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苹果片微波间歇干燥特性研究及模型拟合
 

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更新日期:2018-03-22 22:44

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摘要:本文将微波间歇干燥技术用于苹果片干燥,研究了苹果片在700W600W450W250W功率,切片厚度为3mm5mm7mm9mm,加热时间4s5s6s7s下的干燥动力学特性,并建立了数学模型。试验结果表明苹果片微波间歇干燥过程属于降速干燥,综合考虑能耗和制品品质选取功率为450W,厚度为5mm,加热时间为5s为宜,水分有效扩散系数随着干燥功率的升高、切片厚度的增加、加热时间的延长而增加。用weibull模型、Two-term模型、Wang and Singh模型与试验数据相拟合,结果表明weibull模型可以较好地描述苹果间歇干燥试验过程规律。模型的尺度参数α随功率增大、厚度减小、加热时间增加而减小,功率、厚度和加热时间对形状参数β影响很小,β>1,表明物料在干燥前期存在延滞阶段,即在干燥前期干燥速率先升高后降低。

关键词:微波间歇干燥;苹果片;干燥特性;模型拟合

Abstract: In this paper, the microwave drying technology was applied to the drying of apple slices. The effects of microwave drying on apple slices were studied at 700W, 600W, 450W, 250W, slice thicknesses of 3mm, 5mm, 7mm, 9mm, heating time 4s, 5s, 6s, 7s Drying kinetic characteristics, and established a mathematical model. The experimental results show that the microwave drying process of apple slices belongs to slow drying, Considering the energy consumption and product quality selection of power 450W, thickness of 5mm, heating time of 5s is appropriate, the effective diffusion coefficient of water increases with the drying power, The thickness increases, the heating time increases. Weibull model, Two-term model and Wang and Singh model were used to fit the experimental data. The results showed that Weibull model could describe the intermittent drying process of apple. The size parameter α of the model decreases with the increase of power, thickness and heating time, while the power, thickness and heating time have little influence on the shape parameter β, β> 1, which indicates that the material has "lag" That is, in the early drying period, the drying rate increases first and then decreases.

Key words: microwave intermittent drying, apple slice, drying characteristic, model fitting

0引言                            

苹果作为我国第一大水果,占水果总量的30%左右。是最具竞争力的农产品之一。但苹果上市量集中,在营销、贮运、保鲜等方面的发展水平还很落后,加工率低,损失严重[1]。因此进行苹果加工转化具有重要的现实意义。

苹果脆片因其口感松脆、低脂肪、高纤维、富含维生素和多种矿物质,携带方便,保存期长等特点,成为非常流行的休闲果蔬食品[2]现有的干燥方式有真空低温油炸、真空冷冻干燥、微波真空干燥、热风干燥、太阳能干燥、红外干燥、气体流射干燥等[3]。而微波干燥具有快速、高效、低温等优点,能较好地保持食品原有的色、香、味及营养成分,目前已被广泛应用[4]Zhang [5]对甘蓝重组脆片在不同干燥方式下的表现进行了对比,实验结果证明提高微波强度或干燥温度可以明显缩短干燥时间,但是同样会对产品品质造成不利影响。Hongjie Pu6]探讨了相对湿度在微波干燥过程中对产品质量和干燥速率的影响。结果表明,补充水方法可以提供最好的产品质量,其次是加速和低气流方案。高流量和空气减速方案应该避免。张黎骅等[7]用响应面法优化酒糟微波间歇干燥工艺,得到了酒糟微波间歇干燥工艺的最佳参数。张懿琨等[8]探讨了荔枝微波间歇干燥过程的物理变化和机理。李静[9]等研究了苹果微波干燥的变温控制方法,结果表明干燥速率在干燥中期控制为恒速,但在初期存在缺陷。因苹果片采用微波间歇干燥较少,结合微波干燥优点,本研究采用间歇式微波干燥苹果技术,为今后微波干燥技术提供现实依据。

1材料与方法

1.1试验原料

试验所用原料挑选新鲜饱满,成熟度和大小均匀,无病虫害,无机械损伤的苹果作为试验材料。试验前用保鲜膜将苹果封存。

1.2试验装置

MZ-2070EGZ型微波炉(青岛胶南海尔微波制品有限公司);OHAUS-AR522CN型电子精密天平(奥豪斯仪器(上海)有限公司制造实际分度值(0.01g));HCJYET HT-866红外线测温计,MA150 Starorius水分仪。

1.3试验方法

取出保存的鲜苹果,去皮、切片、去核。将每片苹果均匀地单层摆放在带孔物料托盘上。将料盘悬挂在置于微波炉顶端电子天平的的下拉钩上。通过按键开始”“暂停智能控制加热时间和间歇时间确保整个干燥过程在40-60范围内。称取样品实验前初始质量,在不同条件下分别进行苹果微波间歇干燥单因素试验,每隔20min30min测定样品的质量变化,直至苹果干基含水率降到7%~5%时停止试验[10]。绘制失水曲线,研究干燥特性,进行模型拟合等。具体试验安排如图表1-1所示,每组试验重复3次,直至试验全部完成,取3次试验的平均值进行数据分析和处理。

 
 


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