黄瓜切片热风干燥过程水分迁移及模型研究

摘要

为研究黄瓜切片热风干燥过程水分迁移规律，以黄瓜切片为研究对象，分别探究了不同温度和不同切片厚度对黄瓜切片水分比和干燥速率的影响。首先建立用于描述黄瓜切片中水分迁移规律的数学模型，并基于数值模拟软件COMSOL进行了数值模拟分析。结果表明：Page模型更适合用于描述黄瓜切片在热风干燥过程的水分变化规律。在实验设置的工况下，Page模型的决定系数R²均达到0.99,相应的残差平方和RSS和卡方χ²,分别小于0.017 16和0.000 953 351。同时，对实验数据进行拟合，计算出在50～80℃范围内，黄瓜切片的有效扩散系数在0.173 5×10^-9～4.189×10^-9之间，热风温度和厚度越大，有效扩散系数越大。数值模拟过程直观描述黄瓜切片水分迁移过程，黄瓜切片的水分浓度从边缘到内部逐渐降低，边缘位置水分浓度下降快，而核心位置水分浓度下降慢，对比分析数值模拟与实验过程干基含水率变化过程，它们变化趋势相同，但实验过程干基含水率下降更快。该模型可为其他物料在热风干燥技术的模拟研究提供借鉴。

关键词

黄瓜切片 / 热风干燥 / 动力学模型 / 含水率 / COMSOL