双孢菇微波膨化工艺的优化

为了确定适宜的双孢菇膨化干燥工艺,在单因素的基础上,采用Box-Behnken中心组合响应面设计,对双孢菇膨化工艺进行了优化,分析了初始含水量(X1),切片厚度(X2),微波功率(X3)3因素作为输入变量,对膨化度(Y1)、感官得分(Y2)指标的影响。根据试验数据推论出描述这2个指标的二次回归模型,并进行了响应面分析,得出了双孢菇优化膨化工艺。结果表明:在微波功率为540 W、双孢菇片厚度为8 mm、双孢菇初始含水率为38%的条件下,膨化率达到195%,感官指标为9.5。     

基于模糊综合评判的双孢菇微波膨化工艺优化

为了确定最佳的双孢菇膨化干燥工艺,在单因素的基础上,采用Box-Behnken中心组合响应面设计,分析了初始含水量(X1),切片厚度(X2),微波功率(X3)3因素作为输入变量,应用模糊综合评判法对工艺参数进行多目标综合优化,即同时兼顾膨化度(Y1)、硬度(Y2)、脆度(Y3)、感官得分(Y4)、咀嚼度(Y5)等指标的最佳工艺参数。结果表明:在微波功率为360 W、双孢菇片厚度为10 mm,双孢菇初始含水率为36.6%的条件下,达到了膨化度206%,硬度2.72 N,脆度2.46 N,感官指标9.5,咀嚼性0.56 mJ,其综合评判指标为0.989 4的较好效果。     

双孢菇远红外干燥过程中内部水分的变化规律

利用低场核磁共振技术分析远红外干燥双孢菇内部水分分布及变化规律,研究在50、60、70 ℃条件下,切片厚度为3、5、7 mm双孢菇切片干燥过程中内部水分变化。结果表明：双孢菇中主要存在自由水、弱结合水和结合水3 种状态水,其中切片厚度为3、5、7 mm双孢菇片自由水含量（M23值）分别为9 048.26、12 038.71、17 532.27,在3 种状态水中所占比例最大。在相同干燥温度条件下,切片厚度为3 mm的双孢菇自由水和弱结合水去除所需的时间最短;随着干燥温度的升高,3、5、7 mm双孢菇片中自由水和弱结合水含量逐渐降低。3 种切片厚度的双孢菇在不同温度干燥过程中结合水含量无明显下降趋势,说明干燥过程中脱去的主要是自由水和部分弱结合水,结合水基本不会去除,因此结合水含量对双孢菇远红外干燥效果无明显影响。     

真空低温干燥工艺参数对红枣切片品质的影响

为了提高红枣切片的干燥效率、干燥质量,试验以红枣切片为研究对象,以干制品的干燥时间、复水率和维生素C含量为指标,先对其进行单因素试验,而后再此基础上,通过3因素3水平二次回归正交试验,研究了干燥温度、真空度和物料厚度对红枣切片干燥特性的影响。结果表明,在真空度0.94 MPa、切片厚度4 mm、干燥温度60℃的条件下,可得到质量较好的真空低温干燥红枣切片干制品,由此确定了真空低温干燥红枣切片较优的工艺参数条件。     

杏鲍菇热风-微波真空联合干燥工艺参数优化

利用不同组合的热风-微波真空联合干燥对杏鲍菇做单因素试验,并与热风干燥和微波真空干燥比较;以热风温度(X1)、转换含水率(X2)、微波功率(X3)为试验因素,色差(Y1)、复水比(Y2)、氨基酸(Y3)、能耗(Y4)为试验指标,采用Box-Behnken中心组合设计做优化试验;通过线性加权法,求出联合干燥的综合优化工艺。结果表明,联合干燥产品品质最好,色差和复水性比微波真空干燥好,氨基酸破坏小,能耗比热风干燥节省。优化试验结果是:微波功率和热风温度对色差和复水比影响极显著,在热风温度60~64℃,微波功率2~3 kW区间获得较好的复水比和色差;微波功率和转换含水率对产品氨基酸影响极显著,转换含水率47%~60%,微波功率1.7~3 kW,产品中氨基酸保持好;热风温度和转换含水率对能耗的影响极显著,热风干燥时间长,能耗高。高品质、低能耗的联合干燥工艺最佳参数组合是:热风温度73.55℃、转换含水率60%、微波功率2.65 kW。     

节能型香蕉片热风干燥装置的设计与试验

结合热风干燥的特点,设计了一种节能型香蕉片热风干燥装置。以香蕉片为原料,进行热风干燥试验研究,主要分析香蕉片在不同热风干燥温度与不同切割厚度条件下含水率与复水率的变化规律,并结合感官评价得分得出香蕉片在该干燥设备试验过程中获得最优品质所需干燥温度与切割厚度。结果表明:热风温度越高,切割厚度越薄,干燥速率越快。获得最优品质所需最佳热风温度为60℃,最佳切片厚度为5 mm。     

怀山药热泵干燥工艺研究

以复水率、多糖含量及感官评定为指标分别考察了风温、风速及切片厚度对热泵干燥怀山药干制品品质的影响;在单因素试验的基础上运用综合加权评分法进行正交试验,确定怀山药热泵干燥工艺较优工艺参数为:风温40℃、风速3.0 m/s、切片厚度5 mm。     

流化床干燥甘蓝的研究

采用流化床干燥甘蓝,考察空气流量、进气温度、甘蓝宽度3个因素对干制甘蓝的感官品质、复水比、干燥速率的影响,并进行正交试验分析。结果表明:影响干燥速率的主要因素是甘蓝宽度,其次是进气温度,最后是空气流量。得到较优的操作条件是:切片宽度为2 mm,干燥温度为60℃,风量为40.1 m3/h。与洞道干燥相比,流化干燥甘蓝制品中VC的损失量更大。     

香菇中短波红外干燥工艺优化

以香菇为原料,采用响应面法优化香菇中短波红外干燥工艺。在单因素试验基础上,根据Box-Behnken试验设计原理,选取干燥温度、切片厚度和辐照距离进行三因素三水平试验,分析干燥温度、切片厚度和辐照距离对香菇片色泽L、复水性、硬度、氨基酸及总糖含量的影响及因素间交互作用对指标的影响,并建立各指标的二次回归方程,确定中短波红外干燥香菇片的最佳工艺条件。结果表明：干燥温度是影响香菇干燥品质的主要因素,随着温度的升高香菇色泽L、复水比、硬度、氨基酸及总糖含量下降;其次是切片厚度,随着切片厚度增加香菇色泽L、复水比、总糖含量减少,而氨基酸含量先增后减。干燥香菇的最佳工艺条件为：干燥温度55 ℃、切片厚度4.5 mm、辐照距离120 mm。在此条件下得到香菇色泽L为58.56、复水比为5.32、硬度为495.63 g、氨基酸含量为818.12 mg/100 g、总糖含量为281.37 mg/g,与理论预测值无显著性差异。     

杏鲍菇干燥及其品质特性的研究

为探讨热风干燥工艺对杏鲍菇产品品质的影响,在不同干燥温度(55、60、65、70、75℃)下对不同厚度(2、3、4、5、6 mm)的杏鲍菇进行了干燥试验,以干燥后产品的复水率为指标,对干制杏鲍菇的品质进行了评价,同时对杏鲍菇干燥动力学模型进行了研究。结果表明:干燥杏鲍菇的最佳温度为65~70℃,切片厚度为4~5 mm,杏鲍菇干片的品质最佳,杏鲍菇干燥动力学特性符合two-term模型,上述参数可为杏鲍菇干制加工提供理论与实践依据。     

基于Weibull分布函数的双孢菇热泵干燥特性研究

为提升双孢菇干制品品质,采用热泵式冷风干燥对双孢菇进行脱水处理,以双孢菇热风干燥和冷冻干燥为参照实验,对不同热泵式冷风干燥条件下(进口风速、干燥温度)双孢菇的干燥耗时、干燥能耗、产品硬度以及产品白度进行研究;利用Weibull分布函数对双孢菇热泵式冷风干燥过程中的水分扩散机制进行分析;基于干燥效率指标和产品品质指标,采用加权综合评分法对双孢菇热泵式冷风干燥过程进行评价。实验表明:加快进口风速干燥耗时最小值比最大值降低9.09%,提升干燥温度干燥耗时最小值比最大值降低27.27%;干燥温度对双孢菇热泵式冷风干燥能耗、产品硬度和产品白度影响更为显著(p<0.05);Weibull分布函数能够准确描述(R2>0.99)双孢菇热泵式冷风干燥过程,不同干燥条件下双孢菇冷风干燥的形状参数均小于1,整个干燥主要受内部水分扩散控制;相对于冷冻干燥,双孢菇热泵式冷风干燥耗时及能耗分别降低了50%和26.35%;而相对于热风干燥,冷风干燥技术将双孢菇干制品的产品硬度降低13.44%,同时干制品产品白度提升了59.92%;实验操作条件范围,双孢菇冷风干燥最佳干燥条件为25 ℃干燥温度和2 m/s进口风速。结论:热泵式冷风干燥技术能够提升双孢菇干制品品质同时降低干燥耗时和能耗。     

番石榴热风干燥工艺优化及动力学研究

以番石榴为研究对象进行热风干燥动力学的试验研究,分别对不同温度、装载量、盐溶液以及热烫时间处理后的番石榴切片进行单因素热风干燥实验,并对干燥时间、干燥速率、色泽、复水比和单位能耗5个干燥指标进行测定和比较,获得影响显著的三个因素热风温度、热烫时间以及盐浓度,利用响应面分析法分析了其对干燥品质和单位能耗的综合影响,确定了最优的参数组合。在此基础上,用Newton模型,Page模型和Henderson and Pabis模型以及多项式进行拟合,建立干燥动力学方程,根据方程计算有效水分扩散系数来研究其内部水分扩散特性,并对模型进行验证。结果表明:番石榴最优工艺参数为:干燥温度90℃,热烫时间为1.99 min,食盐浓度为1.96%。验证试验结果为在最优条件下干燥速率最快,干燥时间为120 min,L*值较小,a*、b*值最小,复水比为5.82,单位能耗118.04 kJ/g。最佳数学模型为多项式,表达式为:Y=-0.0003x5+0.018x4-0.3944x3+3.2166x2-11.364x+99.921,R2为0.998。番石榴有效水分扩散系数为9.01×10-9 m2/s。该研究为番石榴热风干燥应用提供理论依据。     

莴苣微波喷动均匀干燥工艺

通过单因素实验和正交实验确定莴苣微波喷动干燥的最佳工艺参数,并将产品和热风、喷动、真空冷冻、真空微波干燥的产品进行比较,旨在发现微波喷动干燥的优势所在。产品的质量主要通过复水率、叶绿素质量分数、色泽、能耗、感官评定等方面来衡量。实验结果表明,莴苣最佳微波喷动干燥参数为干燥前期(10min),微波功率为300W,热风温度为68～78℃,喷动风速为8m/s;干燥后期(45min)微波功率为200W,热风温度为68～78℃,喷动风速为6m/s。检测结果表明,微波喷动干燥产品的复水性、叶绿素质量分数、色差值和感官评定均优于热风干燥、喷动干燥和真空微波干燥产品,复水性和叶绿素质量分数略低于真空冷冻干燥产品,微波喷动干燥在节约能耗方面有显著效果。     

辣椒渗透脱水处理及渗后热风干燥特性及品质分析

以脱水率、固形物获取率、脱水率与固形物获取率比值、有效水分扩散系数、活化能、VC保留率、辣度、复水比、复原率和感官评价为考察指标,通过渗透脱水实验、渗后热风干燥实验和复水实验,考察了辣椒的渗透脱水特性、渗后热风干燥特性、复水特性和品质。结果表明:随着渗透温度的升高或渗透液中食盐含量的增加,辣椒的脱水率和固形物获取率增大。对渗透后的辣椒样品进行热风干燥处理发现,热风温度是影响热风干燥的最主要因素,其次是风速。辣椒样品的有效水分扩散系数随着温度的升高而增大,在风速为1.8 m/s的条件下,直接热风干燥辣椒样品和渗后热风干燥辣椒样品的活化能分别为(53.25±1.08)k J/mol和(44.42±0.88)k J/mol。渗后热风干燥样品的有效水分扩散系数、VC保留率、辣度、复水比和复原率均高于直接热风干燥样品,渗后热风干燥样品的复水特性和品质更好。     

Modeling dehydration and rehydration of cooked soybeans subjected to combined microwave–hot-air drying

Pre-cooked soybeans were subjected to convective hot-air, microwave and combined microwave–hot-air dehydration. Three microwave levels (210, 300, 560 W) and three air temperatures (160, 180, 200 °C) were examined. Drying kinetics, rehydration kinetics and colour change were investigated relative to microwave level and air temperature. Combined microwave–hot-air drying decreased the drying time required when compared to drying with either hot-air or microwave energy alone. Predictive models were developed to describe dehydration and rehydration kinetics. Dehydration rate, rehydration rate and total colour change of rehydrated product generally increased with microwave level and air temperature. Within the studied range, optimal drying occurred for the lowest levels of both microwave and air temperature studied, i.e. microwave power = 210 W, air temperature = 160 °C.Industrial relevanceApplication of microwave energy simultaneously with convective hot-air drying to pre-cooked soybeans was up to four times faster when compared to convective drying alone, and up to twice as fast when compared to microwave drying alone. Rehydration time for soybeans subjected to combined microwave–hot-air drying was 50–60% less than for legumes subjected to either convective or microwave drying alone. Therefore, application of combined microwave–hot-air drying to pre-cooked soybeans resulted in significant saving in process time, while also producing a dehydrated product with fast rehydration properties.     

3 种预处理方式对双孢菇干制品品质的影响

研究漂烫、超声漂烫、常温超声3 种预处理方式在远红外干燥条件下对双孢菇干制品硬度、脆度、色泽、VC含量和微观结构的影响。结果表明：常温超声预处理的双孢菇干燥时间缩短,与未处理产品相比,其硬度值明显下降、脆度值显著提高。同时常温超声预处理显著提高了双孢菇干制品复水比、降低了收缩率。超声漂烫和漂烫两种预处理方式因存在高温作用,使双孢菇细胞结构遭到严重破坏,导致双孢菇干制品色泽变化明显、复水比降低、收缩率提高且VC含量降低。因此采用常温超声作为预处理方式可以提高双孢菇干制品的品质。     

超声辅助热风干燥柠檬片的动力学研究及其维生素C含量的变化

采用超声波预处理柠檬片,以干基含水量、干燥速率、复水率、维生素C含量为主要指标,研究超声处理时间对柠檬片干制的影响。结果表明:超声波预处理后热风干燥柠檬片的干燥速率增加,干燥所需时间至少缩短20%,热风干燥阶段耗能量明显降低;试验范围内的探针式超声处理时间越短,干燥速率越大,而一定范围内的水浴式超声预处理时间越长,干燥速率越大。超声波预处理不仅能降低柠檬片热风干燥时维生素C的损失,而且对干制品的复水率也有较好的改善效果。探针式超声波预处理时间越长,维生素C损失越大,复水比降低,应用中需选择较短时间的预处理;随着水浴式超声波预处理时间的延长,干制柠檬片中维生素C含量呈平缓下降的趋势,复水比逐渐增大,而超声预处理时间延长至11 min后,变化不明显(P<0.05)。探针式超声波预处理3 min、热风干燥160 min的柠檬片中维生素C的含量为32.93 mg/100 g,复水比4.61±0.08;水浴式超声波预处理11 min、热风干燥160 min的柠檬片中维生素C的含量为29.70 mg/100 g,复水比4.60±0.13。     

豇豆热风干燥特性及工艺优化

为探究豇豆热风干燥中的水分变化规律,在不同热风温度、热风风速和铺料层数的条件下对豇豆进行试验,使用传统数学模型对试验数据进行数学建模得到最佳动力学模型;在单因素实验基础上进行响应面试验,以豇豆复水比、色差值和单位能耗作为评价指标,采用熵权法确定权重对工艺参数进行综合优化。结果表明：热风温度与铺料层数对豇豆热风干燥速率及干燥总时长的影响较大,热风风速对干燥速率和干燥总时长的影响较小;Avhad and Marchetti模型为最优预测模型,能较准确地预测豇豆热风干燥过程中的含水率变化;基于熵权法求得最佳工艺参数为：热风温度51°C、热风风速1.2 m/s、铺料层数3层,此工艺条件下验证试验单位能耗为34.52 kJ/kg,色差值为23.87,复水比为1.49。该研究为提高豇豆干燥的品质和干燥设备的设计提供了可靠理论数据。     

Two-Stage Intermittent Microwave Coupled with Hot-Air Drying of Carrot Slices: Drying Kinetics and Physical Quality

To display the advantages of two-stage intermittent microwave coupled with hot-air (60 °C) drying (IM&AD), different drying methods were compared. The activation power density of samples dried by IM&AD increased slightly and then rapidly as moisture content decreased. Drying kinetics, specific energy consumption and dried product quality, such as colour, rehydration ratio and α- and β-carotene contents, of carrot dried by IM&AD under the optimum conditions were assessed and compared with those of carrot dried by hot-air (60 °C) drying, hot-air (60 °C) drying followed by low-power microwave (145 W) drying, high-power microwave (175 W) drying followed by hot-air (60 °C) drying and high-power microwave (175 W) drying followed by low-power microwave (145 W) drying. The effective diffusivity increased gradually and then rapidly as moisture content decreased in all five drying processes. The IM&AD is a promising way for industrial application because it showed the lowest drying time with relatively low energy consumption and provided the best quality of final products with the best colour appearance, highest rehydration ratio and highest α- and β-carotene contents.