食品の乾燥過程は, 水分移動と熱移動が同時に起こり, さらに水分移動によって食品自体の収縮や変形が起こる.この収縮現象の研究は乾燥装置の設計に対して重要であり, 近年構造物解析で発展してきた応力解析の手法を取り入れて理論解析が行われている.しかし, 食品の応力解析に必要な乾燥時の収縮特性や機械特性に関するデータは非常に少なく正確な解析ができないのが現状である.そこで本研究では, 馬鈴薯を用いて乾燥途中の収縮特性および機械特性を測定した. まず, 水分移動方向と収縮率の関係を求めるために, Fig.1に示す薄い円盤状の試料を作成し, 乾燥途中の中心部分に描かれた円の大きさ及び厚さを測定した.同様に細い棒状の試料を作成し, 乾燥途中の試料側面に描かれた二本の平行線の間隔及び直径を測定した.これらの測定値から収縮率を求めた.水分の主な移動方向は, 一次元的, すなわち, 円盤状のサンプルは軸方向, 棒状のサンプルは半径方向と考えられる.測定結果は円盤状のサンプルフ場合は軸方向の収縮率が, 逆に棒状のサンプルの場合は半径方向の収縮率が大きくなった. 軸方向および半径方向の収縮率の測定と同時に体積収縮率の測定を直接測定法と浮力測定法を用いて行った.両測定法で得られた値に大きいな差はなく, 水分含量との関係式として次式を得た. S_v =0.8735 M/M₀ +0.1265 また, 体積収縮 S_v 方向収縮率 S_z および S_r の関係式として以下の式を得た. 薄い円盤状サンプルの場合 S_z=S_v ^0.64 S_r=S_θ=S_v ^0.18 細い棒状サンプルの場合 S_z=S_v ^0.198 S_r=S_θ=S_v ^0.401 以上の結果から, 水分移動の方向と収縮率は関係し, 薄い円筒形の場合は軸方向, 細い棒状の場合は半径方向の収縮率が大きいことが分かる.すなわち, 水分移動方向と同じ方向の収縮率は直角方向のものよりも大きいことを示す.次に, 以下のように乾燥途中の力学的特性を測定した.円筒形に成形した馬鈴薯を所定時間乾燥し, 水分含量 ( M kg/kg d.b) を測定するとともに, 材料試験機を用いてヤング率 E および降伏応力σ _c を測定した.結果を以下に示す. E =9.68×10⁶exp (-0.384 M ) at: M >1.2 E =4.797×10⁷exp (-1.703 M ) at: M ≦1.2 σ_c =1.46×10⁶exp (-0.179 M ) at: M >0.85 σ_c =3.327×10⁷exp (-3.70M) at: M ≦0.85 これらの式は水分含量の減少とともに, ヤング率が大きくなる, すなわち馬鈴薯は固くなり, 降伏応力も指数的に大きくなることを示す.