茭白颗粒微波喷动床干燥特性及工艺研究

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本研究以茭白为材料,利用微波喷动床干燥技术,进行茭白脱水加工工艺的研究。研究了茭白颗粒在微波喷动床干燥过程中的温度变化规律及传质特性,应用响应面法优化微波喷动床干燥工艺,对微波喷动床干燥均匀性及与其他干燥功效对比研究,探讨微波喷动床干燥技术在食品加工领域的应用前景。研究结果如下:1.通过研究微波喷动床微波场温度的分布,分析其温度场变化规律及分布特点。表明微波喷动床干燥过程中微波场温度分布是均匀分布;茭白表面、中心温度随时间变化的趋势基本一致,即微波功率越大,温度出现峰值时间越早;同时茭白中心温度明显高于表面的温度。确定了微波喷动床干燥过程的水分扩散是内部水分扩散的过程,确定了温度、微波功率与干燥速率变化都是正相关。热风-微波辅助喷动床干燥相对单一热风辅助喷动床干燥、单一微波辅助喷动床干燥,干燥时间更短,脱水速率更大。2.通过茭白颗粒微波喷动床干燥技术复水性能研究,在单因素试验基础上,应用响应面分析法对热风辅助微波喷动床干燥工艺进行优化,得出最佳干燥工艺条件:进风温度52℃,规格8mm,微波功率2.7w/g。在此条件下茭白复水率为3.05,经验证与预测值3.08基本一致,吻合度达99%。进一步通过研究茭白水分均匀性、色泽均匀性来探讨微波喷动床干燥的均匀性。3.微波喷动床干燥与其他干燥比较研究:(1)茭白颗粒复水性能试验表明MWSB(微波喷动床干燥)相对MD(微波干燥)、AD(热风干燥)具有更好的复水能力,复水速率更快,复水率更高(P≤0.05)。(2)Vc含量表明:在FD(冷冻干燥)中最高(P≤0.05),MWSB表现出具有相对AD、MD更高的Vc保留率(P≤0.05),而AD、MD之间的Vc保留率无明显的差异(P>0.05)。(3)色差试验表明:与其他干燥技术相比,茭白MWSB具有仅次于FD的色泽,比MD、AD具有更好的亮度、更小的红色度及黄色度,不同干燥之间色泽差异显著(P≤0.05)。(4)质构试验表明:茭白经过FD、MW及SBMD干燥无明显的差异(P>0.05),MWSB干燥后茭白表面微结构与FD比较接近,都能较好的保持表面的微结构;AD干燥后的茭白表面收缩严重,干燥后具有最大的硬度(P≤0.05)。MD干燥后也出现稍微的收缩。(5)能耗试验表明:FD的能耗最高,大约是MWSB干燥能耗的20倍, AD的能耗大约是MWSB干燥能耗的7倍;而MD、MWSB所消耗的能耗较低,MD具有比MWSB更低的能耗,显示出微波干燥在能耗方面有明显的优势,但单一的微波干燥的产品品质不如MWSB干燥。通过以上不同干燥方式对茭白色泽、复水性能、维生素C保留率、质构、微结构及能耗评价指标研究比较,表明微波喷动床干燥后的产品品质接近真空冷冻干燥的产品,而且能耗远远低于冷冻干燥(约为冷冻干燥的5%)。该研究为微波喷动床干燥技术的研究发展提供了些理论参考依据,也拓宽了微波喷动床干燥技术在食品加工领域的应用范围。
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