提高青鱼片冻干工艺效率的实验研究

论文摘要

本文选用新鲜青鱼中段为研究对象,实验研究了不同工艺条件对青鱼片冻干效率的影响。本文首先介绍了食品真空冷冻干燥过程特点以及青鱼质体结构特点,在食品的冻干过程中所面临的主要问题就是干燥时间长,耗能大的等问题,针对此提出了缩短干燥时间的热质传递一致性理论。使用DSC差式扫描量热仪测得青鱼的共晶点温度范围,并确定青鱼片冻干的冻结温度为-30℃。并利用STATORIUS快速卤素水分测定仪MA100测得所选青鱼的含水量为71%。在不同工艺条件下进行冷冻干燥实验,绘制了预冻阶段和升华干燥阶段的冻干曲线。分别在不同的冷冻速率下进行冷冻干燥实验,并绘制冻干过程中鱼片质量和含水量的曲线。预冻结速度较快时,升华干燥的速率也较慢,反之,预冻结速度较慢时,升华干燥的速率较快。当鱼片厚度从4mm增加到10mm时,其慢快冻结方式下的试件平均升华速率提高值从25%上升到50%。可见相对而言,慢速冻结更有利于干燥阶段青鱼片内部水蒸气的逸出。原因为冻结速度较慢时,所形成冰晶比较大,扩散阻力小,其干燥速率比快速冷冻食品的干燥速率快。对顺纹理与逆纹理青鱼片进行冷冻干燥实验,并绘制冻干过程中青鱼片失水量和单位失水量的曲线。研究得出鱼片厚度从4 mm增加到10 mm时,顺纹理切割鱼片较逆纹理鱼片的冻干速率增加值从7.8%提高到9.5%,提高了1.22倍,表明顺纹理更有利于干燥阶段青鱼片内部水蒸气的逸出,因而将能更好的缩短干燥时间,节约能耗。根据不同的物料放置方式进行冷冻干燥速率的对比实验,一组按照冻结时的放置方式进行升华干燥,一组在升华干燥开始前进行翻转,进行冷冻干燥实验,并绘制冻干过程中青鱼片失水量和单位失水量的曲线。厚度4mm的青鱼片翻转较不翻转的冻干时间升华速率提高了13.5%,并随试件厚度的增加其效果越显著。分析原因为:在冻结阶段,冰晶主要集中在物料的下表面,而翻转后冰晶集中在上表面,由于青鱼片在干燥阶段质传递方向为由下而上的,所以翻转后更有利于水分的蒸发。通过比较分析,当冷冻速度较慢时,其冰晶形成较大,有利于水蒸气的扩散;顺纹理切片比逆纹理切片更有利于热质的传递;采用冻干机底部单侧冻结为主的冻结方式进行冻结时,物料的放置方式与升华干燥时物料的放置方式相反时（即预冻后翻转）,可以保持热质传递的一致性,改善升华过程中的质量传递。根据以上研究结论,可以通过减缓预冻速度,改变升华干燥时物料的放置方式,并保持顺纹理切片等途径来保证在冻干过程中的热湿传递的一致性,从而缩短冻结干燥的时间,达到提高冻干效率,减少能耗的目的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 引言
• 1.1 食品冷冻干燥技术的特点及应用
• 1.1.1 食品冻干工艺技术
• 1.1.2 食品冻干工艺的特点
• 1.1.3 冻干技术在食品中的应用
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本论文的主要研究内容
• 第二章 提高青鱼冻干效率的理论分析
• 2.1 青鱼质体组成分析
• 2.2 影响青鱼冻干工艺效率因素分析
• 2.2.1 影响因素分析
• 2.2.2 改进工艺的提出
• 第三章 实验研究方案及方法
• 3.1 实验设备及仪器
• 3.2 试件处理
• 3.3 实验方案
• 3.5 测试方法
• 3.6 共晶点的测定
• 第四章 青鱼顺逆纹理对冻干效率影响的实验研究
• 4.1 实验内容
• 4.2 实验方法
• 4.3 实验结果及分析
• 4.4 小结
• 第五章不同冻结速率对冻干效率影响的实验研究
• 5.1 实验内容
• 5.2 实验方法
• 5.3 实验结果及分析
• 5.4 小结
• 第六章不同摆放方式对冻干效率影响的实验研究
• 6.1 实验内容
• 6.2 实验方法
• 6.3 实验结果及分析
• 6.4 小结
• 第七章不同厚度对冻干效率影响的实验研究
• 7.1 实验内容
• 7.2 实验方法
• 7.3 实验结果及分析
• 7.4 小结
• 第八章 结论
• 参考文献
• 致谢