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农产品干燥中的水分

时间:?2018-06-01 14:10??来源:?未知 ??编辑:?chinagzsb ??点击: ?

      (5)热传导

      物料的热传导特性主要受含水率和温度影响。物料中的水分比其干物质有更高的热传导值,对物料的热传导值有很大的影响。如果已知谷物含水率(M)和温度(T),谷物的热传导値Q(kJ)可以通过下式估算:


热传导计算值
 
      二、农产品中的水分

      不同农产品的贮藏期限也不同,有些可以长期贮藏,如达到安全含水率(低于14.5%)的谷物而有些很快劣变,如新鲜果蔬,尤其是刚采摘的浆果。物料在干燥和贮藏期间的品质变化和含水率直接相关,含水率高的农产品在干燥期间其组分容易分解,在贮藏期间受到微生物的破坏几率高,因此质量劣变的速率加快。

      农产品中的水分主要以两种形式存在¢自由水和束缚水。自由水是在干燥中容易去除的水分。湟物料中的自由水也参与化学反应和南反应过程,可导致产品品质劣变。农产品中内含的束缚水,其水分子具有撮性结构,液态时差部分有序指引、氯健束博不断形成和断开,相互间有悢高的亲和力。束药水与物料中其它成分(干物质)紧密结合,有很强的结合能,与含水率虽函数关系,并随着物料含水率下降,结合能虽幂函数增加,在干燥时去除难度大,容易使物料产生裂纹、塌陷等品质劣变现象。

      以谷物为例,其中的自由水和束缚水吸附在细胞间的毛细管中,因吸附力作用形成半月而形的液面形状,而所受的重力和表面张力的影响可以忽略。如果毛细管的直径大于0.002mm!半月面以上饱和水蒸气分压基本上与自由水的水蒸气压相同。毛细管直径小于0.002mm时,由于毛细管引力作用,产生低蒸汽压。运用Kelvin方程计算毛细管内水面上蒸汽压(pc),如式(1-4)所示,式中d是表层张力,re是毛细管半径,p是水的密度,Ps是自由表而蒸汽压的函数。
 
蒸汽压函数
 
      (1) 吸湿和解吸等温线

      吸湿等温线是在一定的大气压力和温度条件下,吸湿性物料因吸湿达到的平衡含水率与大气相对澄度的关系曲线解吸等温线是在一定的大气压和温度条件下,吸湿性物料因解吸达到的平衡含水事与大气相对湿度的关系曲线。

      在干燥过程中,要考虑物料的吸湿和解吸能力。湿物料表层的水蒸气分压和周围环境中水蒸气压韵差像是正数时,是颗粒表层向周围空气蒸发水分,称之为解吸。嘶物料的水分降到某位以下时(每种物料然不同),上述提及的水蒸气分压的差值变成仇敢,引起水分向物料方向传道,称之为吸附。
 
吸湿等温度线滞后的现象
 
      等温线常用于确定食品在贮藏过程中的稳定性。在给定水分和温度的情况下,根据等温线确定水分状态和移动趋势;计算低水分时物料解吸所需能量并可估计不同的化学和微生物劣変反应的速率。

      在先容水分活度之前,首先了解农产品在吸附和解吸过程得到平衡水分状态的差异,如图2-2所示。在同一温度和相对湿度下,物料对应的含水率都是解吸大于吸湿,表明吸取到物料中的水分不能宪仝被非水组分束缚(结合),也就是说,脱水物料不能完全复水还原,这是由于生物性物料在脱水过程中,一些化学反应可能发生,尤其是在处理热敏性成分(物料)时,这可能破坏细胞质膜,导致在复水时细胞间和细胞内部的成分逸出。因此,复水过程中,细胞持水机理会进一步改变。对复水的物料块压缩至原有体积的50%,挤出其中的液体,计算失水量,这样确定物料的持水能力。干燥叫物料内部的细胞结构和其它物理特性(如体积膨胀)发生可逆和不可逆变化。不可逆变化影响细胞持水能力,影响物料的吸湿和解吸特性。这有助于分析干燥农产品(如脱水果蔬)复水特性。有几种假设说明吸湿等温线"滞后性。的现象,最好的理论是墨水瓶理论。根据这个理论,物料内部有大直径和小直径瓶颈结合体构成的多孔结构,使得毛细管多孔体上方的相对湿度降低。在吸湿过程中,毛细管中不能完全填充水分。这个理论没有对观察到的滞后现象给出满意说明。日前的理论表明,滞后现象另外的原因可能是分子收缩减少了颗粒吸湿表面积。

(责任编辑:chinagzsb)
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