一种接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法及其干燥装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法及其干燥装置，该方法包括：(1)果蔬物料预处理：将果蔬物料清洗、切分；(2)超声波辅助热风干燥：将处理好的果蔬物料置于干燥托盘上，依次打开热风干燥设备和超声辅助干燥设备，超声波探头位于果蔬物料上方，通过调节干燥托盘高度，使果蔬物料直接与超声波探头接触，对果蔬物料进行超声波辅助热风干燥，即可得脱水果蔬。本发明专利技术接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法，利用了超声空穴效应、热效应及机械效应的联合作用，在干燥过程中改变了物料质构，强化了热风干燥过程，显著缩短了果蔬干燥时间，可节省30％～60％的干燥时间，有效的提高了产品质量，降低了干燥后果蔬中的营养损失。

Contact ultrasonic assisted hot air drying method for fruit and vegetable and drying device thereof

The invention discloses a contact type ultrasonic assisted hot air drying method for fruits and vegetables and a drying device thereof, which comprises: (1) fruit and vegetable materials pretreatment: cleaning and cutting fruits and vegetables materials; (2) ultrasonic assisted hot air drying: placing the processed fruits and vegetables materials on a drying tray, opening the hot air drying equipment and ultrasonic in turn. The ultrasonic probe is located above the fruit and vegetable materials. By adjusting the height of the drying tray, the fruit and vegetable materials can be directly contacted with the ultrasonic probe, and the fruit and vegetable materials can be dried by ultrasonic assisted hot air drying. The contact ultrasonic assisted hot air drying method of fruits and vegetables uses the combined action of ultrasonic cavity effect, thermal effect and mechanical effect, changes the material texture in the drying process, strengthens the hot air drying process, significantly shortens the drying time of fruits and vegetables, saves 30%-60% drying time and effectively improves the drying time. The quality of products has reduced the nutritional loss of fruits and vegetables after drying.

【技术实现步骤摘要】
一种接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法及其干燥装置
本专利技术属于食品加工
，具体涉及一种接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法及其干燥装置。
技术介绍
热加工处理能保持产品的稳定性，其中加热干燥处理可以减少食品的质量和体积，降低存储和运输成本，同时延长食品的保质期。晒干、热风干燥等常用传统的干燥方式耗能多、干燥时间长、干制品品质较差。超声波是一种频率高于20kHz的机械能量波,改变物料的结构或性能，使物料形成海绵状结构，使水分容易通过微小管道转移出来，从而缩短干燥时间。超声波也可能造成细胞膜和细胞壁的破坏，微通道的形成，孔隙度的增加等，因此超声波能加速干燥过程而不造成物料温度的急速上升，可以用作辅助热敏性食材的干燥过程。接触式超声与热风干燥联合不仅能显著缩短干燥时间，提高干燥速率，还能改善食品色泽和营养。在现有技术中，专利CN103109919A公开了一种超声联合热风干燥胡萝卜的方法和超声联合热风干燥装置，其装置包括载物台、热风发生器和超声波换能器，产生的超声波首先穿过空气再作用于胡萝卜上，是非接触的超声辅助干燥。该种方法超声波在空气传播过程中阻尼较大，易造成衰弱，造成了能源的浪费。
技术实现思路
为了解决现在有技术中存在单一热风干燥干燥效率低、干燥所得脱水蔬菜品质较差，以及非接触的超声辅助干燥果蔬造成能源浪费等问题，本专利技术的目的是提供一种接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法，该方法不仅缩短了干燥时间、降低能耗，而且有效保存了果蔬中的营养成分。本专利技术的另一个目的是提供一种实施该方法的接触式超声波辅助热风对流干燥装置。为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法，在采用热风对流干燥果蔬物料的同时，借助超声波直接接触果蔬物料表面进行辅助干燥。所述的接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法，具体包括如下步骤：(1)果蔬物料预处理：将果蔬物料清洗干净后进行切分；(2)超声波辅助热风干燥：将步骤(1)中处理好的果蔬物料置于干燥托盘上，依次打开热风干燥设备和超声辅助干燥设备，超声波探头位于果蔬物料上方，通过调节干燥托盘的高度，使所述果蔬物料直接与超声波探头接触，对果蔬物料进行超声波辅助热风干燥，干燥结束后即可得脱水果蔬。所述超声波干燥设备产生的超声波自上而下直接作用于待干燥的物料。所述果蔬物料为大蒜、甘蓝、蓝莓、黑莓和青稞。步骤(2)中，所述热风干燥的温度为50～70℃，干燥风速为1.0～5.0m/s。步骤(2)中，所述超声波辅助干燥处理的超声频率为20-25KHz，超声功率为200～1600W/m2。一种接触式超声波辅助热风对流干燥装置，包括热风干燥箱和超声波装置，所述热风干燥箱由箱体、加热装置和风机组成，所述箱体中设有可调节高度的干燥托盘和出风口，风机产生的热风水平方向通过物料；所述超声波装置由超声发生器、超声换能器和超声探头组成，所述超声探头位于待干燥果蔬物料上方，所述超声发生器与超声换能器通过电线相连接。所述箱体外侧设有隔热层。隔热层的作用主要是为了防止热量散失，保持干燥箱内温度的稳定。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术将超声波技术与热风对流干燥技术联合应用于果蔬的干燥过程中，在超声空穴效应、热效应及机械效应的联合作用下，在干燥过程中改变了物料质构，从而强化了热风干燥过程，显著缩短果蔬干燥时间，可节省约30％～60％的干燥时间。(2)接触式超声辅助热风干燥，在提高传热传质速率、缩短干燥时间的同时，有效的提高了产品质量，而且采用本专利技术方法干燥的果蔬外观色泽较好且营养损失较少，优于传统热风干燥脱水果蔬。附图说明图1为本专利技术一种接触式超声波辅助热风对流干燥装置的一种实施方式的结构示意图。(图中，1-超声发生器，2-电线，3-干燥箱体，4-风速测定仪，5-超声换能器，6-出风口，7-隔热层，8-超声波探头，9-干燥托盘，10-风机，11-加热装置。)图2实施1～2与单一热风干燥大蒜干燥曲线的比较图。图3实施3～4与单一热风干燥甘蓝干燥曲线的比较图。具体实施方式下面结合实例对本专利技术进行进一步说明。本专利技术的接触式超声波辅助热风干燥装置的一种实施方式，如图1所示，包括热风干燥系统和超声波装置，其中1为超声波发生装置，由2(电线)将其与5(超声波换能器)连接，8为超声波探头，这三者组成了超声波装置，工作时超声波发生装置产生特定频率信号，通过换能器的转换由超声波探头将超声波发出作用于物料上；9为干燥托盘，其高度可调节，干燥过程中物料放于该处，并调节其高度使其与超声波探头相接触。2为干燥箱箱体，其由10-风机、11-加热装置、6-出风口和7-隔热层组合成，干燥过程中通过加热装置可以改变干燥温度，热风由风机吹入箱体内部，再由出风口离开，隔热层可以防止热量散失，保持干燥过程中箱内温度的稳定。4为风速测定仪，可以实时监控干燥过程中的实际风速。本专利技术的超声联合热风干燥蒜片及甘蓝的方法的实施例1～4实施时均使用上述实施方式的超声联合热风干燥装置。实施例1(1)选择形状完整，无病虫害的新鲜大蒜，剥去外皮，清洗后切成3mm厚度薄片。(2)将蒜片置于干燥托盘上，并调节高度，使蒜片与超声波探头接触，调节热风干燥箱的干燥温度为60℃，风速为2.5m/s，超声功率为900W/m2，超声频率为20kHz，干燥105min时可达到干燥终点。实施例2(1)选择形状完整，无病虫害的新鲜大蒜，剥去外皮，清洗后切成2.7mm厚度薄片。(2)将蒜片置于干燥托盘上，并调节高度，使蒜片与超声波探头接触，调节热风干燥箱的干燥温度为60℃，风速为2.5m/s，超声功率为1500W/m2，超声频率为20kHz，干燥85min时可达到干燥终点。实施例3(1)取新鲜洁净甘蓝剥去2片外叶，取第3-10片叶片，将组织厚度相似的部位切分成1cm×1cm的小块。(2)将甘蓝小块置于干燥托盘上，并调节高度，使甘蓝小块与超声波探头接触，调节热风干燥箱的干燥温度为60℃，风速为3.0m/s，超声功率为900W/m2，超声频率为20kHz，干燥110min时可达到干燥终点。实施例4(1)取新鲜洁净甘蓝剥去2片外叶，取第3-10片叶片，将组织厚度相似的部位切分成1cm×1cm的小块。(2)将甘蓝小块置于干燥托盘上，并调节高度，使甘蓝小块与超声波探头接触，调节热风干燥箱的干燥温度为70℃，风速为3.0m/s，超声功率为900W/m2，超声频率为20kHz，干燥80min时可达到干燥终点。对比例采用与分别本专利技术的接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法的实施例1～4相同的干燥温度、干燥风速以及相同的干燥果蔬对象，进行相应的单一热风干燥对比例1～4。选择形状完整，无病虫害的新鲜大蒜，剥去外皮，清洗后切成2.7mm厚度薄片。分别用热风干燥、热风干燥联合900W/m2和热风干燥联合1500W/m2进行干燥处理。将样品置于图1超声联合热风干燥设备中的托盘上进行干燥，在0min、5min、10min、15min(每隔5min，50min后每隔10min)迅速取出样品测定其质量，然后迅速放回继续干燥，重复操作直至恒重。由图2可知，超声联合热风干燥可有效加快干燥速率，缩短干燥时间。达到干燥终点，单一热风干燥需要165min，900W/m2超声联合热风干燥需10本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法，其特征在于，在采用热风对流干燥果蔬物料的同时，借助超声波直接接触果蔬物料表面进行辅助干燥。

【技术特征摘要】
1.一种接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法，其特征在于，在采用热风对流干燥果蔬物料的同时，借助超声波直接接触果蔬物料表面进行辅助干燥。2.根据权利要求1所述的接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法，其特征在于，主要包括如下步骤：(1)果蔬物料预处理：将果蔬物料清洗干净后进行切分；(2)超声波辅助热风干燥：将步骤(1)中处理好的果蔬物料置于干燥托盘上，依次打开热风干燥设备和超声波辅助干燥设备，超声波探头位于果蔬物料上方，通过调节干燥托盘的高度，使所述果蔬物料直接与超声波探头接触，对果蔬物料进行超声波辅助热风干燥，干燥结束后即可得脱水果蔬。3.根据权利要求2所述的接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法，其特征在于，所述超声波干燥设备产生的超声波自上而下直接作用于待干燥的物料。4.根据权利要求1或2所述的接触式超声波辅助热风干燥果蔬的方法，其特征在于，所述果蔬物料为大蒜、甘蓝、蓝...

【专利技术属性】
技术研发人员：陶阳，张静林，韩永斌，韩梦凡，
申请(专利权)人：南京农业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32