徐建國，徐剛，石勁松，張森旺，顧震，劉云飛

（江西省科學(xué)院應(yīng)用化學(xué)研究所，江西南昌 330096）

蓮子是中國特有的優(yōu)勢農(nóng)產(chǎn)品，營養(yǎng)成分豐富，深受大眾喜愛[1,2]。干燥是干蓮子生產(chǎn)、加工的重要手段。干燥過程中，熱量、水分耦合傳遞，兩者的傳遞過程決定著干燥過程和產(chǎn)品質(zhì)量。蓮子顆粒大，淀粉含量高，不適宜的干燥過程嚴(yán)重影響著蓮子干燥時間、能耗和干燥品質(zhì)。太陽曬干耗時長，易使蓮子多酚類物質(zhì)氧化，造成產(chǎn)品發(fā)黑；炭火烘烤火候難控制，易烤黃、烤焦[3]。微波干燥時間短，但微波分布的不均勻性容易導(dǎo)致蓮子局部過熱、焦化[4-6]。通用型熱風(fēng)對流干燥設(shè)備以固定床為主，干燥箱（房）內(nèi)部存在的傳熱、傳質(zhì)死角易導(dǎo)致物料干燥不均勻[7]，最終影響干燥效率。大顆粒蓮子高品質(zhì)、高效干燥成為蓮子產(chǎn)業(yè)亟需解決的問題。傳導(dǎo)干燥是物料與加熱面直接有效接觸而被干燥的過程，傳熱機(jī)理以熱傳導(dǎo)、熱輻射為主。相比對流干燥，其優(yōu)點是傳熱傳質(zhì)效率高、熱效率高，更適合以降速干燥為主的物料[8,9]。目前成型設(shè)備有轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)、板（盤）式干燥機(jī)等，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于咖啡豆、玉米、橄欖果油渣等眾多顆粒狀物料的干燥領(lǐng)域中[10-12]。Gikuru Mwithiga等[13]利用轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)對咖啡豆進(jìn)行了干燥試驗；Francisco J.等[14]利用轉(zhuǎn)筒干燥機(jī)對橄欖果油渣進(jìn)行了工業(yè)化干燥；俱浪等[15]對玉米在轉(zhuǎn)筒干燥器中的干燥工藝進(jìn)行了優(yōu)化。

為了解轉(zhuǎn)筒干燥對蓮子干燥過程和干燥品質(zhì)的影響，本研究依據(jù)蓮子顆粒狀特性，采用熱傳導(dǎo)干燥技術(shù)，利用旋轉(zhuǎn)電加熱筒（干燥筒）間接加熱蓮子的方式，開展了干燥條件可控的蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥試驗，考察了蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程特征以及蓮子粉體的糊化特性，以期為蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥技術(shù)的進(jìn)一步優(yōu)化、推廣提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 原料

蓮子品種為江西廣昌白蓮。蓮蓬由江西省廣昌白蓮研究所試驗基地提供。蓮蓬采摘期主要集中在7、8、9月。蓮蓬每周采摘，并保存于0~5 ℃冰箱中，作為一周的試驗原料。試驗前，人工剝蓮蓬，并用手動蓮子剝殼機(jī)剝除蓮殼，獲得蓮子，選擇成熟度相對均一、顆粒飽滿的蓮子作為試驗原料。

1.2 關(guān)鍵設(shè)備及工作原理

蓮子電加熱轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥裝置（自制）主要由內(nèi)、外2個同心筒、電加熱圈、變頻電機(jī)、風(fēng)機(jī)、控制系統(tǒng)等組成，如圖1所示。裝置外筒固定；不銹鋼內(nèi)筒（干燥筒）兩端連空心軸、軸承座架于支架上，其一端連接電機(jī)，另一端接設(shè)有電刷的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)。內(nèi)筒外壁緊貼由溫度控制器控溫的電加熱圈；電源線穿過空心軸，通過電刷為電加熱圈供電；變頻電機(jī)由變頻器控制，可實現(xiàn)干燥筒正、反轉(zhuǎn)；內(nèi)筒內(nèi)表面設(shè)有傾斜抄板，正向轉(zhuǎn)動滿足蓮子在干燥筒內(nèi)長時間停留，反向出料。整機(jī)結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)見表1。

圖1 電加熱轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1 Schematic diagram of electric rotary conduction-type dryer for lotus seeds

表1 蓮子電加熱轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥裝置主要技術(shù)參數(shù)Table 1 Technical parameters of electric rotary conduction-type dryer for lotus seeds

電加熱轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥蓮子時，干燥所需熱量由加熱的內(nèi)筒主要通過熱傳導(dǎo)方式提供，蓮子在干燥筒內(nèi)有足夠的停留時間，并借助轉(zhuǎn)筒、抄板產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)、軸向返混作用，增加熱接觸面積，在可控的干燥溫度下均勻受熱、干燥。風(fēng)機(jī)通過風(fēng)管向干燥設(shè)備內(nèi)筒鼓入少量空氣，排出從蓮子內(nèi)部傳遞出的水分，以及時降低蓮子表面空氣濕度，提高干燥效率。

1.3 蓮子電加熱轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥試驗

干燥試驗每批蓮子質(zhì)量為400 g，確保蓮子在加熱的內(nèi)筒壁面始終處于薄層干燥狀態(tài)。干燥溫度顯著影響著干燥效率和干燥質(zhì)量[16]，本試驗干燥溫度選擇60~90 ℃。因試驗干燥裝置、測溫方法的局限性，本文試驗溫度測量于轉(zhuǎn)筒外表面，并以轉(zhuǎn)筒外表面溫度作為干燥溫度。受轉(zhuǎn)筒壁傳導(dǎo)熱阻影響，轉(zhuǎn)筒內(nèi)壁實測溫度略低于外表面溫度。

將蓮子從進(jìn)料口旋入干燥內(nèi)筒后，干燥溫度分別選擇60、70、80、90 ℃，溫度回差設(shè)定5 ℃（即溫度低于設(shè)定溫度5 ℃時，啟動加熱；溫度高于設(shè)定溫度5 ℃時，停止加熱），在不同轉(zhuǎn)速0.5、1、1.5 r/min下進(jìn)行轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥試驗，干燥至干基含水率0.1 kg/kg或濕基含水率10%以下結(jié)束干燥。每組試驗過程中，間隔30 min，將蓮子全部旋出、稱量。相同試驗條件下，干燥試驗重復(fù)3次。

因蓮子陰干存在易發(fā)黑、發(fā)霉等問題，為對比蓮子干燥品質(zhì)，本文采用低溫40 ℃熱風(fēng)干燥作為對照。

1.4 干燥模型

蓮子在干燥筒內(nèi)與加熱的內(nèi)筒壁接觸，處于翻轉(zhuǎn)、返混的運(yùn)動狀態(tài)。蓮子與加熱的內(nèi)筒壁接觸，蓮子表層至內(nèi)部迅速建立溫度梯度、濕分梯度，意味著熱傳導(dǎo)、傳質(zhì)過程開始。基于對物料熱力干燥過程的認(rèn)識[17]，本研究以Fick第二定律為基礎(chǔ)，研究蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程中內(nèi)部水分傳遞過程。在假設(shè)等溫擴(kuò)散傳質(zhì)，蓮子為各向同性、球形顆粒；忽略收縮的前提下，根據(jù)第一類邊界條件，F(xiàn)ick第二定律擴(kuò)散傳質(zhì)方程的解析解可以寫為式（1）形式[18]：

式中，Deff為有效擴(kuò)散系數(shù)，m2/s，r為當(dāng)量半徑，m；n是級數(shù)項；MR為濕分比；X0為初始干基含水率，kg/kg；Xe為平衡含水率；kg/kg，近似取值為0；X為某時刻干基含水率，kg/kg。

通過式（1）可以獲得不同轉(zhuǎn)筒干燥過程中反映蓮子濕分?jǐn)U散程度的有效擴(kuò)散系數(shù)。針對農(nóng)產(chǎn)品干燥過程，研究者基于式（1）提出了大量干燥模型[19,20]，本文選擇應(yīng)用較多的Page、Lewis、Henderson-Pabis、Midilli、Logarithmic以及Cavalcanti-Mata模型（見表2）來模擬蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程。利用決定系數(shù)R2、均方根誤差RMSE以及平均相對誤差E%作為判斷模型優(yōu)劣的主要依據(jù)[21,22]。這些參數(shù)分別通過式（2）、（3）、（4）計算獲得：

表2 干燥曲線模型Table 2 Mathematical models for drying curves

式中，下標(biāo)exp為試驗測量值；下標(biāo)pre為預(yù)測值；N為測量次數(shù)；mean為平均值。

對于長時間干燥過程，式（1）可取級數(shù)第一項（n=1）[19]，獲得式（5）：

上式兩邊取自然對數(shù)后，可得：

有效擴(kuò)散系數(shù)Deff（式7）可以通過lnMR與t的函數(shù)關(guān)系式（6）確定。

1.5 測試指標(biāo)與方法

1.5.1 含水率測定

采用直接干燥法測蓮子含水率[23]。測量3次，取平均值。新鮮蓮子初始濕基含水率為63.23%。

1.5.2 掃描電鏡測試

將不同干燥條件的干蓮子用小刀切開后，利用掃描電子顯微鏡（Quanta650，F(xiàn)EI）直接測試，觀察切開面形貌，并采集圖譜。

1.5.3 糊化特性測定

將不同干燥條件下的干蓮子去芯，粉碎，過140目標(biāo)準(zhǔn)篩，制蓮子全粉。取3.00 g全粉、15.00 g水混合制樣，置于快速粘度分析儀（Rapid Visco-Analyser，RVA，TecMaster，Perten Instruments，Warriewood，Australia）中，采用標(biāo)準(zhǔn)程序1進(jìn)行粘度分析。樣品在50 ℃保溫1 min，然后在3.5 min內(nèi)升至95 ℃，并保溫2.5 min。整個過程中轉(zhuǎn)速先設(shè)定960 r/min運(yùn)行10 s，然后維持160.00 r/min至結(jié)束。

1.5.4 干燥不均勻度

參考國標(biāo)[24]，熱風(fēng)烘箱穿流干燥時，將400 g蓮子平均分成2份，分別置于2個?200×50 mm的圓形網(wǎng)盤中。蓮子在網(wǎng)盤上呈單層排列狀態(tài)。將網(wǎng)盤上、下排列，放入熱風(fēng)干燥箱內(nèi)進(jìn)行穿流干燥。每隔一段時間，分別從上、下網(wǎng)盤的3處不同位置取樣，按上述1.5.1分別進(jìn)行含水率x（%）測定，并計算平均含水率x（%）。同一層3處含水率的極差為干燥不均勻度Δx（%）。熱風(fēng)干燥溫度為70 ℃。

轉(zhuǎn)筒干燥時，每隔一段時間，取樣3次，按上述1.5.1分別進(jìn)行含水率測定，并計算干燥不均勻度。轉(zhuǎn)筒干燥溫度為70 ℃，轉(zhuǎn)速1.5 r/min。

1.6 數(shù)據(jù)處理

利用Matlab R2014a（8.3.0.532）進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。蓮子粉體RVA試驗數(shù)據(jù)利用SAS（9.3）進(jìn)行方差分析（analysis of variance，ANOVA）。不同指標(biāo)均值采用Duncan多范圍檢驗。當(dāng)p≤0.05時，相同指標(biāo)的不同均值被視為顯著性差異。

2 結(jié)果與討論

2.1 蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥特征

圖2 是轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速為1.5 r/min，不同干燥溫度下的蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥曲線和速率曲線。從圖2a可以看出，蓮子轉(zhuǎn)筒干燥曲線近似呈現(xiàn)指數(shù)規(guī)律下降，干燥溫度顯著影響干燥過程。干燥初始，干燥曲線較陡，蓮子含水率快速下降；隨著干燥的進(jìn)行，干燥曲線漸變平緩，蓮子含水率下降緩慢。隨著干燥溫度的升高，干燥曲線逐漸變陡，干燥時間縮短。蓮子干燥至濕基含水率10%時，60 ℃轉(zhuǎn)筒干燥時間約為720 min；70 ℃轉(zhuǎn)筒干燥時間約為540 min；80 ℃轉(zhuǎn)筒干燥時間約為420 min；90 ℃轉(zhuǎn)筒干燥時間約為330 min。

圖2 b表明蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程一直處于降速干燥階段，干燥速率隨含水率減少出現(xiàn)持續(xù)下降趨勢。干燥速率受溫度影響顯著，其數(shù)值隨干燥溫度升高而變大。干燥初始階段（0~2 h），60、70、80、90 ℃干燥速率分別從0.68、0.83、0.96、1.05 kg/(kg·h)下降至0.22、0.27、0.26、0.28 kg/(kg·h)。干燥后期，當(dāng)蓮子濕基含水率為20%時，60、70、80、90 ℃干燥速率分別為0.06、0.08、0.11、0.16 kg/(kg·h)。這是因為干燥初期，蓮子表層含水率較高，水分由蓮子表層擴(kuò)散至表面附近的干燥介質(zhì)（空氣）中時，蓮子表面與干燥介質(zhì)間存在較大的濕分壓力差，對流傳質(zhì)速率較大。干燥發(fā)生后，蓮子內(nèi)部到表層出現(xiàn)水分梯度，干燥速率受內(nèi)部擴(kuò)散傳質(zhì)速率影響顯著，呈逐漸下降趨勢。這也是蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥速率一直處于降速干燥階段的原因。干燥溫度升高后，轉(zhuǎn)筒內(nèi)表面?zhèn)鳠崴俾侍岣?，蓮子?nèi)部與表層、蓮子表層與干燥空氣之間建立的濕分濃度差、壓力差增加，從而加速了水分在蓮子內(nèi)部擴(kuò)散以及蓮子表層水分與周圍空氣的對流傳質(zhì)。這一現(xiàn)象同樣發(fā)生在其它農(nóng)產(chǎn)品干燥過程中[25]。

圖2 蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥特征Fig.2 Drying characteristics of lotus seeds with different rotary drum conduction-type drying conditions

圖3 是蓮子在干燥溫度70 ℃、轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速分別為0.5、1、1.5 r/min的干燥曲線。從圖中可以發(fā)現(xiàn)，1.5 r/min的干燥曲線位于0.5 r/min的干燥曲線下方，說明高轉(zhuǎn)速可以縮短干燥時間。但不同轉(zhuǎn)速下的干燥曲線近乎重疊，干燥至終點（濕基含水率10%）時，不同轉(zhuǎn)速條件下的干燥時間無顯著差異（p>0.05）。這一現(xiàn)象可能與試驗蓮子較少，導(dǎo)致蓮子填充率（蓮子體積與干燥器有效容積之比）過低有關(guān)。試驗發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)速提高會增加蓮子的平均動量，過高的轉(zhuǎn)速會因蓮子與內(nèi)筒碰撞導(dǎo)致干蓮子破碎率增大。

圖3 不同轉(zhuǎn)速下蓮子70 ℃轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥曲線Fig.3 Drying curves of lotus seeds with different speed of rotary drum at 70 ℃

2.2 蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥過程模擬

利用表2中6種不同模型，對不同干燥條件下蓮子轉(zhuǎn)筒干燥數(shù)據(jù)進(jìn)行回歸分析，不同干燥模型的回歸系數(shù)R2、均方根誤差RMSE、相對誤差E列于表3中。

表3 模型統(tǒng)計參數(shù)表Table 3 Values of statistical parameters for models

可以看出，相比其它模型方程，針對不同溫度下蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程，Cavalcanti-Mata模型（方程5）均具有最大的R2（>0.999），最小的E（<5%）和RMSE（<0.01），表明該模型適應(yīng)性最佳，可以準(zhǔn)確地模擬蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程。Cavalcanti-Mata模型中各參數(shù)值見表4。

基于Fick擴(kuò)散傳質(zhì)的假設(shè)下，根據(jù)lnMR與干燥時間t的函數(shù)關(guān)系式（6）可以確定有效擴(kuò)散系數(shù)Deff。式（6）中，當(dāng)量半徑r通過阿基米德排水法計算獲得[26]，取值8.48×10-3m。擴(kuò)散系數(shù)Deff試驗結(jié)果見表4。從表中可以發(fā)現(xiàn)，蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程中的有效擴(kuò)散系數(shù)在3.94×10-10~1.00×10-9m2/s之間，并隨著干燥溫度的升高而增大。

表4 Cavalcanti-Mata模型參數(shù)與有效擴(kuò)散系數(shù)Table 4 Coefficients obtained by fitting the Cavalcanti-Mata model and diffusion coefficients

2.3 蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥對蓮子全粉糊化特性的影響

蓮子營養(yǎng)成分豐富，其全粉是開發(fā)蓮子相關(guān)產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料[27]。淀粉、蛋白質(zhì)、脂肪、游離氨基酸分別占蓮子全粉的30.65%~34.55%、15.06%~19.29%、0.35%~1.37%、29.48~41.48 mg/100 g[28]。在物料濕熱加工中，上述營養(yǎng)成分的物理化學(xué)變化將直接影響到全粉的屬性，進(jìn)而影響到后續(xù)產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量，如流變特性、感觀特性、營養(yǎng)特性等[29]。

圖4 、表5分別是不同轉(zhuǎn)筒干燥條件下的蓮子全粉RVA曲線、糊化特征參數(shù)。從上述圖表中可以發(fā)現(xiàn)，干燥溫度顯著影響著蓮子全粉糊化特征。高溫90 ℃轉(zhuǎn)筒干燥過程（圖4）獲得的蓮子全粉RVA曲線不同于其它干燥過程，其粘度曲線一直呈升高趨勢，未出現(xiàn)下降現(xiàn)象。

圖4 不同干燥溫度蓮子全粉RAV糊化特征曲線Fig.4 Pasting profiles of lotus seed flour tested on a rapid visco-analyser

從表5可以發(fā)現(xiàn)，隨著轉(zhuǎn)筒干燥溫度的升高，峰值粘度、低谷粘度、最終粘度出現(xiàn)顯著下降（p≤0.5）。60 ℃轉(zhuǎn)筒干燥蓮子全粉的峰值粘度、最終粘度分別為1676.33、2228.00 cP，90 ℃轉(zhuǎn)筒干燥蓮子全粉的峰值粘度、最終粘度均最低，分別為1268.00、1909.33 cP。從表5還可以發(fā)現(xiàn)，轉(zhuǎn)筒干燥溫度升高后，蓮子全粉衰減值顯著降低（p≤0.5），60、70、80 ℃轉(zhuǎn)筒干燥蓮子衰減值分別為76.67、59.33、36.00。峰值粘度體現(xiàn)了全粉中淀粉顆粒間的作用力大小。具有較大峰值粘度的全粉其顆粒間具有較弱的粘接力，更容易溶脹、崩裂。相反，具有較小峰值粘度的全粉其顆粒間具有較強(qiáng)的粘接力，溶脹困難[30]。衰減值降低意味著蓮子全粉耐熱、抗剪切能力增強(qiáng)，熱糊穩(wěn)定性增加，由該類全粉制成的淀粉基產(chǎn)品有更好的加工適應(yīng)性。這些變化表明轉(zhuǎn)筒干燥溫度顯著影響全粉顆粒的水合、溶脹能力。

表5 轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥對蓮子全粉糊化特性的影響Table 5 Pasting properties of flour of lotus seeds dried under different drying conditions

相比40 ℃低溫干燥，60、70、80 ℃轉(zhuǎn)筒干燥蓮子的回生值顯著降低，但三者之間無顯著性差異（p>0.5）?；厣到档捅砻骱矸墼诶鋮s過程中有較低的短期老化速率[30]。這可能與冷卻過程中淀粉與脂質(zhì)、氨基酸等物質(zhì)的相互作用阻礙了直鏈淀粉重排有關(guān)[29]。淀粉老化特性直接影響淀粉基產(chǎn)品的硬度，進(jìn)而影響口感。淀粉老化速率變慢，淀粉基產(chǎn)品硬度增加速率放緩，粘度下降變慢。因此，高溫轉(zhuǎn)筒干燥可以作為一種延緩淀粉短期老化的有效手段應(yīng)用到蓮子全粉改性過程中。

圖5 是不同轉(zhuǎn)筒干燥條件的蓮子電鏡圖。60 ℃轉(zhuǎn)筒干燥下，蓮子表面呈現(xiàn)疏松、多孔結(jié)構(gòu)，顆粒細(xì)胞結(jié)構(gòu)較完整，間隙清晰可見（圖5a）。隨著轉(zhuǎn)筒干燥溫度升高至70、80 ℃，蓮子表面細(xì)胞間隙縮小、結(jié)構(gòu)變致密，部分區(qū)域逐漸失去顆粒狀態(tài)，出現(xiàn)致密結(jié)構(gòu)（圖5b、圖5c）。這意味著淀粉顆粒發(fā)生了溶脹、未完全凝膠化，并逐漸充滿細(xì)胞內(nèi)部，導(dǎo)致蓮子顆粒結(jié)構(gòu)受到破壞。轉(zhuǎn)筒干燥溫度升至90 ℃，蓮子淀粉顆粒的外觀輪廓模糊，甚至消失，表面結(jié)構(gòu)變得更加致密（圖5d）。蓮子干燥過程中，蓮子內(nèi)部的水分、轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)提供的熱量為淀粉凝膠化提供了基礎(chǔ)條件。當(dāng)蓮子溫度達(dá)到淀粉凝膠化溫度時，在熱量、水分的耦合作用下，蓮子淀粉長鏈糾纏狀態(tài)受到破壞，淀粉顆粒發(fā)生了不同程度的糊化[31]。部分糊化的蓮子淀粉與蛋白質(zhì)、脂類等營養(yǎng)成分進(jìn)一步形成具有復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)的復(fù)合物[32]，使得淀粉顆粒間粘接力增強(qiáng)，再溶脹更困難。這是高溫轉(zhuǎn)筒干燥蓮子全粉的糊化特性顯著變化的主要原因。

圖5 不同干燥溫度下轉(zhuǎn)筒干燥蓮子切面微觀結(jié)構(gòu)（×1000）Fig.5 Microstructure observations of lotus seeds dried at different drying conditions (×1000)

2.4 干燥不均勻度比較

干燥均勻性是評價干燥產(chǎn)品質(zhì)量、干燥技術(shù)與工藝的一個重要參數(shù)。干燥不均勻會導(dǎo)致貯藏過程中產(chǎn)品質(zhì)量下降、干燥過程能耗增加[33]。這一現(xiàn)象除與物料自身結(jié)構(gòu)不均一有關(guān)外，還與物料所處干燥狀態(tài)、設(shè)備結(jié)構(gòu)、物料分布等因素有關(guān)[34]。從表6可以看出，蓮子轉(zhuǎn)筒干燥與烘箱穿流干燥均存在干燥不均勻現(xiàn)象。烘箱穿流干燥上、下層平均含水率存在差值，說明上、下層蓮子干燥不均勻。上層含水率極差最大值為7.58%，下層含水率極差最大值為8.65%。相比烘箱穿流干燥，經(jīng)過相同干燥時間后，蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程的干燥不均勻度數(shù)值均較小，含水率極差最大值為4.59%，這意味著蓮子干燥更均勻。這是因為轉(zhuǎn)筒、抄板產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)、返混作用改變了蓮子的運(yùn)動狀態(tài)，增加了蓮子熱接觸面積，使之均勻受熱、干燥。

表6 干燥不均勻度比較Table 6 Comparison of moisture nonuniformity between oven drying and rotary drum conduction-type drying

3 結(jié)論

3.1 蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥一直處于降速干燥段；干燥溫度顯著影響蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程，試驗轉(zhuǎn)速對干燥過程無顯著影響（p>0.05）。干燥溫度越高，干燥時間越短。蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程可以用Cavalcanti-Mata模型準(zhǔn)確模擬；有效擴(kuò)散系數(shù)在3.94×10-10~1.00×10-9m2/s之間，并隨著干燥溫度的升高而增大。相比熱風(fēng)烘箱穿流干燥，蓮子轉(zhuǎn)筒傳導(dǎo)干燥降低了干燥不均勻度（最大值為4.59%），有利于均勻干燥。

3.2 蓮子轉(zhuǎn)筒干燥過程顯著影響蓮子全粉糊化特性。隨著轉(zhuǎn)筒干燥溫度的升高，蓮子全粉峰值粘度、最終粘度均出現(xiàn)顯著降低（p≤0.05）。60 ℃轉(zhuǎn)筒干燥蓮子全粉的峰值粘度、最終粘度分別為1676.33、2228.00 cP，90 ℃轉(zhuǎn)筒干燥后，其值分別為1268.00 cP、1909.33 cP。高溫轉(zhuǎn)筒干燥后，蓮子全粉衰減值顯著降低，耐熱、抗剪切能力增強(qiáng)，短期老化速率變慢。

3.3 試驗條件下的轉(zhuǎn)筒干燥過程中，蓮子均發(fā)生了不同程度的淀粉凝膠化。60 ℃轉(zhuǎn)筒干燥蓮子表面呈現(xiàn)疏松、多孔結(jié)構(gòu)；高溫90 ℃轉(zhuǎn)筒干燥導(dǎo)致淀粉發(fā)生溶脹、凝膠化，致使表面結(jié)構(gòu)致密，蓮子微觀結(jié)構(gòu)發(fā)生了改變。本文研究為確定蓮子高品質(zhì)轉(zhuǎn)筒干燥工藝以及干蓮子粉后續(xù)加工過程提供了技術(shù)支持。