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超声波不仅可以单独用于食品干燥,还可以和其他形式的能量联合使用

可以将超声波与热风耦合用于食品干燥,这种干燥方法简单,也是超声波干燥用于食品干燥发展方向。由于超声波在空气中传播衰减很快,并且空气与干燥物料中声阻不匹配,使声能不能顺利转化,所以超声波干燥还不能实现大规模应用【8J。目前,有些科学家研究了空气换能器在超声波中应用。E.Riera—Franco de Sarabia等 研究了超声波干燥不同种类蔬菜(如苹果,胡萝卜,蘑菇),用20 kHz超声波耦合热风,采用三种试验方法:(1)干燥物料与超声波直接接触;(2)干燥物
料与超声波直接接触,并施加一定静压力;(3)空气换能超声波应用于超声干燥系统。试验结果表明,干燥物料与超声波直接接触,在55℃下干燥蘑菇,干燥到相同含水量,所需时间只是热风单独干燥1/3;在55℃下干燥苹果,干燥到原来重量6%,使用超声波是不使用超声波所用时间40%;在55℃下干燥胡萝卜,干燥到原来重量10%,使用超声波只需要50 min,而不使用超声波需要2 h;在20℃下干燥胡萝
卜,干燥到原来重量25%,使用超声波只需要100 rain,而不使用超声波需要3 h。超声波与热风耦合干燥中干燥效果受到热风流速影响,流速越小,干燥效果越好,在干燥中施加静压力干燥效果与不施加静压力时没有明显不同。使用空气换能器并没有得到预想效果,仍需要作进一步研究。

J.V Garcia—Perez等_】叫研究超声热风耦合干燥系统的影响因素。在21.8 kHz超声波下干燥胡萝卜和桔子皮,结果表明,超声热风耦合干燥系统的干燥效果,除了受到空气流速,超声功率,质量负荷影响外,还受到样品材料、大小和形状的影响。虽然超声波可以显著提高干燥速度,缩短干燥时间,但是还没有试验证明超声干燥中究竟哪种机理起主要作用,并且所有研究都局限在实验室阶段。Fuente—Blanco_o 进行了超声波干燥的中试研究。该研究为研究机理和热效应,使用多种探测器控制干燥参数,并且使用了软件来进行数据的收集和分析。该研究促进了超声波干燥机理的研究,有助于超声波干燥的工业化应用。

2.3超声波喷雾干燥在食品干燥中的应用
超声波还可以和喷雾干燥耦合进行液体食品的于燥,国内也有文献报道。即利用超声波对许多热敏性物料可在其表面形成超声喷雾的特性,使液体表面积增加;在物料内部,尤其在组织分界面上,超声能量大量转化成热能,造成局部高温,促进水分逸出。从而提高蒸发强度、效率及降低蒸发温度,具有干燥速度快,温度低,最终含水率低且物料不会被损坏或吹走等优于传统喷雾1:燥的优点。超声喷雾干燥不存在喷VI阻塞问题,而且可以适用于较为粘稠的物料,会有更广阔的应用 。

Gallego—Juare等” 用超声波干燥,在较短时间内得到的干燥产品质量好且稳定。Kiyoshi Itatani等 刮研究了超声喷雾冷冻干燥技术制备磷酸钙,可以得到非常细的磷酸钙颗粒,并且很少出现凝聚。这项研究对于食品干燥有重要的借鉴意义。

2.4超声波检测在食品干燥中的应用
低频超声可以促进食品的干燥,高频超声可以用于食品检测。超声波检测机理即通过测定超声波脉冲信号经过介质的声速或振幅衰减等参数来达到检测的目的【j J。在食品检测中,超声波可以测量多项指标,包括用于食品干燥的测量。测量 f燥过程中空气的流量,空气的水分含量,物料的水分含量等,控制干燥过程。F.Camarena等 将超声波应用于桔子皮脱水的研究。通过测量经过超声波处理后桔子皮的性质和吸收系数来判断水果的脱水情况。试验测量超声波性质的这种无损检测来测定桔子皮的含水情况。

3结论与展望
超声波作为一门新兴的干燥设备技术,用千食品干燥有重要意义。超声波f燥可以加快干燥速率,缩短干燥时间,降低干燥温度,减少食品质量损失,降低干燥食品水分含量 。同时超声波干燥设备简单,能量消耗少。超声波在改变食品的结构,改善干燥产品的复水性值得进一步研究lI 。因此超声波干燥具有很好的应用前景。

超声波因为在空气中衰减快,且空气中的声阻与物料的声阻不匹配,超声波还不能直接大规模应用于工业生产,这应是研究者以后努力的方向。超声波F燥的机理还没有得到试验的证实,仍然需要进一步的研究。由于声化学作用,超声波干燥是否会使物料产生化学反应,影响其营养成分,也应该进一步研究。
 

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