超声预处理对半干型荔枝干干燥时间的影响

为探讨半干型荔枝干在干燥前用超声波预处理对其干燥时间的影响,在单因素试验获得效果的基础上,进一步利用响应曲面分析法对超声波预处理条件进行优化,建立了数学回归模型;并对相关机理进行了初步探讨。结果表明：干燥前的超声波预处理能够缩短其干燥时间;预处理的优化条件为：超声频率40 kHz,超声时间32.6 min,超声功率 354 W;在优化条件下预处理后,荔枝干燥至其果肉湿基含水率约为32%时的预测干燥时间为15.65 h,而未处理荔枝所用时间需26.80 h;验证试验实测时间为15.93 h,表明数学回归模型所得的预测值与实测值有较好的一致性;电镜扫描结果表明超声预处理对荔枝内外果皮结构有明显影响,此结果可较好地解释超声预处理能够缩短荔枝干燥时间的机理。     

脉冲真空渗透预处理改善热泵干燥罗非鱼片品质

为了获得脉冲真空浸渍预处理条件对热泵干燥罗非鱼片品质的影响,以白度、脱水效率指数(DEI,dehydration efficiency index,)、Ca2+-ATPase活性、复水率和质构为检测指标,结合综合评分,进行了以循环率(真空维持时间/常压维持时间)、循环次数、真空压力和海藻糖浓度为预处理变化条件下单因素影响的系列试验。结果表明:在其他条件不变的情况下,每个单因素均有一个使干燥品质达到最佳的因素范围和最佳值。循环率在4∶4~5∶1min/min之间变化时,其综合品质较好,且以循环率为4∶2min/min时,综合评分达到最高。循环次数在3~5之间变化时,其综合品质与对照组相比提升幅度较高,且循环次数为4时,综合评分最高。脉冲真空压力在4~16 kPa之间变化时,对热泵干燥罗非鱼片的综合品质的提升效果较好,且真空压力为10 kPa时,综合评分最高。海藻糖质量浓度在90~170 g/L的范围内变化时,综合品质的提升效果较好,且海藻糖质量浓度在130 g/L时综合评分值最高。与常压渗透对照组相比,各品质指标都得到了不同程度的提升,各指标达到的最大升幅分别为:白度17.9%,复水率80%,Ca2+-ATPase活性93.6%,差异显著(P0.05)。脉冲真空条件下的浸渍预处理可以有效提升热泵干燥罗非片的综合品质,研究结果为改善同类产品干燥的预处理工艺提供参考。     

适宜添加剂预处理提高罗非鱼片冻融-热泵干燥品质

为了获得添加剂预处理对罗非鱼片冻融-热泵干燥品质的综合影响,并为真空冷冻干燥提供常压低温干燥的替代比较,以罗非鱼片为试验材料,选取海藻糖、山梨醇和麦芽糊精3种添加剂,进行了不同质量分数的添加剂浸渍预处理对罗非鱼片冻融结合热泵干燥过程影响的系列试验,获得了干燥曲线,品质指标变化规律和试验条件下的最佳工艺条件,并与热风干燥,热泵干燥和真空冷冻干燥所得样品性能进行了对比试验。结果表明:合适的预处理添加剂及其质量分数能对冻融结合热泵干燥方式产生有利的促进作用,能取得提高干燥速度和改善干燥品质的双重效果,且以质量分数为15%的海藻糖溶液浸渍处理获得的效果较佳,在较佳工艺下获得的罗非鱼片的干燥品质综合评分比热风干燥和常规热泵干燥分别提高了40.18%和33.57%,相比于不经添加剂预处理的对照组有25.41%的提高,与真空冷冻干燥比仅低了4.39%,但其常压干燥条件比真空冷冻干燥的真空条件有较大程度的改善,研究结果能为水产品的常压低温干燥提供参考。     

超声预处理对猕猴桃水分状态及热风干燥特性的影响

为了进一步明确超声预处理技术对猕猴桃及其热风干燥的作用效果,该文研究了200～600W超声功率和10～30 min超声时间对猕猴桃片中水分状态和分布、营养成分和后续热风干燥过程中干燥特性、水分迁移规律,以及干燥后样品的微观结构、色泽和质构特性的影响。超声预处理能够引起猕猴桃片中水分流动的变化和重新分布,从而加快热风干燥过程中水分的迁移和蒸发,并且增加超声功率比延长超声时间引起的水分变化更明显。与对照组未处理的样品相比,超声预处理会引起猕猴片中可溶性固形物、可滴定酸和抗氧化成分的减少。核磁共振成像结果表明猕猴桃片中的水分在热风干燥过程中由外表面向内部逐渐去除,水分含量逐渐降低。超声预处理在猕猴桃片内部产生微观通道和褶皱,从而改变了猕猴桃片内部的水分状态和分布,加速了热风干燥阶段水分的迁移和去除,使热风干燥速率比对照组的样品提高了7.6%～17.5%。此外,超声预处理对猕猴桃片干燥后的色泽没有显著影响(P0.05),并且降低了干燥后样品的硬度、胶着度、咀嚼度和回复性等(P0.05)。综合分析,超声功率400 W作用20 min或600 W作用10 min预处理条件比较合适,该结果为超声预处理技术在猕猴桃热风干燥加工中的应用提供了一定的参考。     

基于控温控湿的沙棘红外联合热风干燥均匀性与工艺

新鲜沙棘含水率高且易腐烂变质,干燥是延长货架期的重要方式之一。针对现有沙棘热风干燥周期长、品质差、能耗高等问题,该研究基于控温控湿设计了一种红外联合热风干燥装置,并对装置的气流分配室结构进行了优化,设计了一种圆柱形扰流板和方形挡风板,利用数值模拟软件COMSOL对干燥装置中速度场、温度场和湿度场进行了模拟,结果表明通过增加半圆柱扰流板能够改变干燥层间气流量,解决干燥不均匀性问题;借助增设扰流板能够提高气流速度,利用自由流区域高温低湿干燥介质的干燥能力,防止干燥层内不同区域出现干燥不均匀的现象。优化后的干燥室结构将5个干燥层间的最大速度偏差比显著降低。以沙棘为研究对象对干燥工艺进行了试验研究。结果表明,不同干燥温度对沙棘控温控湿红外联合热风干燥时间有显著影响,干燥水分比随干燥时间的增加呈现指数下降趋势。基于层次分析法得到各干燥特性和干燥品质权重,采用综合评价方法得到不同干燥温度下75 ℃干燥条件综合评分最高。不同介质湿度干燥条件下,当介质湿度为10%干燥时,干燥所需能耗最低,干燥后沙棘复水比最高,具有最高的维生素 C(vitamin C,Vc)保留率和总黄酮含量,综合评分最高。40%介质湿度不同持续时间下,40 min得到的沙棘亮度值、复水比、Vc保留率和总黄酮含量最高,综合评分最高。该研究明确了控温控湿沙棘红外联合热风干燥最优工艺,对提升沙棘产地初加工机械化水平,促进沙棘产业健康持续发展具有重要意义。     

茯苓采后不同加工工艺模式评价

为改良优化茯苓加工工艺,改善茯苓加工品质,该文首先将茯苓采后加工流程划分为“预处理”、“剥皮”、“切制”、“干燥”4个环节。结合实地调研情况,并在进行预处理环节、干燥环节技术创新优化的基础上,将茯苓采后加工工艺模式总结为3种：散户加工工艺模式、企业加工工艺模式、改良加工工艺模式。以实地大生产环境为基础开展试验研究,采集计算了3种采后加工工艺模式的人工费、原料费、能源费、工具设备费、利润、收益率等经济性指标数据;采集计算了预处理效率、剥皮效率、切制效率、干燥效率等加工效率指标数据;对成品外观进行了评价,测定了成品率、茯苓多糖质量分数,形成了品质指标数据;并基于经济指标、效率指标、品质指标对3种采后加工工艺模式进行了综合评价。结果表明：1）改良加工能够有效的优化成本投入结构,均衡成本投入比例,稳定成本投入;3种采后加工工艺模式的利润、收益率分别为改良加工1.91元/kg、18.73%,散户加工1.40元/kg、14.23%,企业加工1.17元/kg、12.43%,均表现为改良加工＞散户加工＞企业加工,改良加工具有更好的运营价值。2）改良加工工艺模式的干燥效率是企业热风干燥的2.95倍,是散户自然晾晒干燥的20.79倍,改良加工能够在保证品质的前提下有效减少干燥时间,保证茯苓加工的及时进行,避免天气变化带来的霉变等不良影响。3）3种采后加工工艺模式成品外观的评分分别为散户加工91、企业加工75、改良加工87,散户加工工艺模式与改良加工工艺模式成品茯苓丁品相佳。4）茯苓采后加工工艺模式成品率、茯苓多糖质量分数的试验测定均值分别为散户加工40.28%、34.69 mg/g,企业加工39.23%、27.09 mg/g,改良加工44.05%、34.79 mg/g,均表现为：改良加工＞散户加工＞企业加工;“发汗”预处理与真空脉动干燥技术的结合应用能够有效的保证茯苓品质。综合评价结果表明,茯苓的采后加工宜采用改良加工工艺模式。研究结果可为茯苓采后生产加工提供参考。     

香菇分段变温红外喷动床干燥工艺参数优化

为获得节能低耗和品质较优的干香菇，利用红外喷动床干燥设备，对香菇分段变温干燥工艺进行试验研究。在单因素试验基础上运用Box-Behnken Design优化试验，研究前期风温、转换点含水率和后期风温对单位能耗、粗多糖含量、亮度L*值和收缩率的影响，通过加权综合评分法推导多项式回归模型，优化红外喷动床干燥工艺参数。经响应面优化的干燥参数为：前期风温56.00 ℃、转换点含水率53.00%、后期风温72.00 ℃，该工艺下单位能耗为143.52 kJ/g、粗多糖含量9.98 mg/g、亮度L*值68.11、收缩率83.15%，综合评分值为35.37，与预测值拟合度高达99.27%，表明应用红外喷动床干燥取得的香菇制品能满足当前香菇干燥的发展趋势及需求，为香菇干制品的综合应用及生产加工提供参考。     

响应面法优化酒糟微波间歇干燥工艺

为了优化酒糟干燥工艺,保证酒糟干燥后品质,选择微波间歇干燥方法进行试验研究。以干燥速率、能耗、品质为目标,利用隶属度的综合评分法对3个目标综合评分。根据响应面中心组合设计理论,用响应面法探讨了微波功率、糟层厚度、脉冲比对酒糟微波间歇干燥工艺的影响,建立了二次多项式回归模型,并对干燥工艺参数进行了优化。结果表明,3个因素对综合分的影响大小依次为：脉冲比＞糟层厚度＞微波功率;酒糟微波间歇干燥的最佳工艺参数为：微波功率为480 W、糟层厚度为2.78 cm、脉冲比为6.625,此时得到最大综合分为0.723。为进一步研究酒糟微波干燥设备及工艺提供了理论依据。     

脱毒海星微波真空干燥工艺优化

为了提高脱毒海星干燥效率、品质及降低能耗,选择微波真空干燥方法进行试验研究。通过单因素试验研究了微波功率密度、脉冲时间及真空度对干燥特性、能耗及蛋白质保留率的影响。结果表明,在3~7 W/g、20~60 s和-0.070~-0.090 MPa范围内,较高的微波功率密度、较长的脉冲时间和较高的负压会缩短干燥时间、提高干燥平均速率、降低能耗;提高微波功率密度不利于蛋白质的保留,缩短脉冲时间和提高负压可提高脱毒海星的蛋白质保留率。利用响应面法探讨了微波功率密度、脉冲时间及真空度对脱毒海星微波真空干燥工艺的综合影响,建立了二次多项式回归模型,并对干燥工艺参数进行了优化。通过分析得出各因素影响的显著性依次为微波功率密度脉冲时间真空度,微波功率密度、脉冲时间对脱毒海星微波真空干燥有极显著性影响(P0.01),且微波功率密度与脉冲时间的交互作用比较明显(P0.05);脱毒海星的最佳微波真空干燥条件为微波功率密度为4 W/g,脉冲时间为60 s和真空度为-0.090 MPa,在此条件下脱毒海星微波真空干燥的综合评分最高,为0.751。研究结果可为脱毒海星干燥的工业化生产和有效利用提供参考。     

青花椒真空脉动干燥特性及干燥品质工艺优化

为提升青花椒的干燥品质,减少其色泽褐变和风味物质流失等问题,该研究采用真空脉动干燥技术加工青花椒,并以热风干燥试验为对照组,研究了不同干燥温度、真空保持时间和常压保持时间对青花椒干燥特性及其品质的影响。在单因素试验基础上进行Box-Behnken中心组合试验设计,以青花椒的平均干燥速率、挥发油、酰胺含量、色差、开口率5个指标进行响应面优化分析。试验结果表明,Weibull模型可精确拟合青花椒真空脉动干燥曲线(R~20.99)。干燥温度升高可在一定程度上提高青花椒的干燥效率和开口率,减少褐变和挥发油损失,同时酰胺类含量随干燥温度上升而有所下降。根据响应面试验结果,各因素对青花椒干燥综合评分的影响效果由大到小顺序为:干燥温度、真空保持时间、常压保持时间。优化的工艺参数为真空脉动干燥温度61.4℃、真空保持时间5 min、常压保持时间5 min,综合评分值达8.06,验证试验结果偏差仅为2.6%。研究结果为青花椒真空脉动干燥应用提供参考。     

成膜预处理提高扇贝柱超声波辅助热泵干燥效率及品质

热泵干燥（Heat Pump Drying,HPD）因条件温和、能效高,特别适用于水产品的干燥。但是,由于HPD温度低,导致干燥时间长、干制品品质劣变严重,限制了HPD在水产品中的应用。为了强化扇贝柱HPD效率,提高干制品品质,该研究首先采用超声波（Ultrasonic,US）预处理扇贝柱,然后再分别采用3种可食性膜（海藻酸钠（Sodium Alginate,SA）,低甲氧基果胶（Low-Methoxy Pectin,LMP）和印度树胶（Gum Ghatti,GG））预处理,US处理后未经过成膜预处理的扇贝柱作为对照组（Control Group,CK）,探究成膜预处理对扇贝柱US辅助HPD动力学及品质特性的影响。基于低场核磁共振（Low-Field Nuclear Magnetic Resonance,LF-NMR）技术,采用单变量线性（Univariate Linear,UL）模型和偏最小二乘回归（Partial Least Squares Regression,PLSR）模型量化扇贝柱LF-NMR弛豫参数与干制品含水率（Moisture Content,MC）和水分活度（Water Activity）的关系,以期监测扇贝柱HPD进程。研究结果表明：相比于CK,成膜预处理导致扇贝柱有效水分扩散系数（Effective Moisture Diffusivity）提高了1.32%～8.41%。SA和GG成膜预处理可以减缓扇贝柱干燥过程中不易流动水向结合水迁移的速率,同时增加了干燥过程中自由水的流动性,进而强化了干燥效率。相比于CK,SA和GG成膜预处理增加了扇贝柱硬度、弹性、内聚性和咀嚼性,降低了复水比、收缩率和总色差值;而LMP成膜预处理降低了硬度和总色差值。综合考虑,US-SA为扇贝柱US辅助HPD较适合的预处理方式。LF-NMR横向弛豫时间与大部分干制品品质之间具有显著（P<0.05）关联性。扇贝柱LF-NMR图谱中,当横向弛豫时间主峰<10 ms时,而且仅出现1个主峰,即可作为扇贝柱干燥终点。UL模型表明,MC和水分活度与不易流动水峰面积和总峰面积呈显著（P<0.05）正相关,与结合水峰面积呈显著（P<0.05）负相关。PLSR模型表明,以4个LF-NMR参数为变量的回归模型可高精度地预测MC和水分活度。该研究为扇贝柱热泵干燥增效、保质提供一种新型非热力预处理方式;同时,基于LF-NMR技术,为快速、无损监测扇贝柱热泵干燥进程提供理论依据和实践参考。     

超声预处理对荠菜微波干燥品质的影响

为提高荠菜的微波干燥品质,采用不同超声功率（4、6、8和10 W/g）对荠菜进行预处理,研究荠菜的传质特性、微观结构、水分分布、酶活性、微波干燥特性、色泽、复水性、营养成分和风味特性。结果表明：1）超声预处理显著降低了荠菜中过氧化物酶（peroxidase,POD）和多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）活性（P<0.05）,提高了干物质损失率;2）超声预处理后,荠菜内部细胞间隙及直径增大,荠菜的水分自由度增大,当超声预处理功率为6 W/g时,细胞结构较为完整;3）超声预处理促使荠菜微波干燥速率提高,超声预处理功率为6 W/g时,荠菜干燥速率较高,有效水分扩散系数为2.153 1×10^?6 m²/s;4）荠菜微波干燥动力学模型拟合结果显示,Page模型R²值（0.989 1～0.995 0）较高,RMSE（0.024 2～0.035 1）及χ2值（0.000 6～0.001 2）较低,拟合效果最佳;5）超声预处理功率为6 w/g时,微波干制荠菜的复水比较高,叶绿素、总黄酮和总酚含量分别为39.29、24.66、7.70 mg/g,这三种营养成分含量均显著高于对照组（P<0.05）;6）相较于新鲜荠菜,超声预处理提高了微波荠菜干制品中的氮氧化合物、含硫化合物和芳香成分响应值及丰富度、咸味和酸味强度。综合分析,以6 W/g超声功率对荠菜进行预处理,荠菜微波干制品品质最佳。该研究可为荠菜精深加工提供一定的理论依据和技术参考。     

应用BP神经网络预测高压脉冲电场对果蔬干燥速率的影响

高压脉冲电场（HPEF）预处理果蔬可以提高果蔬干燥速率,改善干燥产品的品质,降低能耗。通过对白萝卜和苹果HPEF预处理干燥试验,探讨脉冲强度、作用时间和脉冲个数等预处理参数对干燥速率的影响。应用BP神经网络L-M训练法分析HPEF预处理参数与不同时间段干燥速率之间的关系。从而达到确定HPEF参数与不同时间段干燥速率之间因果关系的目的。研究结果表明,脉冲强度对干燥速率的影响比作用时间和脉冲个数对干燥速率的影响显著;建立白萝卜和苹果预处理干燥的BP神经网络仿真模型,并与实测值进行对比,用BP神经网络预测的干燥速率接近实测结果,具有较好的估计效果。     

山核桃坚果分段变功率微波干燥工艺参数优化

为了提高山核桃干果品质、缩短干燥时间和降低干燥能耗,以前期微波功率密度、转换点含水率和后期微波功率密度为试验因素,对山核桃坚果分段变功率微波干燥工艺进行了试验研究。通过单因素试验,研究了山核桃坚果微波干燥特性,确定了山核桃坚果微波干燥各因素合适范围。通过三因素五水平的二次回归正交试验,建立了三因素与失水速率、单位质量干燥能耗以及干燥后物料蛋白质保存率、不饱和脂肪酸保存率、感官品质指标综合分值的二次回归数学模型,分析了三因素对各指标影响的显著性。利用多目标非线性优化方法,确定了山核桃坚果分段变功率微波干燥的最佳工艺参数组合,即前期干燥微波功率密度为6.5 k W/kg,转换点含水率为23.4%(干基),后期干燥微波功率密度为3.3 k W/kg。在此条件下,山核桃坚果失水速率为4.072%/min、单位质量干燥能耗为3.467 k W·h/kg、蛋白质保存率为92.15%、不饱和脂肪酸保存率为91.63%、感官品质指标综合分值为35.28分。研究结果为山核桃坚果干燥加工生产提供一定的理论依据。     

辣椒热泵干燥特性及工艺参数优化

为了提高干制辣椒品质,降低干燥能耗,该文应用热泵干燥技术干燥辣椒。首先探究干燥温度和铺料厚度对干燥特性的影响,绘制出含水率和干燥速率变化曲线。在此基础上,将分阶段控温和改变铺料厚度结合起来对辣椒进行热泵干燥,运用响应面法中的Box-Behnken设计,考察第一阶段温度、第二阶段温度、铺料厚度和三者的交互作用对品质得分、单位能耗、干燥时间的影响,并建立回归方程,得出最佳工艺参数。结论如下:温度越高,干燥速率越大,含水率下降越快;铺料厚度越大,干燥速率越小,含水率下降越慢;第一阶段温度是影响单位能耗的主要因素(P0.05),较低的第一阶段温度能降低单位能耗;第二阶段温度对品质得分影响显著(P0.05),对干燥时间影响极显著(P0.01),第二阶段温度在60℃左右时能得到品质较佳的干辣椒,且在一定程度上提高了干燥效率;铺料厚度对品质得分、干燥时间的影响极显著(P0.01),对单位能耗的影响显著(P0.05),铺料厚度在45 mm左右干燥获得的辣椒品质较佳,而且能节约能耗,提高干燥效率。综合优化参数为:第一阶段温度48℃、第二阶段温度61℃、铺料厚度44 mm,在此工艺条件下获得的干燥辣椒品质得分为8.64,单位能耗为92.05 k J/kg,干燥时间为896.02 min。研究结果为热泵干燥技术应用于辣椒干制提供参考。     

乙醇浸渍对切片茄子干燥特性和品质的影响

为了提高切片茄子的干制品质、缩短干燥时间,对热风干燥前的切片茄子进行了乙醇浸渍处理。以不同干燥温度(45、55、65℃)、预处理乙醇体积分数(0、5%、15%)和茄子切片厚度(1.0、1.5、2.0 cm)为试验因素,以干燥时间及干燥后产品的干燥速率、色泽、复水比和微观结构为评价指标进行正交试验。试验结果表明:干燥温度、乙醇体积分数和切片厚度对干燥时间均有显著影响(P0.05);综合评价的影响顺序由大到小依次为:切片厚度干燥温度乙醇体积分数;切片茄子的干燥过程属于降速干燥,通过费克第二定律得到切片茄子的水分有效扩散系数在2.74×10-9~7.75×10-9 m2/s;切片厚度对干燥后茄子片的复水比有显著影响(P0.05),复水比随着切片厚度的增加而减少;乙醇体积分数对干燥后茄子片的色泽具有显著影响(P0.05),而且可以改变干燥后茄子的微观结构改善物料外观品质。当乙醇体积分数为15%、干燥温度为65℃、切片厚度为1.0 cm时,干燥时间为225 min,复水比为4.93,明亮度为88.24,既有较快的干燥速率又能够得到比较好的色泽。研究表明适宜体积分数的乙醇浸渍预处理能够提高切片茄子的干燥速率、改善色泽,为高品质切片茄子快速干燥提供了理论依据。