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《江南大学》 2005年
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毛竹笋真空冷冻与热风联合干燥研究

徐艳阳  
【摘要】:真空冷冻干燥技术能够最大限度地保持果蔬的色、香、味、形和生理活性成分,被国内外公认为是生产优质脱水果蔬的最佳脱水方式。然而,真空冷冻干燥的高能耗、高成本等缺陷,制约了这一技术在果蔬等农产品加工领域中的广泛应用。为了降低冻干能耗,改善热风干燥产品质量,本论文以江南脱水企业广泛采用的品种毛竹笋为试验材料,较系统地研究了真空冷冻与热风分阶段联合干燥对脱水笋片品质和过程能耗的影响,探讨了联合干燥过程中的传热传质模型,并对脱水笋片的贮藏稳定性进行了研究。 为了获得冻干笋片的工艺条件,研究了冻干过程参数对脱水笋片品质和能耗的影响。通过三因素五水平的优化试验,研究了冻干温度、物料装载量以及干燥时间对含水率、复水比和单位能耗的影响,确定了脱水笋片真空冷冻干燥的优化工艺条件。 为了获得干燥理论分析中所需的基础数据,对毛竹笋的热物性参数进行了测定。应用差示扫描量热法测定了毛竹笋的结晶温度、融点温度,探讨了添加不同溶质对物料结晶温度和融点温度的影响;应用差示扫描量热法测定了毛竹笋的比热容,探讨比热容与水分质量分数和温度的关系;应用平板稳态导热法测定了毛竹笋的导热系数,探讨了导热系数与温度之间的关系。 为了解决冻干技术生产中存在的高能耗问题,系统研究了真空冷冻与热风联合干燥技术,确定了联合干燥的方式和转换点。在单因素试验的基础上,以转换含水率、热风温度以及热风风速为自变量,以含水率、复水比和单位能耗为因变量,通过三因素五水平的响应面分析,研究了联合干燥参数对试验指标的影响,确定了脱水笋片联合干燥的优化工艺,即转换含水率为20% (w.b.)、热风温度为55℃-65℃以及热风风速为1.5m/s-2.0m/s。通过试验测定和扫描电镜观察,研究了不同干燥方式对脱水笋片的外观、营养成分、微观结构和能耗的影响。结果表明联合干燥的笋片在品质上接近冻干笋片,同时,能耗比冻干笋片降低了约41%。 根据质量衡算和能量衡算,建立了毛竹笋真空冷冻干燥与热风联合干燥过程的数学模型。在第一阶段,物料的水分分布和温度分布遵循真空冷冻干燥热质传递规律,并对干燥过程中物料的水分分布和温度分布进行了模拟预测;在第二阶段遵循热风干燥热质传递规律,并确定了模型系数,结果表明试验值与预测值拟合良好。 为了研究易吸潮脱水笋片的贮藏稳定性,对四个温度条件下脱水笋片的吸附平衡含水率进行了测定和模拟研究;并以GAB模型为基础,进一步研究了联合干燥笋片的吸附特性,确定了其单分子层水分含量和吸附能值。通过贮藏稳定性研究,分析了6个月内脱水笋片在不同贮藏温度条件下含水率、水分活度和色泽的变化。
【学位授予单位】:江南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TS255.3

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