莲子微波真空干燥工艺的研究

论文摘要

莲子干制工艺是莲子加工产业最重要的研究方向。本文将微波真空干燥技术应用于莲子干制加工,较为系统地研究了莲子微波真空干燥特性、品质学特性,并在此基础上通过二次正交旋转组合设计试验,结合响应面法确定莲子微波真空干燥工艺的最优参数组合。通过试验研究结果如下:1.莲子微波真空干燥特性的研究莲子微波真空干燥原料选择条件:二、三级成熟度鲜莲（果皮呈浅褐色或褐黄色）,不需进行异Vc钠护色处理的鲜莲。将微波真空干燥应用于莲子干燥,能显著提高干燥速度,降低干燥温度,改善产品品质。微波功率、微波间歇比对莲子微波真空干燥影响较大,分别表现为:微波功率越高,微波间歇比越大,干燥速度越大,干燥用时越短。真空度对莲子微波真空干燥影响不显著,但仍然表现为真空度越高,干燥用时越短。整个干燥过程分为加速期和降速期两个阶段,无明显恒速期。加速期短,微波功率越高、真空度越大、微波间歇比越大降速期越短。干燥过程中,莲子的中心温度和表面温度基本相同,干燥温度远低于单纯微波干燥。2.莲子微波真空干燥品质学的研究通过观察微波真空干制莲子切片电镜扫描图可知,莲子内部细胞呈现有规则的层叠排列结构,细胞间有大量大小不一的孔隙;部分淀粉糊化,仍有部分淀粉颗粒完整存在;在其内部形成独有旋流冲刷“溶洞”现象,便于干燥时水分排出,也有助于干莲复水后保持原有形态。对干燥过程中PPO活性的研究可知,干燥至2min时,PPO活性基本丧失,微波真空干燥能在短时间内控制酶促褐变对外观品质的影响。通过微波真空干燥对莲子收缩率、复水率影响的研究得知,增大微波功率、真空度、间歇比,收缩率降低,复水率增加,在-0.08MPa时复水能力最强。但微波功率高达4kW或真空度为-0.09 MPa时,则反之。通过微波真空干燥对莲子色泽影响的研究得知,微波功率、真空度、间歇比越大,莲子的色泽白度值越大。当微波功率为3 kW时,WH相当接近于鲜莲的白度值,但当功率高达4 kW时,WH反而变小;当真空度到达-0.09 MPa时,WH基本接近于鲜莲的白度。3.莲子微波真空干燥工艺优化的研究通过二次正交旋转组合设计试验方案,分别建立微波功率X1、真空度X2、间歇比X3和干燥时间Y1、收缩率Y2、复水率Y3、色泽白度Y4之间的动态数学模型为: Y1=14.08696-3.687769X1-2.020287X2-2.316503X3-1.6875X1X2+1.1875X1X3 Y2= 39.08823-2.97355X2-1.98288X3+4.19479X12 +2.15833X22 +1.65098X32 Y3=154.3661+2.214661X1-0.604753X2+1.780317X3-1.577267X12-1.665654X22- 0.4X2X3-1.488879X32 Y4= 67.82598+1.666092X2-3.704279X22-2.735536X32运用响应面法对工艺参数进行优化,并综合考虑各指标重要性及生产成本等因素,得到莲子微波真空干燥工艺的最优参数组合为:微波功率3 kW,真空度-0.086 MPa,间歇比3.5（94s-on/26-off）。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 文献综述
• 1 农产品干燥技术的现状及发展趋势
• 1.1 农产品干燥技术概述
• 1.2 莲子干燥技术现状
• 2 微波真空干燥技术研究进展
• 2.1 微波真空干燥原理
• 2.2 微波真空干燥技术理论研究进展
• 2.2.1 微波真空干燥设备的研制与开发
• 2.2.2 干燥过程的动力学模型的研究
• 2.3 微波真空干燥在农产品加工中的应用研究
• 3 本论文研究的目的与意义
• 3.1 研究背景
• 3.2 主要研究内容
• 3.3 研究意义
• 3.4 创新点
• 第2章 莲子微波真空干燥特性的研究
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料及预处理方法
• 1.1.1 试验材料
• 1.1.2 预处理方法
• 1.2 主要仪器
• 1.3 试验方法
• 1.3.1 干燥曲线的测定
• 1.3.2 初始含水量的测定
• 1.3.3 数据计算方法
• 2 结果与分析
• 2.1 原料的选择及不同前处理的影响
• 2.1.1 冻莲或鲜莲的选择
• 2.1.2 不同预处理鲜莲的选择
• 2.1.3 不同采摘成熟度鲜莲的选择
• 2.2 微波功率对莲子微波真空干燥特性的影响
• 2.3 真空度对莲子微波真空干燥特性的影响
• 2.4 微波间歇比对莲子微波真空干燥特性的影响
• 3 结论
• 第3章 莲子微波真空干燥品质的研究
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 主要仪器
• 1.3 试验方法
• 1.3.1 组织结构测定
• 1.3.2 收缩率
• 1.3.3 复水率
• 1.3.4 PPO 活性的测定
• 1.3.5 色泽的测定
• 2 结果与分析
• 2.1 微波真空干燥莲子的组织结构
• 2.2 微波真空干燥过程中莲子PPO 活性随时间变化规律
• 2.3 微波真空干燥对莲子收缩率、复水率的影响
• 2.3.1 微波功率对莲子收缩率、复水率的影响
• 2.3.2 真空度对莲子收缩率、复水率的影响
• 2.3.3 间歇比对莲子收缩率、复水率的影响
• 2.4 微波真空干燥对莲子色泽变化的影响
• 2.4.1 微波功率对莲子色泽的影响
• 2.4.2 真空度对莲子色泽的影响
• 2.4.3 间歇比对莲子色泽的影响
• 3 结论
• 第4章 莲子微波真空干燥工艺优化的研究
• 摘要
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 主要仪器
• 1.3 试验设计
• 1.4 测定方法
• 1.5 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 回归方程的建立与检验
• 2.1.1 干燥时间回归模型的建立及因素重要性分析
• 2.1.2 莲子收缩率回归模型的建立及因素重要性分析
• 2.1.3 莲子微波真空干燥复水率回归模型的建立
• 2.1.4 莲子微波真空干燥色泽白度回归模型的建立
• 2.2 因素协同作用分析
• 2.2.1 各因素对干燥时间的交互作用响应面分析
• 2.2.2 各因素对收缩率的交互作用响应面分析
• 2.2.3 各因素对复水率的交互作用响应面分析
• 2.2.4 各因素对色泽白度的交互作用响应面分析
• 2.2.5 莲子微波真空干燥工艺优化
• 3 结论
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附图