远红外真空干燥冬枣片干燥特性及品质研究

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红枣,鼠李科枣属植物,因其含有丰富的营养成分,保健价值高,而受到人们的喜爱,但鲜枣采摘后因其水分大,不易储存,所以将红枣切片制干保存成为中国红枣加工业的主要加工方法。本文应用远红外真空干燥技术对新疆冬枣片进行干制,首先对远红真空干燥设备的整体结构、加热系统、真空系统、控制系统、人机界面进行了设计,并阐述说明了其总体结构、工作原理、优化部件等,研究辐射温度、相对压力、切片厚度对冬枣片的干燥特性及水分有效扩散系数的影响,建立冬枣片远红外真空干燥动力学模型,探讨不同因素对干制冬枣片的色差、复水比、Vc含量、感官质量的影响变化,最后优化冬枣片远红外真空干燥工艺并进行验证,确定最佳干燥工艺参数,为冬枣片的加工提供可靠的依据。(1)优化设计后的ZKT-50EB远红外真空干燥设备,能够较快的达到并保持工作温度、真空度,同时可对加热时长、真空强度和每一块加热板温度的工作参数进行设定,并且能够达到对其实时监测、控制与记录。在干燥试验过程中,设备性能稳定、安全可靠、对物料不产生污染等有害物质,可对大多数果蔬进行干燥加工,能够有效提高干制品的干燥速率和品质要求。(2)冬枣片在干燥过程中主要分为两个阶段,升速干燥阶段和降速干燥阶段,但大部分干燥时间处于降速干燥阶段,在冬枣片的远红外真空干燥过程中,各干燥参数对枣片的干燥速率影响明显,冬枣片的干燥速率与辐射温度、相对压力呈正比关系,与切片厚度呈反比关系;冬枣片的水分有效扩散系数为0.97575.1795×10-8m2·s-1,其随着相对压力、切片厚度的增大而增大,随着辐射温度的增大呈先增大再减小的趋势,其中冬枣片厚度的变化对其内部水分扩散影响最为明显;通过对3个常用果蔬干燥动力学模型拟合比较,建立对冬枣片远红外真空干燥拟合效果最优的Page动力学模型,确定常数K和n的方程,得出Page模型方程,对模型进行拟合验证,结果表明,模型的预测值和试验值拟合效果良好,能够有效准确的预测冬枣片远红外真空干燥过程。(3)在单因素试验中,分析各干燥参数对干制冬枣片品质的影响,结果显示:随着相对压力的增大,冬枣片的Vc含量、复水比、感官质量增大,色差值减小;随着辐射温度的增大,冬枣片的Vc含量、复水比、感官质量先增大再减小,色差值增大;随着切片厚度的增大,冬枣片的Vc含量、色差值、感官质量先升高再降低,复水比减小。(4)根据Box-Benhnken中心组合试验设计原理,以干燥温度、相对压力、切片厚度为自变量,以色差、复水比、Vc含量为检测指标,对远红外真空干燥冬枣片的工艺进行相应的响应面分析,得到各指标的回归方程,结果显示:各指标模型显著,拟合度较好,具有一定的可靠性,可用此模型对试验结果进行预测分析,远红外真空干燥冬枣片的最佳工艺条件为辐射温度为54.62℃,相对压力为60kpa,切片厚度为3mm,冬枣片达到安全含水率时,色差最优值为5.43,复水比最优值为3.52,Vc含量最优值为28.92mg/100g。
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