辣椒渗透脱水特性及渗透工艺优化

以脱水率、固形物获取率、脱水率与固形物获取率比值、有效水分扩散系数等为考察指标,通过渗透脱水试验和正交试验,考察了辣椒的渗透脱水特性,并优化了渗透脱水工艺方案。结果表明:随着渗透温度的增加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,经温度为45℃渗透液(45%蔗糖+10%食盐)渗透脱水2,4,6h,辣椒的脱水率与固形物获取率比值分别为4.21±0.12,5.11±0.10,5.56±0.13;在渗透脱水初期,脱水率和固形物获取率增加较快;在渗透脱水后期,脱水率和固形物获取率增加趋缓;经温度为45℃渗透液(45%蔗糖+10%食盐)渗透脱水6h,辣椒的有效水分扩散系数为1.57×10~(-10) m~2/s。     

水苏糖渗透对压差闪蒸联合干燥苹果片品质的影响

渗透是一种常见的果蔬干燥预处理方式,渗透温度和时间是影响渗透效果的关键因素。水苏糖是一种功能性低聚糖,前期研究表明,利用水苏糖渗透预处理后的热风-压差闪蒸联合干燥(HA-ICPDD)苹果脆片具有均匀的多孔结构,脆度大,硬度适中。本研究以水苏糖为渗透溶质,研究不同渗透温度和时间对苹果片水分损失率(WL)、固形物增加率(SG),热风干燥特性以及微观结构、硬脆度、色泽和总酚等品质的影响。结果表明:Page模型能较好地拟合不同条件下水苏糖渗透后热风干燥过程;未经渗透苹果片的水分扩散系数(Deff)为13.5103×10~(-9)m~2/s,渗透后水分扩散系数显著降低,其范围为(8.24128～12.6321)×10~(-9) m~2/s;所选择的渗透条件均可提高HA-ICPDD苹果片脆度;40℃条件下渗透30 min后制得的HA-ICPPD苹果脆片色泽接近鲜样,且总酚含量与未渗透组相比无显著下降。综合质构、色泽、营养等品质考虑,将苹果片40℃条件下水苏糖渗透处理30 min后进行压差闪蒸干燥,可提高苹果脆片的品质。     

真空处理对酥梨渗透脱水率和固形物增加率的影响

渗透处理在脱水的同时也有固形物的渗入。为了探明真空处理与水果渗透脱水和固形物渗入的关系,以梨子为原料,分别在不同温度(10~55℃)、糖液浓度(30~60°Bx)条件下,进行真空(20kPa)与常压渗透处理。以原料干基重为基础计算脱水率(WL)和固形物增加率(SG)。结果在任何糖液浓度和温度条件下,真空处理(VI)的WL都显著低于常压处理(AI)(P0.01),固形物增加率显著高于AI(P0.01)。该研究表明,从脱水效率的角度真空渗透不适合梨果肉的渗透脱水。     

莴笋渗透脱水有效扩散系数研究

以葡萄糖溶液浓度(10%～40%)和温度(35～65℃)为影响因素,研究了莴笋渗透脱水的动力学过程。分别使用Azuara模型和Fick第二扩散定律计算出了平衡时刻的失水率、固形物增加率以及相应的水分和固形物有效扩散系数。设计了均匀实验,通过曲面拟合的方法得到了水分、固形物有效扩散系数与因素的回归方程。结果表明:失水率随着葡萄糖溶液浓度增加而增大,但随着温度的升高而降低;固形物增加率随着溶液浓度和温度的增加而增加。Azuara模型可用来预测失水率和固形物增加率,通过曲面拟合得到的有效扩散系数回归方程拟合性较高。有效扩散系数反映了失水率和固形物增加率达到平衡时刻的快慢程度。     

桃片超声渗透-红外辐射干燥特性及能耗研究

超声波的空化效应可提高渗透过程中传质效率。为研究桃片超声渗透-红外辐射干燥特性及干燥能耗,进行了超声渗透后红外60、70、80℃干燥试验,得到干燥特性曲线,建立干燥动力学模型;同时,对干燥过程的能耗进行了分析。结果表明:超声可增加桃片渗透脱水速率和固形物渗入率,超声渗透时间选择30 min(T_1)及60 min(T_2)为宜;Verma et al.模型较好拟合了桃片超声渗透-红外辐射干燥规律,未经渗透、T_1及T_2渗透处理桃片在60、70、80℃干燥条件下水分有效扩散系数分别为8.8789×10~(-9)~1.3011×10~(-8)、7.1213×10~(-9)~1.0393×10~(-8)、6.6771×10~(-9)~8.7785×10~(-9) m~2·s~(-1~;随着温度升高,干燥所需能耗降低;经超声渗透脱水后,干燥所需能耗增加。不同条件下,干燥能耗均在干基水分含量0.3左右急剧增加,可作为水分转换点,利用其它干燥方式,如变温压差膨化干燥,达到节约能耗、提高产品品质的目的。试验结果为桃片红外辐射干燥工艺参数优化及开发新型果蔬脆片提供参考。     

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。     

油菜籽流化床干燥水分扩散规律的实验研究

为了研究油菜籽流化床干燥过程水分扩散规律,基于Fick第二定律和Arrhenius方程,通过开展油菜籽流化床干燥实验,分别考察了油菜籽初始含水率、热空气温度和热空气流速与水分比和水分有效扩散系数之间的变化规律。结果表明:随着油菜籽初始含水率、热空气温度和热空气流速逐渐增大,水分有效扩散系数增加,14.41%~29.72%初始含水率、1.75~2.25 m/s热空气流速及45~65℃热空气温度所对应的水分有效扩散系数范围分别为6.485×10~(-10)~10.133×10~(-10)m~2/s、7.296×10~(-10)~9.525×10~(-10)m~2/s和5.269×10~(-10)~8.917×10~(-10)m~2/s,其中29.72%初始含水率的水分有效扩散系数是14.41%的1.6倍,2.25 m/s热空气流速的水分有效扩散系数是1.75 m/s的1.3倍,65℃热空气温度的水分有效扩散系数是45℃的1.7倍。Arrhenius方程可以描述油菜籽流化床干燥水分扩散系数与温度的关系,水分扩散的平均活化能为22.84 kJ/mol;通过比较4种常见薄层干燥模型,发现油菜籽流化床干燥失水规律采用Page模型可进行准确模拟,其决定系数R~2≥0.997,相对误差≤5.4%。研究结果为提高干燥效率,优化干燥工艺参数提供参考。     

用Weibull函数分析单粒莲子热风干燥的水分扩散系数和活化能

为了研究单粒莲子在不同温度(50、60、70、80、90℃)条件下热风干燥的干燥特性、水分扩散系数及活化能,利用Weibull函数及经验模型对单粒莲子干燥过程进行模拟分析。结果表明:Weibull函数和Midilli模型可以很好地拟合单粒莲子的热风干燥过程;尺度参数α随干燥温度的升高而减小(p0.05);干燥温度对形状参数β的影响较大(p0.05);计算得到干燥过程中估算的水分扩散系数为(8.79×10~(-9)~2.45×10~(-8))m~2/s,水分有效扩散系数为(4.73×10~(-10)~1.31×10~(-9))m~2/s,活化能为22.61 kJ/mol,水分扩散系数随温度的升高而增大。该研究为Weibull分布函数应用于莲子干燥提供参考。     

超声波强化紫薯渗透脱水工艺

分别以蔗糖质量分数、渗透温度、渗透时间和超声波功率为单因素,研究其对紫薯超声波渗透脱水的脱水率和固形物增加率的影响。以各因素为自变量,以脱水率和固形物增加率为因变量,对紫薯渗透脱水进行响应面工艺研究,得出最优工艺参数。结果表明：影响脱水率和固形物增加率的主次顺序均为渗透时间＞渗透温度＞糖液质量分数＞超声波功率;响应面优化最优工艺参数为糖液质量分数56.29%、渗透液温度65℃、渗透时间2.46h、超声波功率142.33W。结合实际操作,响应面优化的最优工艺调整为糖液质量分数56%、渗透液温度65℃、渗透时间2.5h、超声波功率140W,经验证,此条件下脱水率为40.79%,固形物增加率为8.33%。     

马铃薯片热风对流干燥模型与特性

为了描述马铃薯片热风对流干燥的特性,在对流热风干燥试验装置中进行了马铃薯片薄层干燥试验,研究了干燥温度对干燥过程的影响,用数学模型关联了试验的水分比与时间,计算了不同温度下的水分有效扩散系数,并拟合了其与干燥温度的关系。结果表明:干燥温度对干燥过程有明显影响;在所用的模型中Logarithmic模型能较好地描述马铃薯片热风对流干燥过程;厚度3 mm的马铃薯片,在风速0.95 m/s时,风温从50℃升高到80℃,水分有效扩散系数从1.73×10~(-9) m~2/s增大到3.33×10~(-9) m~2/s,并符合阿累尼乌斯方程,活化能为20.16 kJ/mol。