声振荡。

所用超声装置包括超声波发生器、超声换能器和超声波辐射板，所述超声波发生器与超声换能器相连接，所述超声换能器与超声波辐射板相连接。超声波发生器通过电缆将电致信号传给超声换能器，超声换能器通过变幅杆与超声波辐射板相连接，超声波换能器利用变幅杆的快速伸缩，带动超声波辐射板同步振动，超声波换能器产生的超声波通过超声波辐射板发射到物料中，从而实现对干燥过程的强化。

在气调热风干燥物料的同时，还对物料进行红外辐射处理。

所述物料为胡萝卜。

上述的超声强化气调干燥方法，包括下列步骤：

1)取胡萝卜切片，得胡萝卜片；

2)向热风干燥的干燥介质中通入惰性气体调节干燥介质中氧气的体积含量，对胡萝卜片进行气调热风干燥，同时，对胡萝卜片进行直接接触式超声处理和红外辐射处理，干燥结束后即得胡萝卜干品。

步骤1)所得胡萝卜片的厚度为4～8mm。

步骤2)中，所述惰性气体为N₂或CO₂。

步骤2)中，所述气调热风干燥的干燥介质中氧气体积含量为5％～10％。

步骤2)中，所述气调热风干燥的温度为50～70℃，风速为0.5～2.0m/s。

步骤2)中，所述超声处理的功率为50～200w，频率为22～100kHz。

步骤2)中，所述红外辐射处理的辐射温度为90～120℃。辐射温度过低会导致辅助加热效果不好；辐射温度过高导致物料升温过快，影响干燥效果和产品质量。

所述红外辐射的峰值波长为4～20μm。

步骤2)中，干燥结束是指干燥至物料含水率小于0.05kg·kg^-1。