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我国是脱水果蔬生产、出口的大国,出口总量占世界脱水果蔬贸易总额的40%。但是传统的干燥工艺能耗较高、质量差,导致国际竞争能力下降。联合干燥是指根据物料的特性,将2种或2种以上的干燥方式优势互补,分阶段进行的一种复合干燥技术。本论文以雪莲果为原料,研究其热泵-微波联合干燥工艺,以期为雪莲果“优质、低能耗、高效”干燥技术提供理论参考和实践参考。主要研究内容和结论分述如下:1.研究了样品厚度、装料量、干燥温度、风速和旁通比对雪莲果热泵干燥特性及质量变化的影响,确定了各单因素最适范围或最适值。结果表明,雪莲果干燥速率随着样品厚度和装料量的增加而降低;随着干燥温度和风速的升高而增加。雪莲果热泵干燥过程绝大部分以降速干燥为主伴随相对较短时间的恒速干燥,而有些干燥速率曲线只存在降速干燥阶段。旁通比对雪莲果热泵干燥进程影响不显著。其中,切片厚度、装料量、温度对单位能耗除湿率有显著影响,对色泽差异、收缩率、复水率无显著影响,风速和旁通比对各指标均无显著影响。综合考虑,雪莲果热泵干燥最适参数范围为:样品厚度2-4 mm、装料量1-2kg/m2、干燥温度25-35℃、风速1.5-2.0 m/s。采用8种常见的数学模型拟合试验数据,得到适合描述雪莲果热泵干燥特性的数学模型为Midilli模型。通过菲克扩散模型和阿伦尼乌斯公式,得到雪莲果热泵干燥过程中水分扩散系数和活化能的变化。结果表明,有效水分扩散系数随着温度的升高而增大,其值范围为1.092×10-7.388×10-7m2/s,雪莲果热泵干燥的活化能为30.00 kJ/mol。2.以热泵干燥温度、风速、转换点含水率、微波质量比功率为因素,以干燥速率(DR)、单位能耗除湿量(SMER)、色泽变化(△E、复水比(RR)、收缩率(SR)为指标,采用二次回归正交旋转组合试验设计建立雪莲果热泵-微波联合干燥过程中各响应值(DR、SMER、△E、RR和SR)与各因素间的回归方程,并通过评价函数法确定雪莲果热泵-微波联合干燥的最优工艺参数。结果表明,影响DR的主次顺序依次为温度、风速、转换点含水率(均极显著)、微波质量比功率;影响SMER的主次顺序依次为温度、风速(均极显著)、转换点含水率、微波质量比功率;影响一△E的主次顺序依次为风速(极显著)、温度(显著)、转换点含水率、微波质量比功率。而SR和SR与各因素间的关联度较低。通过对热泵-微波联合干燥工艺参数的优化和试验验证,得到雪莲果联合干燥的最适工艺参数组合为热泵干燥温度42.7℃,风速1.69m/s,转换点含水率50%,微波质量比功率2W/g。在此组合参数条件下,对应的响应值分别为DR 0.262 kgH2o/kg(d.b.)·h、SMER 0.222 kg/kW-h、△E23.59。3.采用静态重量法研究了热泵-微波联合干燥雪莲果在温度25℃下的吸附等温线,采用GAB模型拟合试验数据,得到了雪莲果片的水分吸附特性和单分子层含水率。采用差示扫描量热法(DSC)测定雪莲果的玻璃化转变温度(Tg)和冻结点(TF),分别采用Gordon-Taylor方程和Clausius-Clapeyron方程拟合Tg和TF数据,从而得到热泵-微波联合干燥雪莲果的状态图;根据对状态图的理解,采用Williams-Landel-Ferry(WLF)方程对雪莲果干制品的货架期预测模型。结果表明,雪莲果的平衡含水率(EMC)随着aw的增加而增加;aw一定时,EMC随着温度的升高而降低。雪莲果的GAB单分子层含水率为7.95g/100g(d.b.)。雪莲果Tg随着含水率的增加而降低,而TF随着固形物的增加而降低。雪莲果含水率由0.030增至0.324(g/g,w.b.)时,对应的Tgm从3.2降低至-73.3℃;而雪莲果固形物含量由0.288增加至0.629g/g时,其TF则由-4.8降低至-21.5℃。根据雪莲果的状态图,可以得到雪莲果最大冷冻浓缩状态时的溶质浓度为0.706g/g(w.b.),此时Tm’为-28.6℃,最大冷冻浓缩溶液的玻璃化转变温度(Tg’)为-66.6℃。雪莲果最适贮藏条件及货架期模型可由WLF方程预测,WLF表达式如下:式中,Tg为玻璃化转变温度,T为贮藏温度;τg为玻璃化转变时的时间常量,τg=20年;τ为温度T时的时间常量;C1和C2为常数,C1=20,C2=155。基于aw保藏理论和玻璃化转变理论,探讨二者的联系及其与雪莲果贮藏稳定性的关系。结果表明,基于aW保藏理论,对Tg的预测值会低于安全贮藏温度;同样地,基于玻璃化转变理论,对aW的预测也会低于其安全aw值(即单分子层水分所对应的aw)。因此,二者在预测食品贮藏稳定性上有一定的差异。