青花椒热风—微波耦合干燥水分迁移与能量特性

来源：中国农机化学报杂志2024年第5期北京时间：

作者：薛韩玲, 万学宁, 廖帮海, 石建坤

摘要：为优化青花椒干燥工艺，降低能耗，通过实验探究不同热风温度（55℃、65℃、75℃）和微波功率（280 W、462 W、595 W）干燥工况的花椒薄层失水特性；基于水分比随时间的变化，应用Fick第二扩散定律，确定花椒薄层热风微波耦合干燥动力学模型和有效水分扩散率（Deff）；对比分析热风—微波耦合干燥与热风干燥的能耗以及干制花椒外表皮微观结构。结果表明：升高热风温度或增加微波功率，均有利于提高干燥速率，且高微波功率促进花椒内部失水的作用远大于升高热风温度增加花椒表面水分强制对流的作用；在干燥降速期，随着极性水分子吸收微波辐射能量减少，水分扩散率降低，Deff的变化范围为（1.65026~4.51093）×10-8m2/s；Logarithmic模型为青花椒薄层热风微波耦合干燥失水动力学最优模型；相比于热风干燥，热风微波耦合干燥的比能耗减小1/9~1/5，能效增大4~5倍；花椒经热风微波耦合干燥后的外表皮气孔器张开程度更大。研究结果可为实际花椒干燥应用工艺优化、参数设计与节能提供理论依据。

关键词：热风,微波,干燥动力学,能耗,微观结构

基金资助：陕西省重点研发项目(2019NY—166)