胡萝卜在微波干燥条件下的热物理性质和多孔特性

利用微波干燥试验系统,实时测量胡萝卜样品微波干燥过程中的温度和质量变化,在样品相同部位选取切片,观察不同干燥时期样品细胞微观图像。分析干燥过程中不同含水率样品的密度、导热系数、比热、热扩散率等物理性质参数的变化,并从多孔介质的角度,研究孔隙率、孔隙分形维数、孔径、比表面积等多孔特性参数在不同干燥节点(100%、85%、70%、55%、40%)的变化规律。通过改变微波加热功率,分析微波功率对样品热质传递的影响。结果表明:微波干燥过程中,胡萝卜皮层细胞形成一层致密薄膜阻碍水分迁移,细胞破损首先发生在样品内部。含水率降低至30%时,样品内部出现焦糊现象,随后中心处细胞全部塌陷。但是整个干燥过程的密度变化并不大,减小量约为5 kg/m~3。导热系数总体呈现先增大后减小的趋势,在含水率为60%时达到极大值,随着含水率的降低样品内部温度更加趋向于均匀一致。随着干燥的进行,孔隙率和孔隙分形维数不断增大,孔隙变得越来越复杂。干燥过程中的温度变化具有明显的阶段性,热量传递和水分传递方向具有一致性。干燥初期,微波功率(0.6 kW、0.8 kW、1.0 kW)越大,样品温度升高至100℃的速度越快,此时内部温度高于表面温度,而干燥后期内外温度基本恒定,但是二者大小关系比前期复杂。