史扬杰, 奚小波*, 袁日灿, 单翔, 张琦, 赵其东, 张瑞宏

(1.扬州大学机械工程学院, 江苏省现代农机农艺融合技术工程中心， 江苏 扬州 225127； 2.兴化市嘉禾食品有限公司， 江苏 泰州 225700)

现有果蔬干燥技术主要有热泵干燥、热风干燥、真空冷冻干燥、微波干燥以及红外干燥等[1]，常用的干燥设备也基本都依托于这些技术。但这些干燥设备普遍存在干燥速度慢、能耗较大及干燥成品品质品相劣变明显(除真空冷冻干燥外)等问题。而微波真空冷冻干燥技术集成真空冷冻干燥技术与微波干燥技术的优势，通过预冷冻使果蔬内部水分结为冰晶，再通过抽真空与微波加热促使冰晶升华完成干燥[2]。研究表明，微波真空冷冻干燥可有效降低干燥能耗[3]，提高物料干燥速率[4]，同时保证干燥成品品质品相[5-6]。

同时，对影响微波真空冷冻干燥速率的工艺参数进行研究表明，物料冻结效果以及微波功率对物料干燥速率影响显著[7-9]。现有微波真空冷冻干燥技术一般通过冷却空气间接实现物料冻结，冻结效果与冻结速率均无法得到有效保证，液态CO2喷淋冷冻通过喷嘴喷射液态CO2，形成雪花状的固体干冰和CO2气体，直接与物料表面接触实现物料的冻结，最低温度可达-78.5 ℃，冻结速率更快且效果更好[10]。同时，液态CO2还可用于冷阱制冷剂，相较于液氮与乙二醇而言更经济环保。

因此，本研究采用液态CO2作为制冷媒，设计了一套CO2冷阱微波真空干燥装置，基于物料冻结与冷阱换热原理设计装置结构与布局，并以白萝卜为原料进行了工艺参数对装置干燥速率影响试验。……