利用核磁共振成像技术分析胡萝卜干燥过程中内部水分传递

为可视化果蔬干燥过程中内部水分传递现象，利用低场核磁共振成像技术（magnetic resonance imaging， MRI）研究了圆柱状胡萝卜40、70℃热风干燥过程中内部水分传递过程，获得了物料收缩状态下水分廓线特征和变化规律。研究表明，干燥过程中，胡萝卜样品的水分廓线沿径向、轴向同时向中心不规则收缩，其内部的水分传递是一个多维、非稳态传递过程，并具有non-Fickian传递特征；干燥初始，水分梯度在物料表面迅速形成。随着干燥的进行，物料干基含水率低于7.33 kg/kg时，其湿区直径收缩比率大于实测直径收缩比率，表面成为“干区”，干湿界面退缩到物料内部。圆柱状胡萝卜的热风干燥过程可以用Henderson-Pabis模型进行描述，所建水分传递模型可以很好地模拟70℃干燥试验结果，最大相对误差为7.69%，出现在干燥最后阶段，其他时刻相对误差低于4%；物料中心层水分传递模型可以很好地预测40℃干燥试验过程。研究结果可以为干燥工艺的选择以及物料收缩状态下水分传递过程的理论模拟提供支持。