基于温度控制的猕猴桃片微波真空干燥特性研究

摘要

目的:研究温度控制下猕猴桃片微波真空干燥特性,并确定其最佳数学干燥模型.方法:以猕猴桃片为原料,利用自制的温度自适应微波真空干燥机干燥猕猴桃片,研究不同控制温度、真空度和微波功率密度对其干燥特性和水分有效扩散系数的影响,利用SPSS 19.0软件将试验数据与6个常用的薄层干燥模型进行非线性拟合,以确定系数R2,均方根误差RMSE及卡方χ2作为评价指标,筛选出最佳干燥模型.结果:温度控制条件下的猕猴桃片的微波真空干燥为降速干燥过程,无明显恒速阶段.在试验范围内,控制温度与真空度对猕猴桃片的干燥特性影响显著,控制温度越高、真空度越大,物料的干燥速率越大;根据费克第二定律计算出猕猴桃于温度控制下微波真空干燥过程中的水分有效扩散系数,且随着控制温度与真空度的增大而增大,其最大值为6.81497×10-6 m2/s,平均活化能为70.77 kJ/mol.所选用的6个模型中,Two-term exponential模型具有最大的确定系数R2(0.9999),最低的RMSE(0.00202)和最小的χ2(0.00030),是猕猴桃片温度控制下微波真空干燥的最佳模型.结论:控制温度、真空度对猕猴桃片微波真空干燥特性、干燥速率和水分有效扩散系数具有显著影响.在试验范围内,Two-term exponential模型的拟合度最高,可有效描述猕猴桃片温度自适应下微波真空干燥过程中的水分随时间的变化规律.