热风-脉动压差闪蒸干燥对苹果片水分及微观结构的影响

该文应用菲克第二定律、采用低场核磁共振及磁共振成像系统（MRI,magnetic resonance imaging）、差示量热扫描、扫描电子显微镜等技术,分析不同预干燥温度对苹果片脉动压差闪蒸干燥过程中水分扩散和微观结构的变化。试验结果显示：随预干燥温度升高,水分扩散速率加快,有效水分扩散系数随温度升高而变大,整体范围在9.84×10-9～7.24×10-8 m2/s;干燥作用引起水分状态由高自由度向低自由度迁移,自由水含量在干燥初期迅速降低,不易流动水含量先增加后降低;MRI结果表明：苹果鲜样水分集中于中心部位,随干燥进行,水分向外扩散并均匀分布于样品中,含水率的降低,导致图像亮度呈现降低趋势,同时样品表现出向中心收缩的现象;脉动压差闪蒸干燥过程中,含水率与玻璃化转变（Tg）和水分活度（aw）之间表现出极显著相关性（R＞0.90,p＜0.01）,含水率的降低引起Tg升高、aw降低,且Tg与aw之间呈线性相关（R2＞0.81）;水分的散失导致微观结构发生变化,细胞破裂形成空腔,脉动瞬间的真空作用促使苹果片多孔海绵状结构进一步形成,赋予其酥脆口感。该试验可以为苹果片在脉动压差闪蒸干燥方面提供理论依据和技术参考。     

果蔬热风穿流干燥换向通风的研究

以豇豆为典型物料,利用热风穿流干燥试验台,进行了换向通风干燥的试验研究,得出了不同换向时间对干燥过程的影响规律,及其与能耗关系的回归方程式,得换向时间为0.5h时,能耗最低的结论,并在箱式穿流干燥机上进行了验证试验。     

热风真空联合干燥对银耳品质及其微观结构影响

研究热风——真空联合干燥对银耳品质的影响.以银耳收缩率、复水比、色泽、多糖含量以及微观结构等指标评价联合干燥效果,并与单独的热风干燥和单独的真空干燥进行对比,分析联合干燥的成本优势.结果表明,不同联合干燥条件热风60℃——真空50℃、热风60℃——真空60℃、热风60℃——真空70℃干燥效果均较好,干制后的银耳收缩率不低于60％,复水比可达12以上,多糖含量22％以上,并具有良好的微观组织结构,相比单一的真空干燥和冷冻干燥,联合干燥成本分别降低19％和51％.热风——真空联合干燥作为一种高品质、低能耗的干燥方式值得推广.     

果蔬减压干燥试验

该文对减压干燥的机理进行了探讨,在试验的基础上,分析了几种果蔬的减压干燥过程及其特点,并与热风干燥进行了比较。     

苹果冷冻-热风联合干燥体积收缩机制

为降低冻干苹果能耗,同时获得具有良好外观的脱水产品,该研究将冷冻-热风联合干燥应用于苹果脱水加工,并从水分迁移角度探究此过程中产品的收缩机制。选取4个水分转换点（干基含水率分别为1.00、0.76、0.53和0.33 g/g）对苹果进行联合干燥处理,并对脱水产品收缩率、质构特性、微观结构、孔隙分布及样品在热风干燥阶段的水分迁移与分布进行测定及分析。结果表明,联合干燥样品的收缩情况显著（P<0.05）优于单一热风干燥样品,且转换点对样品收缩率影响较大（收缩率6%～45%）,当转换点干基含水率低于0.53 g/g时,联合干燥样品没有出现明显的体积收缩现象。随着转换点干基含水率的升高,样品的收缩程度增大,并出现不同程度的中心塌陷,且孔隙率逐渐减小,但相应能耗降低。产品收缩主要发生在热风干燥过程的升速阶段,在此阶段样品自由水含量大幅减少,结合水与不易流动水未发生明显改变,样品内部水分在湿度差的作用下向表面迁移,这是导致联合干燥样品发生体积收缩的关键机制。该研究结果可为冷冻-热风联合干燥高效生产良好外观的脱水苹果提供数据支撑及理论参考。     

射频辅助热风干燥对红枣脆片质构特性和微观结构的影响

为解决热风干燥后枣片表面硬化结壳、酥脆性差的问题,该研究在热风干燥过程中加入射频热处理,研究不同温度(55、65和75℃)枣片质构特性和微观结构的变化规律,并从微观角度探索射频热处理对热风干燥枣片质构变化的影响机理.研究结果表明:干燥过程中,枣片硬度与咀嚼性呈现先下降后上升的变化趋势,弹性、内聚性和回复性的变化趋势则为...     

热风干燥条件对马铃薯全粉糊化品质的影响

为了改善马铃薯脱水制品的干燥工艺,该文以薄层干燥试验为基础,研究了不同热风温度(40、50、60、70、80、90℃)、风速(0.5、1.0、1.5、2.5、3.5 m/s)和切丁长度(2.5、5、10、15 mm)对马铃薯全粉的糊化特性的影响。采用扫描电子显微镜和差示扫描量热仪对马铃薯全粉的微观结构和糊化特性进行分析,并测定了其吸水性。研究表明,糊化焓值可以表征马铃薯全粉的糊化水平,焓值越高,糊化水平越低;糊化起始温度的范围为62.31~64.96℃,终止温度的范围为70.16~74.19℃,比纯淀粉制品糊化温度高;高于糊化温度进行干燥时,淀粉不会完全糊化;0.5~2.5 m/s风速干燥的样品糊化焓值没有显著差异(P0.05),3.5 m/s干燥的样品焓值显著小于其他风速干燥样品;马铃薯全粉焓值随切丁长度增大而显著减小(P0.05);不糊化样品吸水性没有显著差异(P0.05),吸水性随糊化程度的增强而显著增强;热风干燥条件为温度70℃,风速1.0 m/s和切丁长度10 mm时,马铃薯全粉的糊化程度较低。研究可为热风干燥制备未糊化的马铃薯全粉提供理论基础。     

热风干燥过程相对湿度对香菇品质的影响

为了研究干燥介质相对湿度对香菇品质的影响,该研究将计算机视觉在线检测技术应用于基于温湿度过程控制的热风干燥技术中,利用4种不同的相对湿度控制方法对去柄香菇进行干燥：连续排湿、全程设定恒定相对湿度（全程40%,全程30%,全程20%）、阶段降低相对湿度以及后期迅速降低相对湿度（30%优化,阶段降湿优化）。利用图像信息实时获取香菇外观品质,探究了香菇干燥过程中收缩率、圆度、表面褶皱率（Ratio of Wrinkled Surface Area,RWSA）与纹理特征（对比度、能量）的变化,并利用扫描电镜图像上香菇细胞的长宽比表示干香菇的微观结构,采用气相色谱-离子迁移谱联用（Gas Chromatography-ion Mobolity Spectrometry,GC-IMS）技术获取干香菇的风味成分。研究结果表明,相对湿度对香菇细胞的收缩率、圆度、纹理特征以及结构与复水比均有显著性影响（P < 0.05）,全程40%与全程20%组分别由于其相对湿度过高与维持时间过长,导致干燥时间延长,香菇表面硬化程度降低,收缩率增加,圆度降低,表面褶皱增多且更细密,表面颜色对比度降低,香菇表面褶皱率达到最大值的时间与香菇复水比呈正相关关系（r = 0.88）,香菇表面褶皱率达到最大值的时间越晚,香菇复水比越高,通过香菇褶皱率变化可预测香菇复水比。而优化组（30%优化、阶段降湿优化）可缩短干燥时间,加速香菇表面硬化,保持香菇外观品质,虽然其干制品复水比,微观结构与风味成分均不如连续排湿组,但其咀嚼度（P < 0.05）与弹性更高。综合考虑干燥时间与干香菇的品质,优先采用连续排湿,其次采用30%优化的方式干燥香菇。研究结果为香菇干制工业化生产提供参考。     

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)相较于未超声对照组,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模型决定系数R²(0.989 1～0.995 0)较高,均方根误差RMSE(0.024 2～0.035 1)及卡方值χ²(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...     

果蔬干燥过程的水分跨膜传输模型构建

为了较真实地描述干燥过程中果蔬组织内水分的传输情况,该文回顾了多孔介质干燥过程及相关研究模型。针对果蔬组织生理学结构及其特征,提出了干燥过程中水分在其内部的传输模型,并通过显微图像技术及热风干燥试验对模型中相关参数进行了试验测定。建立的水分跨细胞膜传递模型有效计算了水分在果蔬组织内部的跨细胞壁传输过程。研究结果表明:果蔬组织中约90%的水分存在于细胞内;干燥过程中水分迁移的过程为:首先细胞内液泡中的水分跨细胞膜流出至细胞间隙,该过程可通过水分跨膜传输通量(JV)来计算;然后,进入细胞间隙的水分可视为一般多孔介质内的孔道水分扩散过程用传统的孔道网络模型进行计算。     

果蔬类多孔介质干燥传质过程的分子动力学模拟

果蔬类多孔介质内部水中溶解有大量的营养物质（溶质）,在干燥过程中溶质的迁移与湿分的传递同时进行,其内部微孔内的干燥传质机理尚不明确。为了揭示果蔬类多孔介质干燥过程中内部溶液的迁移机理,确定果蔬微孔结构特性对干燥传质过程的影响规律。该研究采用分子动力学方法模拟研究了果蔬类多孔介质微孔道中的干燥传质过程,构建了光滑壁面溶液扩散过程模型与粗糙壁面溶液扩散过程模型。模拟过程采用SPC/E水分子模型,选取OPLS-AA全原子力场和正则系综,溶液势函数选用静电库伦相互作用与Lennard-Jones相互作用,中心水分子的初始速度由高斯分布给出,采用Velocity-Verlet算法,用SHAKE算法固定水分子,x、y方向施加周期性边界条件,z方向上施加固定壁面边界条件。从分子水平模拟分析了果蔬类多孔介质内部溶液的扩散过程,并以马铃薯的热风干燥试验结果进行模型的验证。得出试验值与KCl溶液粗糙壁面模型的模拟值最为接近,其最大相对误差为17.39%;与纯水模型的模拟值相差最大,说明溶质的存在对水分扩散系数的影响不可忽略,且粗糙壁面模型更接近于真实孔道结构。从径向分布函数分布可以看出K+、Cl-对水分子的氢键结构有破坏作用。K+、Cl-均存在两层水化层,H2O分子以O原子靠近K+,以H原子靠近Cl-。溶质浓度、孔道直径、壁面粗糙度因子和相面积分数均对孔隙中的水分扩散系数有重要影响。随着孔道内KCl溶液质量分数的增大,其水分扩散系数逐渐减小。孔道直径变大、粗糙壁面粗糙度因子减小和粗糙壁面相面积分数增大,均会导致干燥过程中水分扩散系数增大。研究结果为果蔬干燥品质及工艺优化分析提供了理论依据。     

鲍鱼热风、晾晒干燥的比较试验

以鲍鱼为原材料进行热风干燥和室外晾晒干燥试验,通过探究两种干燥方式的干燥速率以及干燥样品色泽、风味成分和微观结构变化的差异,对两种干燥方式进行对比.结果表明:热风、晾晒干燥过程都先经历短时升速干燥阶段,然后进入降速阶段;完成干燥所需的时间,热风干燥约为晾晒干燥的一半;两种干燥方式均使水煮鲍鱼的里味氨基酸含量显著上升,且热风干鲍较晾晒干鲍更具优势.两种干鲍微观结构差异较大,晾晒样品肌纤维收缩均匀、结构致密,热风干燥样品肌纤维收缩剧烈、组织构造较松散;热风干燥褐变反应比晾晒样品明显.相较于传统的自然晾晒方式,热风干燥具有优势,是一种良好的替代方法.     

马铃薯薄壁细胞组织一维等温干燥模型

为真实描述植物薄壁细胞物料干燥过程的水分传输机理,该文基于组织生理结构、微观参数测量技术和细胞结构变化,提出了适用于整个低温对流干燥过程的薄壁细胞组织模型。模型假设组织由细胞聚集而成,细胞由细胞壁、细胞膜和细胞腔模型溶液组成。细胞壁中的水分为纯水,干燥过程中细胞壁仅变形,不收缩;细胞膜为理想半透膜,集总了真实细胞内所有的跨膜渗透效应;模型溶液中的水分扩散则代表了真实细胞内部所有的扩散效应;干燥过程中,细胞膜始终紧贴细胞壁,细胞失去膨压后,塌陷收缩。基于组合参数传输模型建模方法构建了考虑细胞和收缩的一维传质模型。模型中细胞尺度的水分传输为局部水势平衡假设下的细胞腔到细胞腔、细胞壁网络和细胞气相间隙传输,宏观传递系数直接由细胞传输特性推演获得。模拟和试验表明:平均干基含水率不低于1.0 kg/kg时,模型可准确预测马铃薯组织的干燥过程,相对误差不超过20%。模型分析揭示:马铃薯组织干燥过程水分传输途径的优先级为细胞腔到细胞腔细胞壁网络细胞间隙。     

西洋参分段式热风干燥动力学模型构建

针对直接将干燥时间带入干燥动力学模型无法准确得到分段式干燥各干燥阶段水分比的问题,提出了一种适用于分段式干燥的干燥动力学模型计算方法,可用于分析分段式干燥过程中水分比变化规律。对西洋参进行了干燥试验研究并对试验结果进行了非线性拟合,表明Modified Page模型适用于西洋参热风干燥的干燥动力学;通过对干燥条件和干燥常数的线性回归分析得到了偏回归系数,基于该偏回归系数对西洋参分段式干燥过程进行分析,得到了西洋参分段式热风干燥中各段的干燥动力学模型。利用所提出的计算方法对西洋参分段式干燥过程中水分比变化情况进行了计算,并将计算结果与西洋参分段式热风干燥试验结果进行了对比分析,发现计算结果与试验结果最大相对误差为7.44%,平均相对误差仅为1.78%。表明所提出的分段式干燥动力学模型计算方法可用于分析西洋参干燥过程中的水分比变化。     

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。     

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。     

微波真空与热风组合干燥扇贝柱的研究

利用不同的微波真空和热风组合方式对扇贝柱进行干燥试验研究,并与单纯微波真空干燥及单纯热风干燥进行比较,研究结果表明,利用微波真空+热风+微波真空的组合干燥方式进行扇贝柱的干燥,所需干燥时间比单纯热风干燥缩短50%以上,干燥扇贝柱的收缩率和复水率比单纯微波真空干燥均有不同程度的改善,抗破碎能力明显优于热风干燥。在微波功率和真空度分别为3 W/g和0.090 MPa、热风干燥温度为70℃的条件下,利用MV5(min)+AD120(min)+MV和MV5(min)+AD180(min)+MV两种组合干燥方法,所得干燥扇贝柱的10 min复水率和20 min复水率分别达到42.19%、89.85%和83.2%、106.5%,收缩率减小到49.43%和53.71%,干燥扇贝柱具有良好的感官品质(色泽嫩黄、表面无缝隙、形状保持完好等)和适中疏密程度的组织结构,是较优的扇贝柱干燥参数组合。     

风干白鲢的热风干燥模型及内部水分扩散特性（简报）

白鲢(Hypophthalmichthyx mortitrix)鱼块经腌制后,用热风干燥制成风干鱼,研究鱼块干燥曲线及内部水分扩散特性,为风干白鲢的工业化生产提供理论参数.结果表明,提高热风温度和风速能明显加快鱼块的干燥速率、缩短干燥时间.基于Fick扩散定律建立的风干白鲢的干燥模型具有较高的拟合精度.干燥过程中鱼块的有效水分扩散系数随含水率的降低先减小后增大,随热风温度和风速的提高而增大.平均有效水分扩散系数为1.3×10-11-4.3×10-11m2/s.     

辣椒热风干燥特性的研究(简报)

为了为辣椒热风干燥及设备参数的调整提供理论依据,该文对辣椒进行热风干燥试验,研究其在不同热风温度、风速和装载厚度条件下的热风干燥特性.分析试验得出的不同条件下的干燥特性曲线,然后运用Marlab软件对散点图进行有效拟合,并将其转化成干燥速率曲线.结果表明:温度对辣椒干燥的影响最大,其次为风速和装载厚度;辣椒的干燥过程在初期的大多数时间内处于恒速干燥阶段,然后则处于缓慢降速干燥阶段.