首页 -> 产品分类 -> 笋微波干燥动力学模型及工艺试验研究
 

笋微波干燥动力学模型及工艺试验研究

时间:2008-09-03 05:40:10  浏览:        

摘要:研究了春笋在微波干燥过程中水分含量和颜色的变化规律,建立了水分含量和颜色动力学变化模型;以前后期发射功率和前后期转换水分含量作为变化因素,以单位失水率、复原率、色泽参数L、a和b为指标,设计了三因素三水平正交试验,得出了较佳的工艺组合。
      微波对植物材料的快速高效加热干燥,能有效地保护材料的色素及形状;用于食品干燥则有营养保持率高、外观品质好等突出优点[1~3]。产品外观色泽是影响消费的第一因素。因此,建立产品加工与贮藏过程颜色变化动力学模型,用于加工与贮藏中的色泽预测与控制的研究受到了国外学者的重视,已有不少的报导[4~7]。在色泽动力学研究中,常用的色泽空间有: 
      L•a•b色空间、亨特Lab色空间以及L•c•h色空间等。本试验采用第一种色空间进行色泽变化研究,旨在探索春笋微波干制的变化规律与较佳工艺,以期推进微波在春笋干制中的应用。
      1 材料与方法
      1.1 材料与设备
      春笋,购于杭州农贸市场,初始湿含量为995%(干基); 
     WB-750型微波炉,工作频率2460MHz,有10段微波输出功率(强波750W,弱波75W)每挡间相差75W;JA5003电子天平(上海天平仪器厂);SC-1型智能式测色色差计;不锈钢切片刀及常用实验室设备。
     1.2 样品处理
             
     经挑选,忽略笋体间的组织结构差异,去除笋尖与老笋头,切片,切片厚度定为2.5mm,长宽为30×30mm。称取200g笋片,550W微波热烫30s后放入1.0%柠檬酸+2.0%氯化钙溶液中浸泡1h。冲洗,沥干表面水分,均匀平铺在微波干燥炉内,载装量为1.71kg/m2(一次干燥200g),分别以150W、225W和300W功率进行干燥。干燥中,每隔一定时间迅速称重、测色泽,直至达到安全干基含量(13%左右)。
      1.3 指标与测定方法
      物料含水量测定:执行GB/T 
      5009.3-1985标准;各时期湿基含水量通过定时停机、迅速称重(湿基重),经换算得出湿基含水量,至物料焦化。
      失水速率=相邻两次称重的差值(g)/ 时间间隔(min)
      Lightness (简称为L),其值从0到100变化,0表示黑色,100表示白色。a 
      value(redness,简称为a),是指L,a,b三坐标轴中的a轴值,表示从红到绿;100为红色,-80为绿色。b 
      value(yellowness,简称为b),表示从黄色到蓝色的之间的一个值;100为黄色,-80为蓝色。
             
      色泽参数测量:采用温州仪器仪表有限公司生产的SC-1型智能式测色色差计,测量口直径为20mm,用陶瓷标准板标定:X=70.2,Y=74.2,Z=80.0。由仪器按照CIE1964补充标准色度观察者光谱三刺激值(xyz)自动计算出均匀色空间参数亮度L和色度a、b。
             
     试验时,在每组试验号中固定选择4片有代表性的笋片,尺寸30×25×3.5(mm)左右。在护色后未干燥前和干燥至安全水分后各测量其色泽参数,以护色后未干燥前测量的色泽参数作参比。具体做法是:拨盘拨到8次读数,每组4片笋片测量2次,自动计算其色泽参数的均值,然后以干燥结果与样品参数的比较为干燥色泽变化的试验指标。
             数据处理与分析软件:利用origin 6.0进行数据处理,利用SAS进行回归分析。
             2 试验结果与分析
             2.1不同干燥功率下微波干燥时的失水特性与色泽变化模型
             2.1.1不同微波干燥功率春笋的失水特性模型
             
     将春笋样品切成3.5mm左右厚度,选取功率为150W、225W和300W进行微波干燥,实验结果如表1所示,表中以点填充的部分表示该功率下春笋已经焦化或至安全水分含量。将实验数据进行处理,并绘制成如图1~3。
             
      从图1可以看出,功率越大,干燥速率也越大。不同的微波功率干燥春笋都是一个升速、恒速与降速的干燥过程。干燥功率越小,进入恒速干燥阶段越快。数据处理后发现无论MR-t(图1)还是ln(MR)-t(图2)均不成线性关系,将数据转化成ln(-ln(MR))-lnt的形式(图3)后,微波干燥春笋的失水特性可以用方程 
     (1)表达:
             
      其中,P为发射功率(w/g);a、b、c、d、e、f——待定系数。
      利用SAS软件进行拟合,求得各待定系数,得微波干燥春笋的干燥失水模型如表2。
      2.1.2微波干燥色泽变化模型
             
      食品色泽变化与时间的关系模型大多数可以用以下零级反应式(2)和一级反应式(3)两式表示,反应式中的C表示色泽值可以用模型参数L、a和b等来代替。
             
      春笋不同微波功率干燥试验结果体现了不同干燥功率与色泽参数的关系,如图1~3所示。随着微波发射功率的加大,  L值下降,表明物料的颜色变暗;a值与b值的升高表明物料黄色度与红色度加深。总体而言,春笋笋干的色泽随着干燥时间和干燥功率的上升而下降。因此可以认为  (2)、(3)式中 的KC是一个与发射功率有关的参数。令式中d、e是待定参数,P为发射功率。将式(4)代入式(2)和(3),得色泽参数L、a和b的零级和一级变化模型,模型拟合结果如表3所示。
       2.2 微波干燥春笋的较佳工艺试验
       2.2.1干制工艺的确定
             
      因物料微波干制后期易出现焦化现象,故应适当降低微波强度,即低强度处理。固定干燥装载量(200g),考虑前后期的微波功率以及前后期分段间转换的水分含量,选用L9(34)正交试验方案。表4为试验因素水平表。试验方案及结果如表5所示。
             
     2.2.2 结果与分析 
             
     从表6中可以看出,不同的前后期干燥功率及其功率转换时的水分含量对失水与复原效果影响比较大。其中,后期功率对复原效果影响极其显著;前期功率对失水率、复原率以及红色度a值影响较显著;转换湿含量对复原效果影响显著,对色泽指标影响不明显。
             
     试验结果表明,干燥功率大,失水速率也大。这是因为微波功率越大,单位时间内春笋吸收的微波能就越多,因而单位时间内的失水率也就越大。但较高的干燥功率干燥后,春笋干品复水效果差,复原率相对较低。从色泽指标的变化上看,前期与后期功率的3水平即150W为较安全的保色功率;以300W的高功率进行干燥的后期,已经引起笋干接节上的焦化。
             
      综合试验因素对干燥失水速率、复原效果和干燥色泽质量效果的影响,试验方案的优水平组合为:前期功率375W,后期功率150W,转换时的水分干基含量为600%。
            
  
】【关闭

 
 搜索信息
 产品小分类
v 蜂窝陶瓷v 鸡精、味精微波烘干
v 牛皮纸袋微波烘干v 竹木微波烘干
v 陶瓷v 中药饮片微波烘干
v 白炭黑微波烘干v 石英棍棒微波烘干
v 泡沫陶瓷微波烘干v 砂芯微波烘干
v 树脂微波烘干v 纸管微波烘干
v 铸嘴微波烘干v 肥料烘干
v 石膏板微波干燥v 玻璃纤维干燥
v 微波冶金干燥v 氢氧化锂粉
v 纺织棉纱烘干v 耐火材料微波干燥
v 干燥剂微波干燥v 微波连续硫化海绵
v 木地板微波干燥v 微波矿泥干燥
v 微波人造石干燥v 微波电焊条干燥
v 微波鲜花v 云母干燥
v 微波沙子干燥v 微波与超细粉碎技术在茶叶可食研发中的应用研究
v 微波在木材行业的应用v 微波干燥设备
v 微薄陶瓷干燥定型设备v 微波真空干燥机设备
v 微波箱式干燥设备v 微波印染行业应用
v 总说微波干燥v 微波干燥在烟草行业应用
v 食品微波干燥v 微波干燥硫酸铵
v 微波干燥亚硫酸纳v 微波干燥蒙脱石
v 微波干燥坩埚
 产品分类
v 微波干燥 v 微波杀菌
v 微波烧结 v 微波真空
v 微波萃取 v 微波解冻
v 微波消解 v 微波合成
v 微波等离子 v 微波加热
v 微波化学 v 商业微波炉
v 微波硫化 v 微波专利
v 微波备件
 热点信息 
·凯尔微波致全体客户一封 05-26
·企业文化 05-10
   
 

电话:86 535 6820199/077/288   传真:86 535 6820288     咨询:8618653505872

公司地址:烟台市西盛街28号第一大道1007-1
生产工厂:山东省蓬莱市经济技术开发区上海路1号   邮编:264000  粤ICP备05020791号