微波真空干燥龍眼果肉的工藝探析
時(shí)間:2022-12-17 08:42:51
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一、結(jié)果與討論
1、干燥過(guò)程中真空度的選擇
根據(jù)預(yù)試驗(yàn)結(jié)果,在微波功率1.70kW,真空度分別選用0.065,0.075,0.085,0.095MPa條件下對(duì)龍眼進(jìn)行干燥,真空度對(duì)龍眼果肉干燥時(shí)間和膨化率的影響。隨著真空度的增加,龍眼干的膨化程度也逐漸增加,以0.095MPa下的為最佳。同時(shí)由表1可知,在真空度較低的情況下,干燥時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng),這是由于真空度較低時(shí),水的沸點(diǎn)相對(duì)較高,蒸發(fā)速度相對(duì)較慢。而真空度越高,物料內(nèi)外的壓差越大,容易形成較高的膨化率,而較高的膨化率表明物料內(nèi)部有更多的空隙和更為疏松的結(jié)構(gòu),口感更好。由于微波真空設(shè)備一般采用水泵,其真空度最高即為0.095MPa,因此干燥過(guò)程中的最佳真空度為0.095MPa。真空度/MPa0.0650.0750.0850.095干燥時(shí)間/min316245200172膨化率/%577590114。
2、干燥溫度的單因素
試驗(yàn)龍眼干燥過(guò)程中其水分和溫度均不斷變化,與其它聚合物一樣,當(dāng)溫度超過(guò)臨界溫度時(shí),龍眼生物高聚物的ε會(huì)急劇增長(zhǎng)。在生產(chǎn)加工的后期階段隨著溫度升高,材料的變軟,分子更加自由地運(yùn)動(dòng),吸收更多的微波,易產(chǎn)生突然過(guò)熱點(diǎn),為避免“熱失控”現(xiàn)象,在干燥過(guò)程中的不同階段必須調(diào)整溫度、微波強(qiáng)度和干燥時(shí)間,根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)的干燥曲線將干燥過(guò)程分為前期、中期和后期三個(gè)階段分別進(jìn)行最佳工藝的研究。干燥初期為水分含量從初始狀態(tài)降至50%;干燥中期為水分含量從50%降至18%;干燥后期為水分含量從18%降至7%。
1干燥初期溫度和時(shí)間的選擇
在干燥初期,由于龍眼中水分含量較高,因此微波功率可以設(shè)定的相對(duì)較高。微波功率為55kW和真空度0.095MPa的條件下,干燥溫度分別選65℃,70℃,75℃,80℃對(duì)新鮮龍眼進(jìn)行干燥,干燥第一階段結(jié)束后龍眼干的外觀如表2所示。龍眼在65℃和70℃干燥至含水量50%時(shí)沒(méi)有出現(xiàn)黃點(diǎn),而75℃和80℃都出現(xiàn)了黃點(diǎn),這可能是由于在干燥溫度較高的條件下,龍眼內(nèi)部的酶促反應(yīng)及美拉德反應(yīng)顯著增強(qiáng),有較明顯的褐變,出現(xiàn)了黃點(diǎn)。研究發(fā)現(xiàn)干燥初期出現(xiàn)黃點(diǎn)往往導(dǎo)致后期龍眼干出現(xiàn)不受歡迎的色澤,又鑒于能耗的考慮,75℃需要更長(zhǎng)的加熱時(shí)間,耗能較大。另外,從維生素C含量的結(jié)果可知,干燥溫度越高,維生素C含量越低,但即使是80℃條件下,維生素C含量也比較高,這是由于在干燥初期,物料中含有大量的水分,微波提供的能量絕大部分用于水分蒸發(fā),物料本身的溫度變化不大,因此維生素C的損失也很小。綜上所述,試驗(yàn)初期干燥溫度選取70℃最為適宜。
2干燥中期溫度和時(shí)間的選擇
經(jīng)過(guò)初期干燥,龍眼水分大量蒸發(fā),果肉內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)形成一定量的孔道,水分極易逸出,此時(shí)干燥速率較大,易出現(xiàn)熱點(diǎn),造成干燥不均勻現(xiàn)象。在微波功率1.7kW和真空度0.095MPa的條件下,選取60℃,64℃,68℃,72℃持續(xù)對(duì)龍眼進(jìn)行干燥,干燥所需時(shí)間和龍眼的外觀品質(zhì)如表3所示。從表3中可知,在干燥溫度為60℃和64℃的條件下,龍眼的干燥非常均勻,沒(méi)有出現(xiàn)明顯的褐變現(xiàn)象。而在68℃和72℃干燥溫度下,部分龍眼出現(xiàn)褐色,可能是由于溫度較高的情況下,龍眼水分蒸發(fā)過(guò)快,出現(xiàn)局部干燥不均勻的情況。對(duì)于維生素C來(lái)說(shuō),變化趨勢(shì)依然是溫度越高,損失越大,但同時(shí)溫度越高,所需要的干燥時(shí)間也越長(zhǎng)。64℃不僅能很好的保持龍眼干的外觀品質(zhì),而且干燥時(shí)間最短,所以干燥中期的最佳溫度為64℃。
3干燥后期溫度和時(shí)間的選擇
低含水量使得物料吸收微波的能力下降,如果選用干燥中期的最佳溫度64℃一直加熱至干燥終點(diǎn),會(huì)造成物料對(duì)微波吸收能力變差而導(dǎo)致高場(chǎng)強(qiáng)度,從而使得物料溫度急劇上升,容易引起物料局部干燥過(guò)度。為了便于控制,干燥后期應(yīng)降低干燥溫度。在微波功率0.85kW和真空度0.095MPa的條件下,選取52℃,54℃,56℃,58℃繼續(xù)對(duì)龍眼進(jìn)行干燥,干燥所需時(shí)間和龍眼外觀品質(zhì)如表4所示。后期干燥溫度在52℃、54℃條件下,龍眼干燥均勻,且在54℃時(shí)龍眼水分從18%降到7%(水分6.3%~7.5%即為干燥終點(diǎn))所需要的時(shí)間更短,如果選用56℃和58℃,龍眼干燥出現(xiàn)不均勻的現(xiàn)象,發(fā)生褐變現(xiàn)象嚴(yán)重。并且從維生素C的測(cè)定結(jié)果可知,溫度越高,維生素C的損失越大,后期的溫度升高對(duì)維生素C的破壞更為明顯,綜合三個(gè)指標(biāo)分析,龍眼后期干燥溫度應(yīng)選用54℃。根據(jù)三個(gè)階段的研究結(jié)果,可得出在不同干燥階段的最佳干燥溫度和干燥時(shí)間,分別為70℃加熱102。
3、干燥功率的選擇
干燥溫度、時(shí)間及真空度依照已確定參數(shù)對(duì)龍眼進(jìn)行干燥,選用4種不同的功率0.85,1.7,55,3.4kW對(duì)龍眼進(jìn)行干燥,并與不斷調(diào)整功率的工藝進(jìn)行對(duì)比。從表5中可知,龍眼干燥初期功率選用不大于55kW均沒(méi)有黃點(diǎn)出現(xiàn),干燥中期功率選用0.85kW和1.7kW干燥均勻且沒(méi)有褐色出現(xiàn),其他兩個(gè)功率都會(huì)出現(xiàn)褐點(diǎn),后期干燥功率只有選用0.85kW才能干燥均勻,沒(méi)有褐色出現(xiàn)。隨著干燥的不斷進(jìn)行,物料中的水分含量不斷降低,水分蒸發(fā)所需要的微波能減少,如果仍然保持原來(lái)的微波功率,多余的微波能將使得物料升溫,物料溫度升高會(huì)導(dǎo)致?tīng)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的破壞以及產(chǎn)品外觀品質(zhì)的下降,微波功率的大小對(duì)干燥過(guò)程影響顯著。所以,在物料含水量較多的時(shí)候,微波功率可以大一些,隨著物料中水分的去除,功率應(yīng)相應(yīng)調(diào)低。另外,由維生素C的測(cè)定結(jié)果可知,程序改變功率干燥的產(chǎn)品維生素C保留的最多,功率過(guò)大,產(chǎn)品后期褐變嚴(yán)重,品質(zhì)下降,功率過(guò)低,干燥時(shí)間大大延長(zhǎng),同樣使得產(chǎn)品的品質(zhì)下降?;诟稍锂a(chǎn)品的品質(zhì)和能耗的綜合考慮,龍眼干燥初期,中期和后期微波功率分別選用55,1.7,0.85kW。
二、結(jié)論
真空度、微波功率、干燥溫度和干燥時(shí)間均顯著影響龍眼果干的干制過(guò)程,真空度大有利于物料的膨化,根據(jù)干燥曲線將龍眼的微波真空干制過(guò)程分為三個(gè)階段進(jìn)行研究更加貼近實(shí)際干制過(guò)程,微波功率和干燥溫度應(yīng)隨著干制階段的變化相應(yīng)調(diào)低,以保證龍眼果干具有金黃色外觀及膨化效果,在實(shí)際操作過(guò)程中,應(yīng)針對(duì)具體的物料進(jìn)行最佳工藝研究。微波真空干燥適用于干制龍眼果肉,與熱風(fēng)烘干相比,微波真空干制時(shí)間短,能耗低,且產(chǎn)品的外觀呈金黃色,具有膨化效果,口感香脆??傮w來(lái)說(shuō),微波真空的龍眼果干的品質(zhì)明顯高于傳統(tǒng)的龍眼干產(chǎn)品,具有廣闊的市場(chǎng)前景。
作者:從彥麗黃略略張向陽(yáng)單位:深圳職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用化學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院