玛咖真空远红外干燥特性及品质特征研究

实验采取真空远红外干燥技术对玛咖进行脱水处理,以提升其干制品品质,研究了不同干燥条件对玛咖真空远红外干燥特性及品质特征的影响;采用逐步回归分析构建了玛咖干制品的品质与干燥条件之间的数学模型。结果表明:降低干燥压强、提升辐射板温度均能降低干燥耗时,加快干燥速率,且红外辐射板温度对干燥速率的影响更为显著(P0.05);降低红外辐射板温度和增加干燥压强均能提升玛咖干制品品质,但红外辐射板温度对品质特征影响更显著(P0.05);Weibull分布函数能够准确描述(R~20.99)玛咖真空远红外干燥过程中水分比随时间的变化规律,不同干燥条件下玛咖真空远红外干燥Weibull分布函数的形状参数均小于1,整个干燥过程为降速干燥,主要受物料内部水分扩散的影响;玛咖真空远红外干燥有效水分扩散系数在(2.3684×10~(-12)~3.7283×10~(-12))m~2/s之间,且受辐射板温度影响更明显;逐步回归分析能够准确构建(R~20.99)玛咖干制品品质与干燥条件之间的数学模型。     

低频超声介入对玛咖切片冷风干燥特性及品质的影响

冷风干燥能够得到高质量的产品,但其干燥时间长,干燥效率低。为提升玛咖切片冷风干燥效率,将低频超声介入至玛咖切片冷风干燥过程中。研究超声功率和冷风干燥温度对玛咖冷风干燥特性、产品色差、复水比和玛咖酰胺含量的影响,并通过逐步回归分析法得到各指标与干燥参数间的数学模型。试验采用Weibull分布函数对干燥过程进行拟合,以表征低频超声介入下玛咖冷风干燥动力学。结果表明,随着超声功率和干燥温度的提升,玛咖干燥耗时不断降低;Weibull分布函数能够表征超声介入下的玛咖冷风干燥动力学,整个干燥过程处于降速干燥阶段;玛咖低频超声联合冷风干燥的有效水分扩散系数在5.15×10~(-10) m~2/s～9.52×110~(-10) m~2/s;低频超声的介入能够提升干制品品质。低频超声能够作为一种有效的手段介入到玛咖冷风干燥过程中,从而提升干燥效率和产品品质。     

魔芋真空干燥特性及动力学模型的建立

为了实现魔芋的规模化真空干燥,缩短干燥时间,提高脱水制品的品质,降低生产能耗和成本。该文采用真空干燥技术将其干燥至安全含水率15%,选取温度(50、60、70℃)和真空度(0.04、0.05、0.06 MPa)为试验因素进行研究,考察了温度和真空度对魔芋切片干燥水分比MR和干燥速率DR的影响、水分扩散系数以及干燥活化能。利用6种常见食品干燥数学模型对实验数据进行非线性拟合,通过比较评价决定系数R~2、卡方χ~2、和标准误差eRMSE以及平均相对误差E得到较优模型模型并与BP神经网络模型进行对比检验。结果表明,魔芋切片真空干燥是内部水分扩散控制的降速干燥过程;魔芋真空干燥最佳动力学模型为BP神经网络模型,模型平均相对误差E为1.32%;在不同干燥条件下对魔芋有效扩散系数Deff和活化能Ea进行求解表明,有效水分扩散系数Deff与真空度和温度成正比,平均干燥活化能E_a为28.96 k J/mol。     

板栗片微波真空干燥的动力学模型及品质分析

为获得干燥速率快、品质高的板栗制品,以新鲜板栗为原料对其进行微波真空干燥处理。研究了板栗片在不同真空度、微波功率条件下的微波真空干燥特性。根据试验数据建立板栗微波真空干燥的水分比与干燥时间关系的动力学模型,对模型进行拟合检验,同时对不同干燥条件的板栗品质进行评价。结果表明:微波强度和真空度均对干燥时间有显著影响,功率越大,真空度越高,干燥速率越快。在试验范围内水分有效扩散系数随着真空度升高而升高,随着微波功率的升高而升高,而且功率对板栗水分有效扩散系数的影响比真空度更显著。利用Fick第二定律求出其范围为3.5462×10^-9~2.128×10^-8m^2/s。通过对板栗干燥动力学数学模型拟合发现,Page模型对板栗片干燥过程的拟合性最好,模型的预测值与实验值吻合性好,可以用来描述和预测板栗的微波真空干燥过程。在真空度-20 kPa、微波功率3 kW干燥条件下,板栗片的亮度L*值最大为71.77且板栗片的质地最优,与其他干燥条件下有显著差异(p<0.05),。该研究为微波真空干燥技术应用于板栗的干燥提供了技术依据。     

黄秋葵冷风干燥动力学及品质数学模型研究

将冷风干燥技术应用于黄秋葵脱水处理中,研究不同干燥条件对黄秋葵干燥及品质特征的影响;在Weibull分布函数的基础上对黄秋葵冷风干燥曲线进行拟合以表征黄秋葵冷风干燥动力学行为;利用Fick第二扩散定律对黄秋葵冷风干燥有效水分扩散系数进行计算;通过逐步回归分析构建黄秋葵干制品品质与干燥条件之间的数学模型;以干燥特性和品质指标为依据,对整个干燥过程进行加权综合评价。结果表明:随着进口风速和干燥温度的增加黄秋葵冷风干燥耗时明显降低,且干燥温度对干燥耗时的影响更为显著(P0.05);黄秋葵冷风干燥有效水分扩散系数在1.953 1×10~(-12) m~2/s~4.9685×10~(-12) m~2/s之间,且干燥温度对其影响更为显著(P0.05);干燥温度对黄秋葵冷风干燥干燥能耗及产品品质影响更为显著(P0.05);Weibull分布函数能够准确描述(R20.99)黄秋葵冷风干燥过程;通过加权综合评分发现在试验选定范围下最适合应用于黄秋葵冷风干燥加工中的冷风干燥条件为:30℃的干燥温度和1.5 m/s的进口风速。     

黄芪切片热风干燥特性及动力学模型研究

分别研究热风温度(40,50,60℃)、风速(0.4,0.8,1.2m/s)和切片厚度(3,6,9mm)对黄芪切片热风干燥曲线、有效水分扩散系数、复水比和色差的影响,利用Weibull分布函数对试验数据进行拟合,并计算黄芪切片热风干燥活化能。结果表明:黄芪切片热风干燥属于降速干燥过程,热风温度和切片厚度对干燥时间影响较大,干燥过程服从Weibull分布函数(R~2=0.995 1~0.999 2);有效水分扩散系数为0.321×10~(-7)~1.178×10~(-7) m~2/s,热风温度和切片厚度对其影响较大,呈正相关性;干燥活化能为56.49kJ/mol,说明干燥操作较易实现;黄芪切片干制品复水比为2.02~2.43,随热风温度的升高而减小,随切片厚度的增加而增大;色差为1.96~7.01,随热风温度和风速的增加而增大,随切片厚度的增加而减小。     

基于Weibull分布函数的花椒真空干燥动力学特性

为了缩短花椒真空干燥时间,提高其干制品品质,降低能耗,选取真空度V(0.02、0.04、0.06MPa)和干燥温度T(50、60、70℃)进行全面试验。对花椒尺度参数α、形状参数β、有效扩散系数D_(eff)及几何参数R_g进行研究,利用Weibull分布函数对数据进行拟合,计算花椒真空干燥平均干燥活化能E_a,通过加权评分法对各干燥条件下干制品品质进行综合评价。研究表明,干燥温度(T)和真空度(V)与干燥时间均呈正相关性;花椒形状参数β值为1.336 9~1.613 2,接近于1,即干燥特性曲线严格服从指数分布;有效水分扩散系数D_(eff)值为0.715×10~(-8)-2.244×10~(-8)m~2/s,不同干燥条件下,几何参数R_g值均接近于1,即估算有效系数D_(cal)与试验所得有效扩散系数D_(eff)非常接近,有效水分扩散系数线性拟合方程拟合度较高。对花椒真空干燥活化能Ea求解,其值为24.36 k J/mol,易于干燥;花椒色泽受温度影响较大,温度越低所得△E*值越小,即色泽变化越小,破壳率μ与干燥温度和真空度均呈正相关性。     

渗透-中短波红外联合干燥对猕猴桃切片干燥特性及动力学模型的影响

采用不同含量果葡糖浆与不同中短波红外干燥温度进行联合干燥,研究不同条件下猕猴桃切片的干燥特性、有效水分扩散系数,建立渗透与中短波红外联合干燥动力学数学模型。试验结果表明:猕猴桃切片的渗透-中短波红外联合干燥的过程属于降速干燥,有2个阶段的降速过程,二者的水分转换范围为0.300~0.900(d.b)。在试验条件下,水分有效扩散系数在1.08×10-10~2.38×10-9m2/s范围内变化。所用6个模型均能较好地描述猕猴桃切片联合干燥过程中的水分变化规律,其中"Two-term"模型对整个过程的拟合性最好,其R2的均值达0.99958,χ2和RSME的均值分别为3.90000×10-5,5.01000×10-4。     

怀山药微波冻干过程的水分扩散特性及干燥模型

为探究怀山药干燥过程中的水分扩散特性,以怀山药为原料,使用微波真空冷冻干燥技术进行干燥,同时采用低场核磁共振的横向弛豫时间（T2）反演谱分析怀山药切片在干燥过程中内部水分的变化,并结合有效水分扩散系数、水分含量、干燥速率的变化规律对微波真空冷冻干燥过程中怀山药的内部水分扩散特性进行分析。结果表明：干燥过程中水分由自由度高向自由度低的方向迁移;不同微波功率（1.5～4.4 W）下怀山药干燥过程的有效水分扩散系数变化范围在1.129×10－9～5.439×10－9 m2/s之间,随着微波功率的增大,有效水分扩散系数升高,水分扩散迁移的速度增大,非结合水向结合水方向转化逐渐增多。采用Page、Newton等模型与实验数据进行拟合,结果表明Page拟合度较高,R2大于0.99,可以较好地对怀山药微波真空冷冻干燥过程进行预测和控制。本实验为怀山药干燥过程的水分实时监测及实现精准干燥提供了理论依据。     

猕猴桃切片流化床干燥特性与干燥动力学模型研究

为了提高猕猴桃切片制干品质、缩短干燥时间,采用流化床干燥技术对其进行干燥,研究温度(55,65,75,85℃)、风速(1.5,2.5,3.5,4.5m/s)和厚度(5,10,15mm)对猕猴桃切片热风干燥曲线、水分有效扩散系数以及干燥活化能的影响.结果表明:猕猴桃切片的整个干燥过程属于降速干燥,水分有效扩散系数为1.2...     

热风、微波及其联合干燥对蒜片品质的影响

为研究热风、微波及其联合干燥对蒜片品质的影响,以大蒜片为原料,以干燥速率、硫代亚磺酸酯含量、感官评分、色泽L值、复水比和综合得分为指标,比较不同热风温度和微波功率对蒜片干燥特性和品质的影响,并以热风温度、转换点干基含水量、微波功率为实验因素,设计L₉(3³)正交实验对热风微波联合干燥蒜片的工艺条件进行优化。结果表明:60 ℃热风干燥和550 W微波干燥所得蒜片干品的综合得分较高,分别为83.64和80.74分。热风温度和微波功率对联合干燥蒜片的综合得分影响极显著(p<0.01);转换点干基含水量对综合得分影响显著(p<0.05)。热风微波联合干燥蒜片的最佳工艺条件为前期热风65 ℃干燥至转换点干基含水量1.00 g/g,后期采用功率550 W微波干燥至干基含水量0.18 g/g。在此条件下,联合干燥制备脱水蒜片的干燥速率最快,硫代亚磺酸酯含量最高为1.7739 mmol/100 g,综合得分最高为92.21分,感官品质较好。因此,热风微波联合干燥技术是适合蒜片干燥的较好方法。     

胡萝卜片微波真空干燥动力学数值拟合

为了探索微波功率密度对产品微波真空干燥(MVD)的影响,本文在干燥特性的基础上,进行了胡萝卜微波真空干燥动力学方程的数值模拟,然后利用遗传算法进行胡萝卜多功率组合的微波真空干燥优化研究。结果表明,单一微波功率密度干燥下,微波功率密度越大,胡萝卜片干燥速率越大,干燥时间越短,产品越易焦糊;在4种常见的薄层干燥及其延伸模型的数值拟合对比研究中,发现基于wang延伸模型1(即MR=aexp(-ktⁿ)+c)能很好的表征不同功率密度下胡萝卜片微波真空干燥过程的脱水情况。进一步以三条(分别为20、5和0.6 W/g)不同微波功率密度下的胡萝卜干燥动力学方程为对象,通过遗传算法优化并获得了多功率密度连续微波真空干燥组合工艺参数;经验证,该工艺加工的胡萝卜片干基水分含量(0.078±0.005)g/g,没有焦糊;相比0.6 W/g单一微波功率的干燥结果,不但产品减少了收缩和焦糊现象,而且干燥效率提高了4.77倍。采用计算机遗传算法可以达到优化多功率组合的微波真空干燥加工工艺的目的,减少实验工作量,还可以获得计算机数值模拟模型,为实现微波干燥加工过程信息化提供技术支撑。     

板栗微波真空干燥特性及干燥工艺研究

研究微波真空干燥方式下,微波强度、腔体压力等参数对板栗干燥过程中质热传递的影响规律。采用Box-Behnken中心组合试验设计,以水分含量和白度值为评价指标,确定板栗微波真空干燥过程中微波功率、压力、干燥时间的最适工艺参数。结果显示:板栗微波真空干燥过程主要为加速和降速阶段,恒速阶段持续时间较短。微波功率和真空度均对干燥时间有显著影响,功率越大,真空度越高,干燥速率越快,干基含水率和水分比都随着干燥时间的延长而逐渐下降。由回归模型得出板栗微波真空干燥的最佳工艺参数为时间12min,压力-56kPa,功率3kW。微波真空干燥的微波功率、腔体压力、干燥时间均对板栗品质有影响,以模型得出的干燥参数进行干燥,可保证板栗干燥后的品质,且干燥效率高、能耗低。     

马铃薯片间歇微波真空干燥工艺优化

针对微波真空干燥马铃薯片易产生焦糊的问题,采用间歇式微波真空干燥工艺,运用图像处理中RGB模型表示干燥后马铃薯片色泽的变化情况,以干制品焦糊程度和图像的RGB强度为主要指标,分析间歇方式、微波功率、切片厚度和真空度对马铃薯片微波干燥品质的影响。结果表明,间歇干燥的方式有利于减少微波干燥焦糊现象,RGB强度越大,焦糊越少,色泽越好,最佳干燥工艺为:微波加热60 s、间歇60 s、微波功率300 W、切片厚度3 mm和真空度0.08 MPa。试验结果可为马铃薯片间歇微波真空干燥过程焦糊分析、工艺参数优化和在线检测提供参考。     

平菇微波-真空冷冻联合干燥工艺优化及其品质分析

为得到平菇最优干燥工艺,提高其干燥制品品质,本试验利用设计专家(Design-expert)软件的Box-Benhnken design(BBD)方法设计,分别采用单因素和响应面试验方法,分析探讨微波功率、转换点含水率和真空冷冻干燥时间三个因素对产品干基含水率、干燥速率、复水比和感官得分的影响。根据试验数据得出4个指标的二次回归模型,并对其进行响应面分析,得出优化后的平菇干燥工艺,最后对最优工艺条件下的平菇干制品营养成分(蛋白质、粗脂肪和总糖含量)进行测定。平菇最佳微波-真空冷冻联合干燥工艺为:微波功率300 W、转换点含水率37%、真空冷冻干燥时间11 h,在该条件下得到的平菇干制品具有色泽良好、品质极佳、营养成分保留较高等优点,以上工艺条件可为平菇干制品的工业化生产提供一定的理论依据和指导。     

莲子微波真空干燥特性及动力学模型的研究

为探究莲子微波真空干燥过程中水分变化规律,本文以新鲜莲子为对象,考察不同微波强度和真空度对莲子微波真空干燥特性的影响,在此基础上构建其干燥动力学模型。结果表明,莲子微波真空干燥过程为降速干燥阶段,微波强度和真空度对莲子干燥速率和干燥时间影响均显著(p<0.05)。随着微波强度和真空度的增大,莲子干燥速率增加,干燥时间缩短。经6种干燥模型非线性回归拟合发现,Tian模型R2最高,RMSE、SSE及χ2最小,该模型能较好地描述和预测莲子微波真空干燥过程中水分变化规律。      

罗非鱼片渗透-真空微波干燥特性及动力学模型

为了解渗透后罗非鱼片在真空微波干燥过程中的干燥特性,以干基含水率和干燥速率为指标,研究了不同微波间歇比（R）、功率密度和真空度条件对鱼片干燥特性的影响,并建立渗透-真空微波干燥动力学模型。结果表明,微波间歇比、功率密度和真空度对罗非鱼片干燥特性均有较大影响,随着功率密度和真空度的升高,干燥速率增加,在一定范围内（R小于3）,适当提高间歇比可加快干燥过程。不同条件下的干燥过程均分为升速和降速两个阶段,但升速期很短,主要以降速为主。根据数据建立动力学模型,发现Midilli方程拟合效果良好（R²=0.9873）,适合于描述罗非鱼片渗透-真空微波干燥过程。该研究结果为罗非鱼的加工与生产提供新依据和新思路。      

番木瓜片热风微波耦合干燥条件及干燥模型建立

为研究番木瓜片采用热风微波耦合干燥的干燥特性和最优工艺组合,选用自制热风微波耦合干燥系统进行实验,得出热风微波耦合干燥曲线、干燥速率曲线及最优工艺组合,并建立干燥模型。结果表明:番木瓜片热风微波耦合干燥速率经历一个短暂的加速期后较长时间处于降速期;番木瓜片热风微波耦合干燥综合效果最优的组合为:热风温度60℃、微波功率密度5.5 W/g、热风风速0.5 m/s,其中微波功率密度对干燥综合效果的影响起主导作用;番木瓜片热风微波耦合干燥动力学模型可用Page方程描述,即M_R=exp(-0.0011T-0.0069P_D+0.073t(^{0.0015T2-0.1993T+7.9642});番木瓜片热风微波耦合干燥有效水分扩散系数介于2.533×10^-96.0792×10^-9m²/s之间,且有效水分扩散模型为:10^-10D_eff=0.507T+6.72P_D+10.1v-32。      

Assessment of convection,hot‐air combined with microwave‐vacuum and freeze‐drying methods for mushrooms with regard to product quality

Combined drying of hot air and microwave‐vacuum has been proposed as an alternative method to improve the quality of dried mushrooms, especially the structural and textural properties. In the present study, the effect of different drying methods namely, convective hot‐air drying, hot air combined with microwave‐vacuum drying and freeze‐drying on qualitative attributes of pretreated mushrooms was investigated. The quality assessment was based on colour, texture, density, porosity and rehydration characteristics of the dried mushrooms. Combined drying of hot air and microwave‐vacuum resulted in a dried product of superior quality when compared to the slices dried completely by conventional hot air, exhibiting lower overall colour variation, higher porosity, greater rehydration ratio and softer texture. In a dry state, mushrooms with a puffy structure and unique crispy texture were created by the combined drying method, which might be considered as important characteristics for developing nonfat snack‐type food products.