吉林农业大学食品科学与工程学院，小麦和玉米深加工国家工程实验室的李雨朋、张 浩*、刘景圣*等人以双螺杆挤压出的营养冲调粥为原料进行流化床干燥实验，分别以干燥风速、进风温度、原料的含水量（加工过程中原料的加水量）作为干燥过程中失水特性的主要影响因素。通过建立流化床干燥营养冲调粥动力学模型，得到营养冲调粥干燥过程中含水率的变化规律，为营养冲调粥后续的加工条件提供理论依据。
1、营养冲调粥流化床干燥条件及双螺杆挤压膨化条件对湿基水分质量分数的影响
物料湿基水分质量分数与初始加水量有关，初始加水量越多，物料湿基水分质量分数越大；初始加水量不变，进风温度和干燥风速对物料湿基水分质量分数影响不明显。
2、营养冲调粥双螺杆挤压膨化加水量对挤压膨化和流化床干燥后物料粒径的影响
营养冲调粥物料的粒径大小同双螺杆挤压膨化过程中加水量有关。在流化床干燥过程中物料的粒径大小变化可以忽略不计。
3、单因素对干燥特性的影响
加水量对营养冲调粥失水特性的影响
物料的湿基水分质量分数过高，所需干燥的时间过长，造成过多能耗损失，故挤压膨化过程中物料加水量为16%～20%较好。营养冲调粥流化床干燥同传统干燥规律一致，可分为3 个阶段：加速、恒速及降速阶段。物料挤压膨化时加水量越大，流化床干燥加速阶段时间越短，进入恒速阶段所需的时间越少。干燥速率随着物料挤压膨化时加水量增大而增大。
进风温度对营养冲调粥失水特性的影响
进风温度越高，流化床内部升温时间越长，持续保持温度的耗能越大，对物料的品质也有一定的影响；而进风温度过低、干燥周期过长不利于加工生产。所以干燥过程中干燥温度采用50～70 ℃左右较好。进风温度越高，加热阶段干燥速率越大，恒速阶段转为降速阶段越快，原因是进风温度越高有利于加快干燥过程的传热和传质，提高物料表面水分蒸发的速率，从而缩短干燥时间。
干燥风速对对营养冲调粥失水特性的影响
随着干燥风速的增大，物料干燥曲线的斜率越大，干燥速率越大，这说明干燥风速越大，物料表面的对流传质越明显，加快了气体带走水分的速率，增大了有效水分扩散系数。在干燥后期，曲线趋于平缓，这是因为物料水分不断减少，内部水分扩散速度与表面水分气化速度达到平衡后，干燥速率随着干燥风速的变化而变化的效果明显降低，所以风速的变化对物料干燥前期的影响较为明显，而对干燥后期的影响不明显。最长干燥时间为105 min到达干燥终点。干燥风速过低时，物料干燥速率变化不明显。干燥风速越高，物料干燥速率变化越明显。
4、干燥动力学模型选择
目前，常用的农副产品流化床干燥的数学模型有：单项扩散模型（式（6））、Lewis模型（式（7））、Page模型（式（8））。
式中：a、K、N为模型参数。Lewis模型是单项扩散模型和Page模型的特殊形式，所以采用单项扩散模型和Page模型来模拟营养冲调粥的干燥过程，因此，将公式（6）、（7）转化为线性模型，可得式（9）、（10）。
5、模型参数的确定
营养冲调粥干燥过程中，在ln MR-t坐标系中相关系数在0.963 03～0.980 38区间变化，在ln（－ln MR）-ln t坐标系中相关系数在0.998 57～0.999 82区间变化。根据相关系数r得到，实验数据在ln MR-t和ln（－ln MR）-ln t两个坐标系中均有良好的线性关系。对相关系数r进行比较可知，在ln（－ln MR）-ln t坐标系中实验数据的线性拟合程度更好，而ln（－ln MR）-ln t是由Page模型转化而成，所以Page模型在本实验中更适合描述营养冲调粥干燥过程。
6、模型的统计验证
模型方差分析中，F＝4 126.205（P＜0.000 1），模型的决定系数R2＝0.982 35，表明拟合效果好。因此，可将该拟合方程作为营养冲调粥的数学模型，利用此模型可以较为准确地预测在不同干燥条件下，营养冲调粥流化床干燥过程中干基水分质量分数和干燥速率。
7、动力学模型的验证
为了进一步验证拟合方程的拟合准确度，任意选取一组实验条件进行验证，实验条件为：加水量20%、进风温度60 ℃、干燥风速8 m/s。通过Page方程的拟合方程在上述条件下进行预测，对该组实验数据和预测数据进行比较。两条曲线基本一致，表明该拟合方程可以较好地反映营养冲调粥流化床干燥的规律，可达到准确预测的目的。
结 论
利用上述实验结果，可以较好地预测不同时刻营养冲调粥流化床干燥过程中的干燥速率和含水量的变化，为营养冲调粥流化床干燥工艺提供理论依据。
