微波真空与真空冷冻干燥组合生产脱水果蔬

论文摘要

本课题研究了微波真空与真空冷冻组合干燥（先微波真空后冷冻干燥）代替纯冷冻干燥生产脱水蔬菜和水果,研究发现采用微波真空与真空冷冻组合干燥能够生产出优质的脱水果蔬,既能保持产品的色、香、味和营养,又能保持产品较好的外形和质构,同时能较大幅度地降低能耗。为了找到微波真空与真空冷冻干燥串联的最佳工艺参数组合,首先研究了微波真空干燥果蔬体积收缩的数学模型,针对不同果蔬品种提出相应的微波真空干燥工艺参数;通过响应面分析,得到微波真空干燥相关结论:功率密度一定时,水分损失与干燥时间成正相关关系,收缩系数与水分损失、功率密度成负相关关系,收缩系数与厚度近似成正相关关系。将微波真空干燥的最佳工艺参数与真空冷冻干燥工艺参数进行相关组合,然后通过正交试验得到胡萝卜片和苹果片的最佳组合干燥工艺参数:胡萝卜片,微波真空干燥阶段的真空度3.0—4.5 Kpa,微波功率密度0.82 W/g,胡萝卜片厚度8 mm,水分损失40%,收缩系数达到65%,冷冻干燥阶段加热板程序为,初始加热板温度设定为-15 oC,干燥12h,后升温至5 oC,干燥3 h,再升温至15 oC,干燥1 h,最后温升至30 oC至干燥终点。苹果片,微波真空干燥阶段的真空度3.0—4.5 Kpa,微波功率密度0.82 W/g,厚度8 mm,水分损失50%,收缩系数达到55%,冷冻干燥阶段加热板程序为,初始加热板温度设定为-12 oC,干燥11 h,后升温至0 oC,干燥3 h,再升温至15 oC,干燥1 h,最后温升至30 oC至干燥终点。对各种干燥方法进行产品质量和单位能耗及成本进行了分析和对比,得出微波真空与真空冷冻组合干燥生产的脱水果蔬产品质量接近纯真空冷冻干燥产品质量,与纯真空冷冻干燥相比,微波真空与真空冷冻组合干燥生产的脱水胡萝卜片能耗可降低56%,利润增加18%,脱水苹果片能耗可降低20%,利润增加10%。本课题研究表明:微波真空与真空冷冻干燥组合,可以生产出优质的脱水果蔬,产品质量能够比较接近纯真空冷冻干燥,且能耗和干燥成本降低。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题研究的目的和意义
• 1.2 脱水果蔬生产的国内外现状
• 1.2.1 热风干燥
• 1.2.2 真空冷冻干燥
• 1.2.3 远红外干燥技术
• 1.2.4 渗透压脱水
• 1.2.5 热泵干燥技术
• 1.2.6 微波干燥
• 1.2.7 微波/热风干燥技术
• 1.2.8 微波真空干燥技术
• 1.3 本论文主要的研究内容
• 第二章 微波真空干燥果蔬收缩数学模型的研究
• 2.1 前言
• 2.1.1 果蔬干燥收缩数学模型研究的意义
• 2.1.2 果蔬干燥收缩数学模型研究的现状
• 2.2 微波真空干燥胡萝卜、苹果收缩数学模型的建立
• 2.3 试验材料与设备
• 2.3.1 试验材料
• 2.3.2 试验仪器
• 2.4 试验方法
• 2.4.1 真空度与输出功率密度的选取
• 2.4.2 干燥试验水分含量和体积的测量
• 2.4.3 干燥试验收缩系数的计算
• 2.5 试验设计、结果与分析
• 2.5.1 干燥形变数学模型的研究
• 2.5.2 胡萝卜片的正交试验设计、线性回归建立数学模型
• 2.5.3 胡萝卜块的正交试验设计、线性回归建立数学模型
• 2.5.4 苹果片的正交试验设计、线性回归建立数学模型
• 2.5.5 苹果块的正交试验设计、线性回归建立数学模型
• 2.6 收缩模型中各因素之间关系与讨论
• 2.6.1 水分损失、厚度、功率密度与收缩系数之间的关系
• 2.6.2 水分损失与干燥时间、功率密度之间的关系
• 2.7 本章小结
• 第三章 微波真空与真空冷冻组合干燥果蔬工艺参数优化
• 3.1 前言
• 3.1.1 组合干燥生产脱水果蔬工艺参数优化的意义
• 3.1.2 组合干燥原理和优点
• 3.1.3 国内外组合干燥生产脱水果蔬的发展现状
• 3.1.3.1 组合干燥的国内研究现状
• 3.1.3.2 组合干燥的国外研究现状
• 3.2 组合干燥胡萝卜工艺参数优化
• 3.2.1 实验材料与设备
• 3.2.1.1 原料与试剂
• 3.2.1.2 实验设备
• 3.2.2 组合干燥胡萝卜的工艺
• 3.2.3 胡萝卜共晶点与共熔点的测定
• 3.2.4 胡萝卜真空冷冻干燥工艺参数的测定结果与讨论
• 3.2.4.1 胡萝卜共晶点与共熔点的分析与确定
• 3.2.4.2 胡萝卜冻结时间的确定
• 3.2.4.3 胡萝卜厚度的确定
• 3.2.4.4 胡萝卜冻干过程中干燥时间的确定
• 3.2.4.5 胡萝卜冷冻干燥加热板程序设定
• 3.2.4.6 产品的理化指标测定
• 3.2.5 正交试验设计及结果与分析
• 3.3 组合干燥苹果工艺参数的优化
• 3.3.1 组合干燥苹果的工艺
• 3.3.2 实验材料与设备
• 3.3.2.1 原料与试剂
• 3.3.2.2 实验设备
• 3.3.3 苹果真空冷冻干燥工艺参数的测定
• 3.3.3.1 苹果共晶点与共熔点的测定
• 3.3.4 苹果真空冷冻干燥工艺参数的测定结果与讨论
• 3.3.4.1 苹果共晶点与共熔点的分析与确定
• 3.3.4.2 苹果冻结时间的确定
• 3.3.4.3 苹果干燥厚度的确定
• 3.3.4.4 苹果产品的理化指标测定
• 3.3.4.5 苹果冷冻干燥加热板程序设定
• 3.3.5 正交试验设计及结果分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 微波真空与真空冷冻组合干燥对果蔬品质的影响
• 4.1 组合干燥生产脱水胡萝卜片
• 4.1.1 前言
• 4.1.1.1 组合干燥生产脱水胡萝卜片的意义
• 4.1.1.2 类胡萝卜素的损失机制
• 4.1.1.3 胡萝卜干燥研究的国内外现状
• 4.1.2 材料与设备
• 4.1.2.1 试验材料
• 4.1.2.2 试验仪器
• 4.1.3 干燥试验工艺
• 4.1.4 测定
• 4.1.4.1 色泽测定
• 4.1.4.2 收缩系数测定
• 4.1.4.3 胡萝卜素保留率测定
• 4.1.4.4 复水性测定
• 4.1.4.5 质构测定
• 4.1.4.6 电镜扫描测定
• 4.1.5 结果与讨论
• 4.1.5.1 干燥前后颜色变化
• 4.1.5.2 干燥前后收缩变形
• 4.1.5.3 干燥前后营养成分变化
• 4.1.5.4 干燥前后复水性变化
• 4.1.5.5 干燥前后质构变化
• 4.1.5.6 干燥前后表层结构的变化
• 4.2 组合干燥生产脱水苹果
• 4.2.1 前言
• 4.2.1.1 研究干燥苹果片的意义
• 4.2.1.2 干燥苹果片的生产现状
• 4.2.2 材料与仪器
• 4.2.2.1 试验材料
• 4.2.2.2 试验仪器
• 4.2.3 干燥试验工艺
• 4.2.4 测定
• c 含量的测定'>4.2.4.1 V_c含量的测定
• 4.2.4.2 色泽测定
• 4.2.4.3 收缩系数测定
• 4.2.4.4 复水性测定
• 4.2.4.5 质构测定
• 4.2.4.6 电镜扫描测定
• 4.2.5 结果与讨论
• c 含量的变化'>4.2.5.1 干燥前后苹果片V_c含量的变化
• 4.2.5.2 干燥前后颜色变化
• 4.2.5.3 干燥前后收缩变形
• 4.2.5.4 干燥前后复水性变化
• 4.2.5.5 干燥前后质构变化
• 4.2.5.6 干燥前后表层结构的变化
• 4.3 不同干燥方式生产脱水果蔬能耗比较
• 4.3.1 干燥设备的能量利用率
• 4.3.2 干燥设备能量利用率和热效率的计算
• 4.3.3 冷冻干燥和微波真空干燥能量利用率的比较
• 4.3.4 干燥设备能量利用率和热效率的计算
• 4.3.4.1 干燥设备能量利用率和热效率的计算
• 4.3.4.2 干燥设备能量利用率和热效率的计算
• 4.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录1: 作者在攻读硕士学位期间发表的论文
• 附录2:论文中数学模型 SAS 分析过程