澳洲坚果干燥特性及力学特性研究

论文摘要

随着经济的快速发展,人民生活水平的日益提高,坚果这类健康食品越来越多的受到人们的关注和青睐。澳洲坚果是一种高蛋白、高脂肪的新兴坚果食品,长期食用对预防多种心脑血管疾病及降低胆固醇有着非常好的效果。近年来,澳洲坚果产品层出不穷,受到国内外消费者极大的追捧。我国澳洲坚果产业经过十几年的发展也日显规模。但是,相对落后的坚果干燥加工技术成为制约澳洲坚果产业发展的最大桎梏。现阶段,坚果类物料的生产加工存在着坚果产品受干燥温度影响大、破壳取仁难度大、加工设备不完善、加工工艺不成熟等主要问题。因此本课题以澳洲坚果这一经济价值极高的物料为研究对象,结合云南省特有的资源优势,研究其干燥特性及力学特性,为澳洲坚果实际生产加工提供一定理论参考。本文首先以坚果含水率、干燥速率为试验指标,研究了澳洲坚果干燥特性。分析了自然晾晒条件及不同热风温度条件下,果壳、果仁、带壳坚果的干燥特性；分析了干燥过程中果壳、果仁的相互影响；使用SPSS统计软件对试验数据进行了回归分析,分别建立了自然晾晒条件和热风条件下,果壳、果仁、带壳坚果的干燥动力学方程；计算了热风干燥过程中,果壳、果仁、带壳坚果的有效扩散系数,并分别建立了果壳、果仁、带壳坚果有效扩散系数与热风温度的关系式；计算了热风干燥后,澳洲坚果3向尺寸的收缩率。随后,本文分析了自然晾晒和热风条件下果壳含水率、加载位置对破壳载荷的影响；建立了热风条件下果壳含水率与坚果3向破壳载荷的关系方程；比较了自然晾晒和热风干燥后破壳载荷的大小；以破壳载荷这一力学指标及整仁率这一辅助指标研究了澳洲坚果在热风条件下果壳含水率与破壳载荷及果仁含水率与整仁率之间的关系。试验结果表明,自然晾晒条件下,坚果含水率的下降主要由果仁含水率的下降引起；当坚果含水率下降至10g/100g左右时,自然晾晒很难使果仁含水率进一步降低,此时欲降低坚果含水率需其他干燥手段加以辅助；Lewis模型对自然晾晒条件下澳洲坚果干燥过程拟合效果最佳。热风温度对澳洲坚果干燥特性影响显著,热风温度越高,干燥速率越快,所需干燥时间越少；澳洲坚果整个热风干燥过程只有降速阶段,扩散是水分移动的主要形式,在干燥过程中带壳坚果水分的扩散更加接近于果壳水分的扩散形式；热风干燥初期,坚果含水率的下降主要由果壳水分的蒸发引起,当果壳出现裂纹后,果仁水分的蒸发引起了坚果含水率的下降；Lewis模型对果壳、果仁、带壳坚果热风干燥过程模拟效果均最好；经热风干燥后,澳洲坚果宽度向的收缩最为显著,厚度向次之,种脐向坚果收缩最不明显。自然晾晒条件下,破壳载荷随果壳含水率的变化并不显著；在种脐向施加载荷所需破壳力最大,宽度向次之,厚度向所需载荷最小；自然晾晒条件下破壳后果仁整仁率几乎为0。经热风干燥后,果壳出现明显的裂纹,破壳载荷随果壳含水率的下降而显著降低；在坚果宽度向施加载荷,所需破壳力最大,种脐向次之,厚度向所需破壳力最小；当坚果含水率降低,壳仁间出现足够间隙时,破壳后果仁整仁率显著增加,当果仁含水率降至一定值时,整仁率开始下降；随着干燥的进行,果壳和果仁之间出现间隙,种脐向最为突出,厚度向间隙增大幅度最小。与自然晾晒后破壳载荷相比,热风干燥显著降低了破壳载荷,提高了坚果整仁率。在实际生产过程中,对于不能及时进行热风干燥的坚果,可将其自然晾晒,待其干基含水率降至10g/100g左右后,再进行热风干燥,至含水率降至5.4g/100g时,在厚度向破壳,破壳载荷较小且整仁率较大。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 前言
• 1.2 澳洲坚果起源及其营养价值
• 1.2.1 澳洲坚果起源及其发展
• 1.2.2 澳洲坚果物理特性及其营养价值
• 1.3 国内外澳洲坚果干燥特性研究概况
• 1.4 国内外澳洲坚果力学特性研究概况
• 1.5 课题的提出
• 1.6 小结
• 第2章 研究内容及其相关理论
• 2.1 澳洲坚果实际生产工艺流程介绍
• 2.2 研究内容及技术路线
• 2.2.1 研究内容
• 2.2.2 技术路线
• 2.3 干燥特性相关模型及理论
• 2.4 力学特性相关理论
• 2.5 相关统计分析软件介绍
• 2.6 小结
• 第3章 澳洲坚果干燥特性试验
• 3.1 试验材料与方法
• 3.1.1 试验设备
• 3.1.2 试验材料
• 3.1.3 试验方法
• 3.2 试验指标
• 3.3 自然晾晒条件下澳洲坚果干燥特性
• 3.3.1 自然晾晒条件下澳洲坚果含水率的变化
• 3.3.2 自然晾晒条件下干燥动力学方程
• 3.4 澳洲坚果热风干燥特性
• 3.4.1 热风温度对澳洲坚果干燥特性的影响
• 3.4.1.1 热风温度对果仁干燥特性影响
• 3.4.1.2 热风温度对果壳干燥特性影响
• 3.4.1.3 热风温度对带壳坚果干燥特性影响
• 3.4.2 干燥过程中果壳、果仁含水率的相互影响
• 3.4.3 热风干燥动力学方程
• 3.4.3.1 果仁干燥动力学方程
• 3.4.3.2 果壳干燥动力学方程
• 3.4.3.3 带壳坚果干燥动力学方程
• 3.4.3.4 扩散系数
• 3.5 热风干燥后坚果含水率对收缩率的影响
• 3.6 小结
• 第4章 澳洲坚果力学特性试验
• 4.1 试验材料与方法
• 4.1.1 试验设备
• 4.1.2 试验材料
• 4.1.3 试验方法
• 4.2 试验指标
• 4.3 自然晾晒条件下澳洲坚果力学特性
• 4.3.1 自然晾晒条件下，果壳含水率对破壳载荷的影响
• 4.3.2 自然晾晒条件下，加载位置对破壳载荷的影响
• 4.4 热风干燥条件下澳洲坚果力学特性
• 4.4.1 热风干燥条件下，果壳含水率对破壳载荷的影响
• 4.4.2 热风干燥条件下，加载位置对破壳载荷的影响
• 4.4.3 热风干燥后果仁含水率与整仁率的关系
• 4.5 自然晾晒与热风干燥对破壳载荷的影响
• 4.6 小结
• 第5章 结论
• 5.1 全文结论
• 5.2 存在的问题
• 5.3 下一步研究方向
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 硕士研究生期间发表的论文
• 附录2 论文中出现的图表清单
• 附录3 论文中出现的符号含义