超声强化真空干燥全蛋液的干燥特性与动力学模型

为研究超声对真空干燥黏稠食品物料的强化效应，搭建了一套真空超声干燥设备。以全蛋液为研究对象， 进行超声强化真空干燥实验，探讨超声声能密度、超声作用时间、干燥温度对全蛋液干燥特性及微观结构的影响， 并建立动力学模型。结果表明：超声波作用可强化物料内部传质过程，提高干燥速率，且超声强化效应随着声能 密度的增大而增强。此外，超声处理时间不宜过长，当干燥温度为50 ℃，超声声能密度为2.0 W/g持续作用2.5 h之 后，进一步延长超声作用时间对全蛋液干燥过程的强化效果不明显。扫描电子显微镜结果发现，超声处理会使物料 组织间隙增大、连通性增强，同时形成更多的微细孔道，降低水分扩散阻力。对9 种薄层干燥数学模型进行实验数 据的非线性拟合分析，结果显示：Page模型的决定系数R2均大于0.99，均方根误差和残差平方和均小于0.01，拟合 效果最好。因此，Page模型可用来描述全蛋液超声真空干燥过程中水分比的变化规律。以Fick扩散定律为依据，确 定全蛋液干燥传热传质有效水分扩散系数（Deff）的变化范围为：1.645 6×10－9～6.549 7×10－9 m2/s，且随着温度及 超声声能密度的增大而增大。由Arrhenius方程建立有效水分扩散系数与温度的关系，得到全蛋液水分活化能（Ea） 为16.151 2 kJ/mol。实验结果可为全蛋液真空超声干燥工艺参数优化及生产控制提供理论依据