2. 2 　干燥條件的考察
2. 2. 1 　干燥溫度對干燥過程影響　片狀的西芹經90 ℃的熱水燙漂3 min 后,在風量為0. 021 m3 / s(1. 34 m/s) 、裝載為1. 75 kg/ m2 的條件下分別考察了干燥溫度為60 ℃(濕球溫度35 ℃) 、70 ℃(濕球溫度39 ℃) 、75 ℃(濕球溫度41 ℃) 、80 ℃(濕球溫度42 ℃) 、85 ℃(濕球溫度44 ℃) 對干燥過程的影響,得到的干燥曲線見圖5 ,速度曲線見圖6 ,復水性如表3 所示,感官指標差別不明顯。

 

      
圖5 顯示,溫度越高,經相同時間干燥物料的含水量就越低。這是由于溫度越高,空氣相對濕度就越低,空氣與物料之間的濕度差就越大,使得傳熱推動力—溫度差、傳質推動力—濕度差就越大,干燥速度也就越大,要達到一定的含水量所需時間就越短。因此,提高干燥溫度對過程有利。由圖6 可見,在恒速干燥過程中,從60 ℃到70 ℃,它的恒速速率增幅較大,以后速率增幅就逐漸減小,從熱量損耗考慮,干燥溫度就不宜過高。再由表3 得出,雖然隨著干燥溫度的升高復水性也隨之增大,但由于在80 ℃和85 ℃干燥情況下復水性相差不大,鑒于物料為熱敏性,溫度過高營養成分被破壞得越多,因此溫度以80 ℃干燥為宜。

 

     
2. 2. 2 　不同風量對干燥過程的影響　片狀的西芹經90 ℃的熱水燙漂3 min 后,在干燥溫度80 ℃(濕球溫度42 ℃,相對濕度Φ= 0. 33) 、裝載1. 75 kg/ m2的條件下考察了風量分別為0. 015 m3 / s (0.92 m/ s) 、0.018 m3 / s ( 1.14 m/ s) 、0.021 m3 / s ( 1.34 m/ s) 、01024 m3 / s (1.51 m/ s) 、0. 027 m3 / s (1.69 m/ s) 對干燥過程的影響,得到干燥曲線見圖7 ,速度曲線見圖8及復水性見表4 ,感官指標差別不明顯。

         
如圖7 、8 所示,風量越大,經相同時間干燥物料的含水量越低。其原因是風量越大,空氣中的含水量越小,空氣與物料間的濕度差就越大,同時邊界層減薄,傳熱系數增大干燥速度也就越大。因此,提高風量對干燥過程有利,但風量越大能量損耗也越大。表4 顯示,不同風速下復水性有差別,但相差不大,綜合考慮,以0. 021m3 / s (1. 34 m/ s) 干燥為佳。
2. 2. 3 　不同物料厚度對干燥過程的影響　在干燥溫度為80 ℃、風量為0. 021 m3 / s、裝載1. 75 kg/m2 、片狀的條件下,分別考察了厚度為2 mm、3 mm物料的干燥過程,干燥曲線見圖9 和速率曲線見圖10 ,感官指標差別不明顯。

           
    
如圖10 所示,物料為2 mm 的干燥速度明顯比物料為3 mm 的快,這是因為物料越薄,水分越容易從西芹內部遷移,干燥速度也就越大,要達到一定的含水量所需時間就越短。因此在實際生產過程中,物料盡可能薄。

    
2. 2. 4 　不同裝載量對干燥過程的影響　在干燥溫度為80 ℃、風量0. 021 m3 / s、片狀的條件下,分別考察了單層物料(1. 75 kg/ m2 ) 和雙層物料(3. 52kg/ m2 ) 的干燥過程,感官指標差別不明顯。

               
物料雙層與單層要達到相同的含水率,雙層所需的干燥時間要大,這是由于物料層厚,傳遞阻力大;但雙層的干燥速度比單層的大。這是因為干燥速度是單位時間單位面積上的水分揮發量,水分的揮發量與總物料量有關。只要傳熱速度足夠快,裝載量越多,干燥速度就越高。在實際生產過程中, 需要結合經濟因素考慮合適的裝載量,可以選擇多層物料干燥。
2. 3 　干燥過程分析與較佳工藝條件確定
    由干燥曲線可看出,西芹熱風干燥過程分為三個明顯不同的階段,即調整段、恒速干燥段和降速干燥段。
    在調整段,氣固兩相進行傳熱和傳質,熱空氣傳給西芹的熱量,一部分用于提高西芹片的溫度,使其由初始溫度逐漸提高到熱空氣狀態下的濕球溫度;另一部分熱量用于汽化水分,故西芹片含水率下降較慢,干燥速度上升,該段所需時間較短。在恒速干燥段,西芹片維持熱空氣狀態下的濕球溫度不變,熱空氣傳遞給西芹片的熱量全部用于汽化水分,含水率呈直線下降,干燥速率基本保持不變。此階段是干燥過程的主要階段,所用時間較長,說明其內部組織結構比較疏松,干燥時內部水分的擴散阻力較小,其內部水分擴散速率大于表面水分蒸發速率。一般而言,恒速干燥階段越長,制品的品質越好。在降速干燥段,西芹片內部水分移動到表面的速度趕不上表面水分的汽化速率,表面局部出現“干區”,進而表面都成為干區,非結合水分全部除去,接下去所汽化的是結合水。此時熱空氣傳遞的熱量,一部分用于汽化水分,一部分用于提高西芹片的溫度,故西芹片含水率下降速度變慢,從圖線上可看出有兩個降速階段[5 ] 。同時,由圖可見,風溫越高,風速越大,切片越薄,載量多層,干燥速率就越大,且風溫是各個因素之中對干燥速率影響效應最大的。
    由實驗結果可知,較佳干燥工藝條件為風溫80 ℃、風速0. 021 m3 / s (1. 34 m/ s) ,物料選擇為薄而雙層。
2. 4 　干燥方程
    采用薄層Page 模型對實驗數據進行擬合[ 6 ] ,方程為

       
    
    式中: X為干基含水量,kg水/ kg絕干料; X0 為初始含水量,kg水/ kg絕干料; X3 為平衡含水量, kg 水/ kg絕干料;τ為時間, s ; K、n為方程參數。將實驗數據分別在ln[ - lnMR ] 與lnτ坐標上畫圖, MR = ( X -X3 ) / ( X0 - X3 ) , 得到方程的斜率即為n , 截距為ln K。
    以ln[ - lnMR ] 為y 軸,lnτ為x 軸, 得到風量0.021 m3 / s 時不同干燥溫度下和溫度80 ℃時不同干燥風速下的方程如下:風量0. 021 m3 / s 時,
        

    各條件下的方程線性相關均較好,說明干燥方程符合Page 模型。
3 　結　語
    實驗得出:
    1) 西芹薄片在90 ℃熱水中燙漂3 min ,為較適宜的預處理條件。
    2) 西芹干燥呈現出典型的三段脫水性質,即調整階段、恒速階段和降速階段。
    3) 提高干燥溫度與風量,對強化干燥過程有利。較佳的干燥工藝條件為風溫80 ℃、風量0. 021m3 / s (1. 34 m/ s) ,物料選擇為薄而雙層。
    4) 西芹熱風干燥后與新鮮西芹相比,重量大為減輕,體積減小,從而方便了運輸與儲藏。西芹在熱風干燥后其物理性狀保持良好,保持原有西芹特有的色香味,在常溫的水中一定時間就能復水,復水后能基本恢復西芹新鮮時的狀態。
    5) 干燥方程符合Page 模型。