果蔬变温压差膨化干燥技术研究进展

果蔬变温压差膨化干燥是一种新型的果蔬干燥技术,它结合了热风干燥和真空冷冻干燥的优点.变温压差膨化干燥技术生产的果蔬产品绿色天然、营养丰富、品质优良,应用前景广阔.该文综述了果蔬变温压差膨化干燥设备的发展历程以及国、内外生产工艺和干燥机理的研究进展,分析了果蔬变温压差膨化干燥技术的特点和难点,并论述了该技术发展趋势和应用前景,为果蔬变温压差膨化干燥的深入研究提供参考.     

马铃薯片变温压差膨化干燥影响因素研究

采用变温压差膨化干燥技术,研究了切片厚度、预干燥后含水率、膨化温度、停滞时间、抽空温度、抽空时间和压力差等因素对膨化马铃薯脆片的含水率和脆度的影响。结果表明:马铃薯片膨化的最佳厚度为2mm;马铃薯片可不经过预干燥阶段直接膨化干燥;膨化温度、抽空温度和抽空时间是影响其膨化质量的关键因素;停滞时间和压力差在一定范围内对膨化产品的质量影响不大,可选择停滞时间为10min、压力差为0.3MPa。     

桃变温压差膨化干燥预处理工艺研究

本文对桃变温压差膨化干燥的预处理工艺进行优化研究。对预干燥温度进行筛选,并研究了氯化钙、抗坏血酸、柠檬酸3种不同护色试剂,果葡糖浆、麦芽糖醇、麦芽糖浆和牛奶4种不同浸渍液对桃变温压差膨化干燥产品色泽、质构等相关品质的影响。结果表明:预干燥温度确定为80℃,在此温度下原料干燥速度较快,色泽较好;2.5%柠檬酸对保持产品的色泽有显著作用;25%麦芽糖醇糖液浸渍有利于产品色泽、硬度、脆度等相关品质的提高。     

菠萝变温压差膨化干燥工艺优化

为了确定最佳的菠萝变温压差膨化干燥工艺范围,在单因素的基础上,采用三因子二次回归正交旋转组合设计,对菠萝变温压差膨化干燥工艺进行了优化,分析了膨化温度（X1）、膨化压力（X2）和抽空时间（X3）这3个因素对产品含水率（Y1）、色泽（Y2）、硬度（Y3）和脆度（Y4）这4个指标的影响及其交互作用。根据试验数据推论出描述这4个指标的二次回归模型,并进行了响应面分析,得出了菠萝优化膨化工艺范围。结果表明：膨化温度、膨化压力和抽空时间对产品的含水率、色泽、硬度和脆度都影响显著,三因子间的交互作用也显著地影响产品质量。最佳菠萝变温压差膨化干燥工艺范围是：膨化温度115～123℃;膨化压力0.04～0.08 MPa;抽空时间为2～3 h。     

工艺参数对苹果变温压差膨化干燥过程中水分扩散的影响

利用非稳态菲克第二定律计算苹果片变温压差膨化干燥过程中水分扩散系数,讨论膨化温度、抽空温度和切片厚度对苹果片干燥过程中水分扩散的影响.采用Page、Henderson&Pabis和Logarithmic3种数学模型对苹果膨化干燥过程中水分的扩散进行了模型拟合,由模型统计参数平均偏差(MBE)、相对平均标准差(RMSE)、卡方(X2)、模型拟合效率(EF)值及决定系数r2评价模型优劣.结果表明:Logarithmic模型能够很好地描述苹果片变温压差膨化干燥中水分扩散的过程(r2≥0.97).试验设定工艺参数下,有效水分扩散系数De.在98.034×10-12 ～274.165×10-12m2 ·s-1之间,并且有效水分扩散系数随膨化温度、抽空温度的升高而升高;随切片厚度的增加而降低.     

哈密瓜变温压差膨化干燥工艺优化研究

为了对哈密瓜变温压差膨化干燥工艺进行优化,采用三因子二次回归正交旋转组合设计,分析预干燥后含水率、膨化温度和抽空时间3个变量对产品含水率、脆度、膨化度和色泽的影响,在此基础上由试验数据推导出描述4个指标的二次回归模型,并对变量进行响应面分析,得出优化膨化干燥工艺条件为:预干燥后原料含水率为30%,膨化温度为88～95℃,抽空时间为1.7～2.2 h.     

影响柑橘变温压差膨化干燥的因素研究

采用变温压差膨化干燥技术,探讨预干燥后水分含量、膨化温度、抽空温度、抽空时间、停滞时间和压力差等因素对柑橘膨化产品的水分含量、脆度、膨化度和色泽的影响。研究结果表明:原料预干燥后含水量、膨化温度和抽空时间对膨化柑橘含水量、脆度、膨化度和色泽有显著影响;预干燥后,含水量在35.37%左右,膨化温度为90℃,抽空温度为80℃,抽空时间为2h较为合适;停滞时间、压力差在一定范围内对柑橘膨化产品质量的影响不太,试验确定停滞时间和压力差分别为5min和0.1MPa。     

乙醇对红枣片CO2低温压差膨化干燥品质的影响

为了提高红枣的干燥品质,探究乙醇喷雾浸润预处理对膨化干燥效果的影响,该研究利用渗入红枣的高压CO2及乙醇作为动力源对红枣片进行低温高压渗透膨化干燥。以单因素试验为基础,对比研究预处理方式为无处理、热风干燥、乙醇喷雾浸润的 CO2低温压差膨化干燥、水分闪蒸干燥的膨化干燥品质及理化特性。优化枣片在乙醇喷润预处理方式下CO2低温压差膨化干燥工艺,研究乙醇喷雾浸润后含湿率、膨化压差、膨化温度、抽真空时长等因素对枣的膨化度、脆度、硬度、复水比的影响。结果表明,优化工艺为：乙醇浸润后含湿率19.3%、膨化压差1.08 MPa、膨化温度81.26 ℃、抽真空干燥时长151.13 min,膨化度为3.48,硬度为1 717.06 g,脆度为3 675.89 g,复水比为2.21。扫描电镜显示,乙醇具有溶解细胞壁成分的能力,可以改变结构来增加其渗透性,使CO2充分进入枣片中增大膨化动力,形成更有规律更大的孔隙。水和乙醇混合物的汽化热低于水的汽化热,与预处理方式为无处理、热风干燥的CO2低温压差膨化干燥及水分闪蒸干燥方法比较,乙醇浸润预处理可以表现出更好的膨化度、色泽、维生素 C 含量和显著缩短的干燥时间（P<0.05）。因此,乙醇喷雾浸润预处理后进行CO2低温压差膨化干燥是一种高效的干燥技术,所得的枣脆片品质较好。研究结果为红枣片的干燥品质及工艺优化分析提供了一定的理论基础。     

品种和辐照处理对变温压差膨化苹果脆片产品品质的影响

影响苹果变温压差膨化干燥产品质量的因素很多。本文选取国光、富士、红香蕉和黄香蕉4个苹果品种,分析苹果膨化前和膨化后产品的理化特性,研究不同品种的苹果对膨化产品品质的影响。结果表明:膨化产品风味最佳的是国光苹果,品质最佳的是黄香蕉苹果。选取国光苹果为代表,研究0、2和5kGy的辐照对膨化产品理化特性的影响,发现辐照可以软化苹果组织,提高苹果预干燥速率,对提高膨化产品脆度有作用,在一定程度上降低了膨化产品硬度。但在2和5kGy的辐照下,苹果膨化产品褐变严重,不利于产品品质的提高。     

变温压差膨化法制备冷泡茶的工艺优化

为优化变温压差膨化法制备冷泡茶的工艺,研究了含水率、冷冻处理次数和膨化温度对冷泡茶水浸出物的影响。通过单因素和正交试验优化了冷泡茶的加工工艺。正交试验结果表明,影响冷泡茶水浸出物的因素按影响程度大小排序从高到低依次为含水率、冷冻次数、膨化温度。冷泡茶制备的优化工艺为：茶叶含水率50%,-18℃下冷冻处理3次,每次24 h,膨化温度115℃。在此最优条件下制备的冷泡茶,经室温下冷水浸泡30 min后,冷泡茶茶汤的主要生化成分：水浸出物质量分数、咖啡碱质量分数、茶多酚质量分数、游离氨基酸质量分数、可溶性糖质量分数分别为16.45%、0.84%、11.45%、0.93%、2.47%。结果表明应用变温压差膨化法制备的冷泡茶的生化成分在室温下更易浸出,该研究为冷泡茶工业化生产提供技术支持。     

热风干制温度对枣果微观组织结构的影响

为了研究热风干制温度对枣果微观组织结构的影响,该试验选用不同温度(35、40、45、50、55℃)热风干制枣果,利用石蜡切片、显微成像技术获得了热风干制过程中不同含水率条件下果肉细胞、空腔等结构参数的分布曲线,借助分布曲线的偏度、峰度(以鲜枣为参照)描述了微观结构参数在热风干制过程中的变化趋势,并建立了微观结构参数(果肉细胞、空腔横截面的面积比、周长比及当量直径比)与宏观干燥参数(水分比)的拟合方程。结果表明,利用微观结构参数分布曲线的偏度、峰度可较好地描述不同温度干制过程中细胞、空腔整体的变化趋势;干制过程中随着含水率的降低,果肉细胞、空腔结构参数的变化趋势均不具有一致性或连续性;不同温度相比之下,低温、高温干制过程对果肉细胞形态的改变均有较大影响,且高温(55℃)条件影响更大;不同温度热风干制过程中,由果肉细胞结构改变所引起的空腔塌缩和扩增同时存在,高温(55℃)条件对空腔的扩增、塌缩影响较大。果肉细胞,空腔结构参数比与水分比之间关系可用非线性模型描述(R2≥0.7283,Std≤25.1682%),模型可预测在不同温度热风干制过程中细胞、空腔随含水率的变化情况,研究结果可为热风干制新工艺的开发提供参考。     

三种干燥技术对红枣脆片干燥特性和品质的影响

为了解决传统油炸红枣脆片含油率高、维生素C损失严重及褐变等问题,探索红枣脆片新的加工方法,该文以新鲜脆熟期红枣为原料,利用气体射流冲击、中短波红外、真空脉动3种干燥技术进行非油炸红枣脆片的生产加工,对比了3种干燥方式对红枣脆片的干燥特性、色泽、维生素C保留率、复水性能、质地以及微观结构的影响。结果表明：1）红枣脆片在3种干燥方式下均表现为降速干燥,其中气体射流冲击干燥时间最短,为105 min,气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式的水分有效扩散系数分别为1.55×10-9、1.03×10-9、0.89×10-9 m2/s;2）干燥方式对枣片色泽具有显著性影响（P<0.05）,真空脉动干燥所得枣片与新鲜枣片色泽最为接近;3）气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式干燥后红枣脆片的维生素C保留率分别为51.5%、49.0%、66.6%,真空脉动干燥所得枣片维生素C含量保存率明显高于其他两种干燥方式（P<0.05）;4）气体射流冲击、中短波红外、真空脉动干燥方式加工的红枣脆片脆度分别为8.64、8.77、11.38 N,真空脉动干燥方式所得枣片最为酥脆;5）扫描电镜观测表明3种干燥方式均能得到疏松多孔的组织结构,真空脉动干燥所得枣片比气体射流和中短波红外干燥所得枣片组织结构更为疏松。从干燥时间来看气体射流冲击干燥耗时最短,但3种干燥方式所得红枣脆片色泽、维生素C保留率、复水性能和质地均以真空脉动干燥最优。该研究为低含油率和高品质红枣脆片的加工工艺选择提供了一定的理论依据。     

基于数值模拟的红枣片不同干燥方式热质传递仿真与试验

为揭示并对比红枣片热风干燥、红外热风干燥及红外真空脉动干燥中的传热传质及干燥动力学特性,并填补关于果蔬红外真空脉动干燥数值模型的研究空白。该研究使用菲克扩散定律、安托因方程及比尔朗伯定律等控制方程分别建立了针对三种干燥方式的红枣片三维热质传递耦合数值模型,并利用试验数据对模型的可靠性进行验证。该研究基于枣片的实际几何尺寸进行建模并利用COMSOL求解。结果表明：1）与热风干燥相比,红外热风与红外真空脉动干燥分别缩短了46.43%和41.07%的干燥时间,且仿真结果与实测值吻合较好;2）温度场模拟图显示红外辐射可有效对红枣片内部进行加热,干燥20 min时红外热风和红外真空干燥的物料中心温度较热风干燥分别提高了11.33%和5.59%;3）模拟数据显示红外真空脉动干燥中的压力变化对干燥动力学产生了明显影响,其中含水率和干燥速率随压力脉动分别呈现阶梯状和峰状分布,并且干燥速率对压力变化的敏感性随着物料含水率的下降而下降;4）将测得的红枣片品质及质构特性与仿真数据进行综合对比,给出了关于分段组合干燥研究方向的见解,并对果蔬干燥数值模型的发展方向进行展望。该研究建立并验证了红枣片三种干燥方式下的数值模型,并结合模拟结果对各干燥过程的特点进行分析,对未来不同果蔬数值模型的建立及干燥机理的研究具有重要意义。     

真空冷冻预干燥对压差膨化干燥果蔬脆片质地特性的影响

为探索预干燥处理对不同果蔬脆片结构及质地特性的影响，该研究采用真空冷冻干燥作为预干燥，并选取了3个水分转换点（60%、45%、30%），对预干燥过程中6种典型果蔬(苹果，梨，桃，山药，马铃薯，青萝卜)水分状态、细胞结构、收缩率、孔隙度、应力-松弛特性与质地特性进行测定与分析。结果表明，随着预干燥的进行，水分含量逐渐降低，自由水逐渐散失，以不易流动水为主，收缩率逐渐减小，孔隙度逐渐增大，硬度、咀嚼性、弹性模量逐渐增加；水分转换点为60% 时不同果蔬脆片具有较高的硬脆度，其中马铃薯与山药脆片硬度较高，桃与梨的脆片脆度较高；水分转换点为30%时，6种果蔬的孔隙度最高，且青萝卜的孔隙度显著高于其他果蔬（P < 0.05）；在干燥后期，果蔬样品骨架基本形成，且收缩率较低，致使内部孔隙度变大；由相关性分析可知真空冷冻预干燥过程中水分转换点、孔隙度与果蔬脆片质地特性极显著相关（P < 0.05），研究结果可为预干燥对果蔬脆片质地影响提供参考。     

污泥低温干燥动力学特性及干燥参数优化

为了研究污泥的低温干燥动力学特性,以薄层污泥为研究对象进行了低温干燥试验,探讨了温度、薄层厚度以及风速对污泥水分比和干燥速率的影响,并对低温干燥参数进行了优化.结果表明:污泥低温干燥过程主要由升速和降速段组成,其中降速阶段存在第一、第二降速阶段;不同低温干燥条件下的第二临界含水率变化不大,大致在0.5g/g(干基)附近.使用决定系数R2、卡方χ2及均方根误差RMSE对6种常用干燥模型进行评价,结果表明Midilli模型的平均R2最大、平均χ2及RMSE最小,分别为0.9998、2.46×10-5、0.0042,是描述污泥低温热风干燥的最优模型.根据Fick第二定律和Arrhenius方程,得到5、10和15mm厚度污泥在50~90℃热风干燥的水分有效扩散系数和活化能.正交试验得到相对单位能耗最优干燥工艺为:温度90℃、风速0.8m/s、厚度10mm,平均干燥强度最优工艺为干燥温度90℃、风速0.8m/s、厚度5mm.试验结果可为后续研究污泥热泵干燥及太阳能-热泵联合干燥提供参考.     

气流膨化甘薯片的工艺优化

：为了对甘薯片气流膨化工艺进行优化,在单因素试验的基础上,采用三因子二次正交旋转组合设计,分析了膨化温度、抽空干燥温度和抽空干燥时间对产品的硬度、脆度和色泽的影响,并对变量进行了响应曲面分析。研究结果表明,膨化温度、抽空干燥温度和抽空干燥时间对甘薯片的品质指标有显著影响;得出的较佳气流膨化甘薯片工艺参数组合为：膨化温度91℃,抽空干燥温度75℃,抽空干燥时间47 min。研究结果可以为气流膨化甘薯片的工业化生产提供参考。