據(jù)上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司調(diào)查了解熱泵干燥特性溫和，一般干燥溫度不高，干燥品質(zhì)較好，然而存在干燥時(shí)間長(zhǎng)，能耗大的缺點(diǎn)。真空冷凍干燥是指在真空環(huán)境下，物料里面的水分凍結(jié)后由固體直接升華為氣體，具有干燥時(shí)間短，品相好等優(yōu)點(diǎn)，然而需要配置真空泵和冷阱等設(shè)備，能耗大。凍融-熱泵干燥技術(shù)采用凍融-熱泵干燥模式，其工藝是冷凍-融化- 熱泵，再循環(huán)，數(shù)次以后，直接用熱泵干燥到符合要求為止。對(duì)于凍融預(yù)處理的原理國(guó)內(nèi)目前研究較少，研究表明，冷凍干燥在食品干燥領(lǐng)域具有較好的應(yīng)用前景，然而多是關(guān)注物料品質(zhì)的變化，幾乎未見(jiàn)關(guān)于干燥設(shè)備的報(bào)道，同時(shí)也很少涉及菌類的凍融干燥。本文上海博訊醫(yī)療生物儀器股份有限公司以典型干燥物料鮮香菇為研究對(duì)象，開(kāi)展凍融-熱泵干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與參數(shù)優(yōu)化，旨在探究干燥箱內(nèi)不同位置物料干燥水分的變化情況；同時(shí)為了優(yōu)化干燥過(guò)程，控制產(chǎn)品質(zhì)量，利用4個(gè)典型薄層干燥方程進(jìn)行擬合與驗(yàn)證，以期建立最佳干燥模型，為凍融-熱泵干燥機(jī)的設(shè)計(jì)及香菇凍融干燥提供參考。
1 樣機(jī)結(jié)構(gòu)與工作原理
凍融-熱泵干燥機(jī)由熱泵系統(tǒng)、干燥箱、制冷系統(tǒng)和控制系統(tǒng)及其配套床架和料盤等組成。在干燥之前將物料均勻鋪放在料盤中，再將料盤放在對(duì)應(yīng)的床架上。床架的位置分布，因1號(hào)床架上方有冷風(fēng)機(jī)排風(fēng)扇，所以放置的是4層床架，每層床架上放置2個(gè)配套的料盤；2，3，4，5號(hào)位置放置的是6層床架，每層床架上放置2個(gè)配套的料盤。同時(shí)為了充分利用干燥箱內(nèi)部空間，2和4號(hào)的床架尺寸相同，3和5號(hào)位置的床架尺寸相同，比2號(hào)床架尺寸稍小些。在每次打開(kāi)制冷系統(tǒng)時(shí)需要先關(guān)閉1和5風(fēng)管啟閉控制機(jī)構(gòu)，防止冷氣進(jìn)入熱泵后導(dǎo)致其不能正常開(kāi)啟。當(dāng)關(guān)閉好風(fēng)管閥門并設(shè)定好溫度后，開(kāi)啟制冷系統(tǒng)，并保持一定時(shí)間，再關(guān)閉制冷系統(tǒng)，打開(kāi)風(fēng)管閥門，開(kāi)啟熱泵，對(duì)物料進(jìn)行干燥解凍處理。其中熱泵的熱風(fēng)是由風(fēng)道9通過(guò)出風(fēng)板7上的出風(fēng)孔6流出，對(duì)物料由下至上進(jìn)行均勻干燥。反復(fù)進(jìn)行冷凍-解凍處理數(shù)次，直到達(dá)到干燥要求。
2 主要儀器與設(shè)備
凍融-熱泵干燥機(jī)，自制；BSA224S電子天平，廣州市深華生物技術(shù)有限公司；奧豪斯MB27水分（鹵素）測(cè)定儀，合肥祺景電子科技有限公司；柯尼卡美能達(dá)CR-10plus色差計(jì)，上海嘉標(biāo)測(cè)試儀器有限公司。
3 總結(jié)
本文上海博訊根據(jù)香菇凍融干燥特性確定了快凍慢融的干燥工藝，并且根據(jù)自制凍融-熱泵干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)設(shè)計(jì)了床架和料盤結(jié)構(gòu)，并確定了床架的擺放位置。經(jīng)過(guò)4次凍融處理，每次凍融之后干燥速率短時(shí)間內(nèi)具有一定提高，隨后出現(xiàn)下降，凍融次數(shù)對(duì)水分遷移速率的影響呈現(xiàn)下降趨勢(shì)，第4次凍融之后干燥速率的提升已無(wú)明顯變化。在20h進(jìn)入單純熱泵干燥階段，在30h基本達(dá)到平衡含水率，整個(gè)干燥過(guò)程存在加速與降速階段，無(wú)明顯恒速干燥階段。香菇凍融干燥各位置干燥情況基本一致，均勻性好。
