芸豆角

２００８年７月 农机化研究 第７期

应用高压电场干燥芸豆角的试验研究

徐建萍，自亚乡，迟建卫，唐茂勇

（大连水产学院理学院，辽宁大连１１６０２３）

摘要：利用不同强度的高压电场在同一温度下对芸豆角进行了干燥试验研究，并与热风干燥进行比较，同时对

干燥后的芸豆角块进行了复水率测定。研究结果表明，高压电场能够提高芸豆角的干燥速度。在同一温度下，

干燥电压越高，干燥速度越快。在４０℃下３４ ｋＶ的高压电场的干燥速度比同温度下不加电场的干燥速度提高了

７５．１２％，其与６５℃左右的热风干燥速度相近；相对热风干燥，高压电场干燥的芸豆角复水率较６５℃下热风干

燥的高２１．４１％，其表面颜色优于热风干燥。

关键词：高压电场干燥；芸豆角；热风干燥；干燥速度；复水率

中图分类号：ｓ３７５；Ｏ４４１．４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ｌ００３—１８８Ｘ（２００８）０７－０１５５—０３

０ 引言

干燥是食品贮藏的重要手段，也是一项重要的食

品加工技术。水果和蔬菜是农业生产中除谷物之外

最重要的农产品，不但昧美，而且具有非常丰富的营

养，是人们获得维生素、无机物（钙、磷、铁等）、碳水化

合物、纤维素、半纤维素的主要来源。但新鲜水果和

蔬菜的含水量大都超过９０％，在采摘、运输、贮运、销

售过程中稍处理不当便会腐烂。蔬菜脱水是近年来

发展起来的减少蔬菜损失的好办法。目前的脱水蔬

菜主要是日光干燥和常压热风干燥，它们普遍存在干

燥时间长、耗能高、成本高、色泽风味及复水性能差的

问题；另外，在较长的热风干燥过程中还会导致细菌

的滋生。因此，传统的干燥加工技术远远不能满足国

内外市场对其产量和质量的要求。

由于水果和蔬菜的干燥质量在很大程度上取决

于干燥温度，在较低温度下对其进行干燥能够保持其

原有的色、香、味及营养成分，干燥质量好。

近年来，水果和蔬菜的低温干燥研究受到了普遍

关注。比较有代表性的低温干燥方法是真空冷冻干

燥法，该法干燥的蔬菜，色泽品质及复水性能好，但是

设备费、运行费都高，生产成本高。

日本的浅川在１９７６年发现了“浅川Ｉ效应”，即在

高压电场下，水的蒸发变得十分活跃，施加电压后水

的蒸发速度加快，并认为电场消耗的能量很小＿１ Ｊ。

２００１年，Ｔ．Ｒ．Ｂａｊｇａｉ和Ｆ．Ｈａｓｈｉｎａｇａ通过高压电场对

收稿日期：２００７一ｌＯ一０７

基金项目：辽宁省教育厅科学研究计划资助项目（２００６０１８８）

作者简介：徐建萍（１９６４一），女，河北黄骅人，高级实验师，（Ｅ—ｍａｉｌ）

ｘｕｊｉａｎｐｉｎｇ＠ｄｌｆｕ．ｅｄｕ．ｃｎ。

菠菜叶干燥的试验研究，结果表明：高压电场干燥时

物料不升温，速度快，能够很好地保存叶绿素ａ和ｂ。

有学者用高压电场对其它物料及不同形状的电极进

行试验也都取得了比较好的结果 －８］。目前，国内有

些学者也进行了一些高压电场干燥试验研究 “Ｊ，并

取得了满意的结果。内蒙古大学的梁运章教授从２０

世纪８０年代开始，经过多年的潜心研究而发明了一

项高新实用技术一高压电场干燥技术，并获得了专

利，已经实现了产业化 。， Ｊ。该技术通过对各种物

料，包括葡萄糖酸钠溶液 ＨＪ、西洋参、金霉素等几十种

生物物料的高压电场干燥试验，发现高压电场干燥具

有能耗低、不污染环境、干燥均匀、物料不升温、杀灭

细菌等优点，且能很好的保存生物物料的有效成

分 。目前，尚未见应用高压电场干燥芸豆角的实验

报导，本文利用不同强度的高压电场干燥技术对芸豆

角进行干燥试验，并与传统的热风干燥进行了比较。

１ 试验装置与方法

１．１ 试验装置

．ＤＨＧ一９１４６Ａ型电热恒温鼓风干燥箱（上海精宏

实验设备有限公司），ＳＬ２００２Ｎ型电子天平（上海民桥

精密科学仪器有限公司）。

高压电场干燥仪：内蒙古大学研制的ＧＸ］一２型

电场干燥机，环保纪录片 如图１所示。该装置根据高压电场干燥

原理设计，每层之间均设置电晕电场，内设可控温加

热装置，从而可实现在不同温度下的高压电场干燥，

其有效干燥面积２ｍ 。

１．２试验方法

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１．２．１ 预处理

将新鲜的芸豆角清洗干净，放在沸水中烫漂４

ｍｉｎ，捞出后立即冲凉水降温，用滤纸吸干表面水。

１．２．２不同电压下的干燥试验

将同一批芸豆角称量出相同质量（５０ ｇ）４份，其

中３份先后分别采用０ ｋＶ，２０ ｋＶ和３４ ｋＶ（５０ Ｈｚ）的

高压电场进行干燥试验，干形容鲜花的词语 燥温度都为（４０１）℃，干

燥风速为０．５ｍ／ｓ。在试验中，每隔一定时间（７５ ｍｉｎ）

检测芸豆角质量变化，得出芸豆角质量随干燥时间变

化曲线。

图１ Ｇ）（Ｊ一２型静电干燥机试验装置图

Ｆ ．１ Ｄｉａｇｒａｍ ０ｆＧ）（Ｊ一２’ｓｔｏｉｃ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｒｙｅｒ

１．２．３高压电场干燥与热风干燥对比实验

将另一份芸豆角，放人恒温鼓风干燥箱中干燥

（热风干燥温度为（６５１）℃，风速为０．．５ ｍ／ｓ）。每

隔一定时间（７５ ｍｉｎ）检测芸豆角质量变化，得出芸豆

角质量随干燥时间变化的情况。

１．２．４芸豆角复水率测定

将干燥后的芸豆角，用冷水浸泡３０ ｍｉｎ，然后煮

沸５ ｍｉｎ，用滤纸吸干表面水，称量，即可由下式求得

复水率，即

吩＝（ｍｓ—ｍ ）／ｍ １００％

式中ｍ厂一样品复水后质量（ｇ）；

ｍ 一干芸豆质量（ｇ）。

１．２．５芸豆角感官特性

主要根据色泽进行评定。色泽同新鲜芸豆角外

观颜色相近的为优，变化较大的为差。

２结果与分析

２．１ 干燥电压对干燥速度的影响

将不同干燥电压下所测得芸豆角质量随干燥时

间变化情况绘制成干燥曲线，如图２所示。从图２中

可看出，高压电场能够显著地提高芸豆角的干燥速

度，在同一温度下，干燥速度与干燥电压成正相关，干

燥电压越高，干燥速度越快，在４０℃左右３４ 舍身为国 ｋＶ的高

压电场干燥速度比同温度下不加电场的干燥速度提

高７５．１２％。

１ ２ ３ ４ ５ ６ ７ ８ ９】０ ｎ】２】３臻１５

干燥时间／７５ｍｉｎ

图２不Ｉ司干燥电压下芸豆角的质量变化曲线。

Ｆ ．２ ｑｕＭｉｔｙ ０ｆ ｄｒｉｅｄ Ｙｕｎｄｏｕ ｂｅａｎｓ ｕｎｄｅｒ

ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｄ￣ｉｎｇ ｖｏｌｔａｇｅ

２．２高压电场干燥与热风干燥速度对比

将４０℃时３４ ｋＶ下所测得芸豆角质量随干燥时

间变化情况和６５℃时鼓风干燥箱中所测得芸豆角质

量随干燥时间变化情况，如表１所示。

表１ 不同干燥方式下芸豆角的质量变化数据

Ｔａｂ．１ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｄａｔａ ０ｆ ｄｒｉｅｄ Ｙｕｎｄｏｕ ｂｅａｎｓ ｑｕＭｉｔｙ ｕｎｄｅｒ

ｄｉｆｅｒｅｎｔ ｄｒｙｉｎｇｍｅｔＩＩｏｄｓ

由表１可知，在４０ ｃｃ时３４ ｋＶ高压电场干燥速度

与６５℃左右的热风干燥速度基本相同。

２．３芸豆角复水率测定结果

高压电场干燥的芸豆角和热风干燥的复水率如

表２所示。从表２可看出高压电场干燥的芸豆角在

复水率上比热风干燥的高２１．４ｌ％。

・１５６・

表２ 干燥方式对芸豆角复水率的影响

Ｔａｂ．２ Ｒｅｈｙｄｒａｔｉｎｇ ｄａｔａ ０ｆ ｄｒｉｅｄ Ｙｕｎｄｏｕ【ｈｅ，Ｉｌｌｓ ｗｉｔｈ ｄｉ￣ｎｔ

ｄ￣ｉｎｇ ｍｅｔＩＩｏｄｓ

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２．４感官特性测定结果

将４０￣（２３４ ｋＶ电压下所干燥的芸豆角与６５ ｃｃ鼓

风干燥箱中所干燥的芸豆角的表面情况进行比较，可

以看到高压电场干燥的芸豆角颜色更绿，更具有新鲜

芸豆角的本色。从芸豆角的形状上看，其与热风干燥

相差不多。

３讨论

高压电场干燥技术是２０世纪８Ｏ年代刚刚兴起的

一种新兴的干燥技术，其干燥特性属一种新的干燥机

制，与被干燥物及其中所含水分的接触是靠高压电场，

而不是与电极直接接触。这与通常的加热干燥的“传

热传质”的干燥机制截然不同，所以被干燥物不升温。

因此，能够实现蔬菜在较低温度范围的干燥（２５～４０

ｃｃ），在此温度范围内进行干燥，干燥蔬菜的色香味和

生物活性成分的保留率得到很大程度的提高，几乎接近

冷冻干燥，而干燥和设备成本要比冷冻干燥低得多。

４结论

１）高压电场能够提高芸豆角的干燥速度，干燥电

压越高，干燥速度越快。

２）高压电场干燥蔬菜是一种新型的干燥技术。与

热风干燥相比高压电场所干燥的芸豆角在复水率及表

面颜色方面均有优势。

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ｘｕ Ｊｉａｎ—ｐｉｎｇ，ＢＡＩ Ｙａ—ｘｉａｎｇ，ＣＨＩ Ｊｉａｎ—ｗｅｉ，ＴＡＮＧ Ｍａｏ—ｙｏｎｇ

（Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｄａｌｉａｎ Ｆｉｓｈｅｒｉｅｓ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｄａｌｉａｎ １ １６０２３，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｎｅｗ ｄｒｙｉｎｇ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｗａｓ ｐｕｔ ｆｏｒｗａｒｄ ｆｏｒ Ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｐｅｒ

．

Ｔｈｅ

Ｙｕｎｄｏｕ ｂｅａｎｓ，ａｓ ａ ｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｖｅ ｏｆ Ｖｅｇｅｔａｂｌｅｓ，ｗｅｒｅ ｄｒｉｅｄ ｉｎ ａ ｈｉｌｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｄｒｉｅｒ ａｔ ４０℃ｗｉｔｈ ０ ｋｖ．２０ ｋｖ ａｎｄ

３４ ｋｖ ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ，ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｉｎ ａ ｈｏｔ～ａｉｒ ｄｒｉｅｒ ａｔ ６５ ｃｃ（Ｔｈｅ ａｉｒ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｓ ０．５ ｍ／ｓ）．Ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｉｍｅ，ｔｈｅｓｅ ｄｒｉｅｄ

ｂｅａｎｓ’ｒｅｈｙｄｒａｆｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｌｏｒ ｗｅｒｅ ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｉｎｄｉｃａｔｅ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｉＣ ｆｉｅｌｄ ｃａｎ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｄｒｙｉｎｇ

ｒａｔｅ ｏｆ Ｙｕｎｄｏｕ ｂｅａｎｓ ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ，ａｔ ｔｈｅ ｓａｍｅ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ｔｈｅ ｈｉｇｈｅｒ ｔｈｅ ｖｏｌｔａｇｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｈｅ ｔｗｏ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅｓ

，

ｔｈｅ ｆａｓｔｅｒ

ｔｈｅ ｄｒｙｉｎｇ ｓｐｅｅｄ．Ｗｉｔｈ ３４ ｋｖ ｖｏｌｔａｇｅ，ｔｈｅ ｓｐｅｅｄ ｏｆ ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄｒｙｉｎｇ ｃａｎ ｂｅ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｂｙ ７５．１２％ｃｏｍ—

ｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ０ ｋｖ，ｗｈｉｃｈ ｗａｓ ｓｉｍｉｌａｒ ｔｏ ｔｈａｔ ｏｆ ｔｈｅ ｈｏｔ—ａｉｒ ｄｒｙｉｎｇ ａｔ ６５ ｏＣ．Ｃｏｍｐａｒｅｄ ｗｉｔｈ ｈｏｔ—ａｉｒ ｄｒｙｉｎｇ，ｔｈｅ ｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ

ｒａｔｅ ｏｆ Ｙｕｎｄｏｕ ｂｅａｎｓ ｄｒｉｅｄ ｂｙ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｉｓ ｈｉｇｈｅｒ ｂｙ２１．４１％．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ．ｔｈｅ ｄｒｉｅｄ ｙｕｎｄｏｕ ｂｅａｎｓ ｕｎｄｅｒ

ｔｈｅ ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｈａｄ ｂｅｔｔｅｒ ｃｏｌｏｒ．

Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈ ｖｏｌｔａｇｅ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｆｉｅｌｄ ｄｒｙｉｎｇ墨鱼丸 ；Ｙｕｎｄｏｕ ｂｅａｎｓ；ｈｏｔ—ａｉｒ ｄｒｙｉｎｇ；ｄｒｙｉｎｇ ｒａｔｅ；ｒｅｈｙｄｒａｔｉｏｎ ｒａｔｅ

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