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胡萝卜微波真空干燥试验研究

时间:2008-09-02 00:42:26  浏览:        

⒈ 引言
    农产品富含各种维生素等有益物质,传统的农产品干燥加工,由于干燥温度高,极易造成营养成分的分解流失,加工后的产品外观质量差。微波干燥作为新的干燥形式,与传统干燥方式相比,具有干燥时间短、加热均匀性好、热效率高的特点,在真空环境下,由于水的沸点较低,可使食品保持在较低的干燥温度下,有利于保存食品中维生素等营养成分,利用微波真空技术对农产品进行干燥加工是今后的发展趋势。本文通过对胡萝卜丝进行微波真空干燥试验,得出其失水规律,并建立微波真空干燥胡萝卜数学模型,得出各指标的回归方程,进行参数综合优化,提出了真空微波干燥参数的较佳组合,以供读者参考。
⒉ 试验装置与试验方法
真空微波干燥设备真空度可达6000Pa~8000Pa)、红外线水分测定仪、红外线测温探头胡萝卜素测定仪器(分光光度计、旋转蒸发器等)
2.2 试验方法
    测出物料的平均初始水分含量。微波功率选择 600W、1000W 、1400W 、1800W ,将胡萝卜丝平铺在在干燥机内转动的物料托盘上进行干燥,干燥室内的真空度为6000Pa~8000Pa。干燥过程中定时称重,计算干燥过程中胡萝卜丝的水分含量,至湿基含水量≤10%时停止干燥。温度由置于托盘上方的红外线测温探头测得。胡萝卜素含量用纸层析法测定,测定后的值统一换算成湿基含水为8%时的含量。
⒊ 试验方案设计和结果
    在试验方案设计时,考虑到需要考察三因素四水平,如果用全组合(43=64)共64次试验;如果用正交表L16(45)设计,需要16次试验;均匀试验设计对于多水平试验,可以大大减少试验次数,节约人工与费用。根据均匀设计1.0软件提供的试验方案,可以选择U5(53)~U10*(108)均匀设计试验表。综合考虑试验次数和回归方程的可靠性,选择U8*(85)的1、3、4列,试验次数为8次,把四水平重复一次,得优化均匀试验方案表1,本试验的三因素四水平的划分按表2 处理。
    首先,对胡萝卜进行刨丝处理,不作热烫处理。记录初始质量,开始按方案表中试验条件设置参数,进行烘干到终干水分(≤10%w.b.)含水率结束,并记录终干质量。得到试验结果见表3 :
   

  
⒋ 试验结果分析
4.1 回归模型
运用SPSS 10.0统计分析工具对数据进行处理,进行正交回归和显著性检验,去除不显著项,得出两指标回归方程如下:
    由回归方程式⑴可知,在实验条件下(真空度为6000Pa~8000Pa),影响小时脱水量的唯一因素是干燥功率。这是因为在此实验条件下,水分的蒸发温度很低,在实验过程中可以观察到物料的表面温度基本上都在40℃以下,由于干燥温度对于小时失水无显著影响,因此,对于农副产品的干燥加工,只要干燥温度不严重影响物料的干燥品质,可以适当降低真空度以节约能耗。而厚度不同主要是影响总的失水量,相对功率而言,对小时失水量的影响也不大,由图1可知,小时失水量随功率的增大而增加,变化曲线接近于直线。
    由回归方程式⑵可知,实验条件下影响胡萝卜素含量的主要因素为料层厚度和微波功率。为了考察这两因素各自对胡萝卜素含量的影响,分别将它们置为零,得到相应的变化曲线,如图2及图3所示。由图2可知,随着微波功率的增加,胡萝卜素含量随之呈直线下降,但与图2相比,变化的幅度较小。由图3可以看出,随着料层厚度的增加,干后物料的胡萝卜素含量急剧减少,这是由于随着料层厚度的增加,物料所需的干燥时间增加导致对胡萝卜素破坏时间增加所致。因此,对于胡萝卜的微波真空干燥,可以适当增加微波干燥功率以减少干燥时间,提高胡萝卜素的保有率。
                                         
⒌ 结论
     ⑴微波真空干燥可以大大降低物料的干燥温度,有助于被干燥物料营养成分的保留。
     ⑵由回归方程可知,干燥温度对于小时失水量无显著影响,因此,对于农副产品的干燥加工,只要干燥温度不严重影响物料的干燥品质,可以适当降低真空度以节约能耗。
     ⑶根据本试验研究,对于胡萝卜的微波真空干燥加工,可以适当增加微波干燥功率以减少干燥时间,提高胡萝卜素的保有率。
     ⑷本试验使用的均匀设计试验方案,试验次数少,水平设点均匀,回归方程可靠度高,预测准确度高。

  
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