真空冷冻干燥试验台的设计及生姜干燥工艺研究

【摘要】： 真空冷冻干燥技术(Vacuum Freeze Drying)也称冻干技术,是先将湿物料冻结到共晶点温度以下,使物料中水分变成固态的冰,然后在适当的温度和真空度条件下,使冰升华为水蒸气,从而获得干燥制品的技术。真空冷冻干燥产品可以最大限度的保持新鲜物料的原有色、香、味、形和营养成分,是生产高品质脱水蔬菜的最好方法。但如何将真空冷冻干燥的机理、干燥工艺的研究运用到实际的生产过程中,使整个冻干工艺达到最优值,降低干燥成本,提高生产率,是急需解决的问题。 本文介绍了真空冷冻干燥的的基本原理、特点和应用的领域,分析了国内外真空冷冻干燥的研究现状以及冻干技术在食品中的发展情况,并对干燥设备进行了分析,而后根据真空冷冻干燥过程中的传热传质理论建立了生姜干燥的数学模型,并运用传热传质理论对生姜的真空冷冻干燥过程进行了初步计算,得到了理论上的预冻时间和升华干燥时间。接下来在LGJ-10型真空冷冻干燥机上进行了生姜的冻干试验,根据单因素的试验结果,最终选择干燥的压力、加热板温度和生姜的切片厚度三个因素作为自变量,以含水率和复水比为试验指标,利用SAS统计分析软件程序求出回归数学模型,并对数据进行二次回归拟合,得到包括一次项、二次项和交互项的二次方程,分析各因素的主效应和交互效应,最后在一定水平范围内求取最佳值。最终得出生姜的真空冷冻干燥的最佳工艺条件为:干燥室压力45Pa、加热板温度50℃、生姜的切片厚度6mm。最后通过热风干燥和真空冷冻干燥的对比试验验证得出,采用真空冷冻干燥方法干燥的生姜,是生产高品质干燥生姜的最好方法。