亚新ty官网 技术方案 采购指南 话题讨论 维修保养 资料下载 企业案例 会员报道
1.合干燥是指根据物料的特性,将2种或2种以上的干燥方式依照优势互补的原则,分阶段进行的一种复合干燥技术,如热风—微波联合干燥、热风—冷冻联合干燥、热风—微波真空联合干燥、热风—微波冷冻联合干燥、热风—压力膨化联合干燥、渗透—热风联合干燥等。它是热风干燥、微波干燥、真空干燥、冷冻干燥、渗透干燥、压力膨化干燥、太阳能干燥和喷雾干燥等各种干燥方式相结合而发展的产物,涉及到物理学、低温制冷、流体力学、化工学、原料学、传热传质学、数学、自动控制等学科,是这些学科交叉发展的产物,因此是一项综合性*的应用性技术。水果和蔬菜是人类摄取维生素、矿物质、有机酸、膳食纤维等营养成分或生理活性成分的主要来源,其消费在现代平衡膳食的理念中占有非常重要的地位。在人们愈益追求安全、营养、保健、方便、绿色的食品消费中,脱水果蔬越来越受到人们的青睐,已成为我国出口创汇的主要产品之一。为了zui大限度的保留脱水果蔬的色香味和维生素等热敏性成分或生理活性成分,联合干燥技术是仅次于冷冻干燥技术的经济合理、质量优良的脱水加工新技术,近年来,受到了国内外学者、企业界、工业界的广泛关注。
2.联合干燥的原理和优点果蔬中的水以游离水、胶体结合水和化合水三种不同的状态存在。大部分游离水和胶体结合水在干燥过程中除去,化合水一般不能用干燥的方法除去。联合干燥则利用各种干燥方式的优点,在不同干燥阶段采用不同的干燥方法,分别以蒸发或升华等方式除去大部分游离水和胶体结合水。联合干燥以减少干燥时间、降低能耗、提高质量、方便操作、利于环保、安全为其实施的基本准则。
多数联合干燥具有速度快、时间短的特点,如热风—微波联合干燥,由于微波加热的特殊方式—体加热,使物料温度短时间内快速升高,且温度梯度和水分蒸发方向相同,使干燥时间缩短。多数联合干燥的产品性能价格比较高,如热风和冷冻联合干燥既具有热风干燥低成本的特点,又有冷冻干燥品质高的特点。联合干燥方式优势互补,避免了单一干燥方式的缺点,如热风干燥的食品易使产品收缩和变色,产品表面形成硬壳,风味受损失,同时还存在不*复水问题,而通过热风-微波/冷冻联合干燥方式使这些缺点得到了zui大限度的弱化。
3.联合干燥的国内外研究现状 3.1联合干燥的国外研究现状 3.1.1 渗透-热风(冷冻)联合干燥
国外学者对此联合干燥已经作了许多研究。Yang et
al(1987)应用渗透脱水和冷冻干燥的方法生产了类似葡萄干形的蓝莓产品。又从1996年的 IFT年会获悉,Waliszewski
K.KN.等应用渗透脱水和热风联合干燥对番木瓜片的颜色变化进行了研究,应用的渗透介质为蔗糖。结果表明:蔗糖的浓度和pH值对终产品的颜色变化没有明显的影响,在番木瓜的联合干燥过程中,有chroma
色度增加而hue色调降低的趋势,表明加工前水果的成熟度是很重要的[1]。(意大利)Donsi
G.等(1999)应用渗透干燥和冷冻联合干燥对Stark
Delicious苹果和Bintjie土豆的物化特性进行了研究,渗透介质为葡萄糖或蔗糖/食盐溶液,测定了干燥过程水分和固形物含量,从而测定了干燥动力学和复水动力学。结果表明:联合干燥技术生产了高质量的脱水果蔬,低温干燥使果蔬的物化特性和生物学特性得到温和的劣化。同时,由于较低的初始水分含量,缩短了冷冻干燥时间,渗透预处理也影响了复水动力学[2]。None
YJ.等(2002)对香蕉应用渗透干燥和热风联合干燥,香蕉片被浸透在两个连续的蔗糖溶液中(其一为加1%
CaCl235Brix,另一为70Brix),然后进行温和的热风干燥(40℃,72h,RH 60%),得到水分含量为16.5%的产品,获得了较好的颜色[3]。 3.1.2 热风-微波联合干燥 Riva M.(1991)应用热风和微波联合干燥Agaricus bisporus 蘑菇,结果表明:联合干燥缩短了加工时间,在没有任何预处理情况下,终产品得到了较好的质量,同时,微波提高了产品的脱水速率和复水性,并影响蘑菇的特征香气化合物的保留[4];Bouraoui M.(1994)应用微波和对流联合干燥了土豆片,对复水动力学和干燥速率进行了研究,应用费克一维扩散模型计算了有效的水分扩散系数,统计分析表明,扩散系数随着内部温度的增高而增大,随着水分含量的增加而降低,且相关系数R-2=0.973[5]。
Guixing Ren (1998)应用微波—热风联合干燥了西洋参根(Panax quinquefolim ),认为联合干燥缩短了干燥时间28.7%~55.2%,且对终产品的颜色影响很小[6];Tomas Funebo(1998)应用微波—热风干燥French Golden Delicious苹果和Agaricus bisporus蘑菇,认为联合干燥缩短干燥时间是可能的,且用具有大的入射角的水平或横的模式比多模式腔体干燥的复水率高20%~25%,*的操作条件是:苹果的热风温度60℃,风速是1m/s;蘑菇的热风温度80℃,风速是1.5m/s[7]。Maskan(2000)应用微波—热风联合干燥香蕉片,结果为微波干燥至终点缩短了对流干燥时间约64.3%,其产品色泽较浅,复水率zui高[8];Sharma(2001)应用微波-热风干燥大蒜丁香,结果表明:微波—热风联合干燥比传统热风干燥缩短干燥时间80%~90%,且获得了较高的感官质量,具有较好的潜力,此微波—热风联合干燥过程较适合Page 经验模型[9]。(荷兰)Torringa E.等(2001)用渗透脱水作为预处理研究了微波-热风联合干燥蘑菇,认为微波—热风联合干燥的蘑菇质量好于传统的热风干燥产品,但由于蘑菇中部是凹形的几何形状和介电特性易导致其中心部位过热,使产品质量下降,因此,Torringa E.等应用食盐作为渗透剂,然后进行联合干燥,研究渗透干燥对质量的影响。结果表明:渗透预处理后的蘑菇经微波加热后,受热更均匀,收缩率轻微地降低,多孔性增加。此外,与未渗透预处理的样品和单独热风干燥的样品相比,提高了复水性[10]。(土耳其)Baysal T.等(2002)对胡萝卜片应用微波—热风联合干燥,联合干燥的时间比传统的热风干燥缩短了30%,且无恒速期,干燥只发生在降速期,样品的干物质含量、色度角、相密度和多孔性没有明显的差别,但联合干燥样品的水分活度、色差值和复水率明显高于对照品[11]。(西班牙)Fito PJ.等(2001)对香蕉片进行了五种联合干燥方法的比较研究,热风—微波干燥、渗透干燥—热风干燥、真空浸渍或渗透干燥—热风干燥、渗透干燥—热风干燥—微波干燥、真空浸渍或渗透干燥—热风干燥—微波干燥。与热风干燥相比,热风—微波干燥是zui快的,真空浸渍和渗透干燥是慢的,但可提高产品产量、产品稳定性和感官特性[12]。
3.1.3 热风-冷冻联合干燥 Donsi G.等(1998)对苹果、土豆、胡萝卜和一种密生西葫芦应用热风干燥和冷冻联合干燥,联合干燥的产品与冷冻干燥的进行了比较,认为联合干燥是一种很有潜力的生产高质量脱水果蔬的技术[13]。(印度)Phanindra Kumar HS.等(2001)对切成块状的胡萝卜和南瓜应用冷冻干燥和热风联合干燥,评定其物化特性和质量,分别与*的热风干燥和冷冻干燥的样品比较干燥速率、总能量消耗和物化特性。结果表明:冷冻和热风联合干燥的产品在外观和复水比方面优于热风干燥的产品,且在质量方面更接近于*冷冻干燥的产品,联合干燥的时间比*冷冻干燥缩短了50%,与热风干燥类似,并由此推定联合干燥在提高脱水蔬菜质量、节省能耗和时间上是有效的[14]。
3.1.4 冷冻-微波-热风/真空联合干燥 Litvin S.(1998)联合应用冷冻干燥、微波加热及热风或真空干燥胡萝卜片:初期冷冻干燥的搁板温度为30℃,经2h后搁板温度为55℃,2h后胡萝卜片水分含量约为40%;接着微波处理50s,zui后用热风或真空干燥至水分含量为5%。终期为热风干燥时,胡萝卜片的质量特性如颜色、复水比与单独冷冻干燥的质量相似;终期为真空干燥时,提高了胡萝卜的颜色质量,复水后总的质量与新煮的胡萝卜片相似。终期为热风干燥时,胡萝卜片的干燥时间与*冷冻干燥相比,缩短了3h,并获得了与之类似质量的产品。因此,联合干燥对于减少干燥时间、降低成本是有益的[15]。
3.2联合干燥的国内研究现状 3.2.1 热风-微波联合干燥
王枚等[16](1998)选择先微波间歇干燥后热风干燥的组合方法对苹果脯进行了干燥影响因素及节能水平实验。实验证明,微波间歇时间对干燥速率有显著影响。当苹果脯处于风速为3.5~7m/s的空气中进行间歇干燥时,所需时间比在静止空气中显著缩短。采用组合方法干燥苹果脯,比*热风干燥其能耗降低30.4%,时间缩短31%。
3.2.2 远红外-热风联合干燥 王俊等[17](1998)
对混合干燥香菇的有关质热特性进行了实验研究,建立了远红外与热风混合干燥香菇的有关质热参数模型,分析了干燥中辐射强化系数K1、对流传质汽化系数Kt、总换热系数α0和辐射换热系数αE等的变化规律。实验研究表明,因干燥温度和香菇含水率不同,K1、Kt、α0、αE等值也不同。
3.2.3远红外-微波联合干燥
王俊等[18](1999)应用远红外与微波联合干燥黄桃,探讨了各参数对干燥速率、电耗和干燥质量的影响,并获得了较佳参数组合。徐贵力等[19](2001)的研究是在对现有的香菇干燥设备及其存在问题进行分析的基础上,提出了负压远红外线干燥香菇的方法,并进行了现有一些干燥方法的同条件对比试验,在分析它们失水特性曲线的基础上,又提出联合干燥香菇的方法,即在干燥前期用远红外线配以排湿气流干燥法较快地把香菇的含水率降到50%左右,然后在干燥后期用换气负压远红外线干燥法将香菇的含水率降到要求值。采用这种干燥方法,不仅可使香菇干燥时间缩短和能耗降低,而且提高了香菇干制品的优等率。从国内外研究的现状可以看出,联合干燥技术是具有很大潜力的新技术,我国对其研究甚少,亟待深入探讨。
4 联合干燥技术应用中的问题和前景
4.1 联合干燥工艺和干燥转换点的确定
由于果蔬种类和组织状态相差很大,不同的果蔬其联合干燥工艺并非固定不变,工艺参数及干燥转换点的确定还需作大量的实验工作。
4.2数学模型的完善
建立合理的数学模型对研究联合干燥过程的优化和自动控制具有非常重要的意义。目前,水分和温度的在线检测和控制还是一个难题,因此,建立干燥过程中水分和温度的变化规律模型,预测和指导干燥工艺以提高产品质量是十分必要的。
4.3 联合干燥设备的改进 随着科学技术的迅速发展,各种干燥设备自身也在不断改进,多功能组合式干燥器是未来的发展方向。
4.4联合干燥工艺的自动控制 在确定较佳的联合干燥工艺的基础上,进行全程自动化控制是联合干燥的更高目标,尚需科技工作者共同做出努力。 5
结束语
总之,各种干燥技术与设备在不断改进和完善的同时,将向着与其它干燥技术相结合的联合干燥技术方向发展,联合干燥技术将在理论上逐步走向完善与成熟,联合干燥技术必将会有广阔的应用前景。
上一篇:果葡糖浆在饮料及酒类产品中的应用
本网转载并注明自其它来源(非亚新ty官网www.guidetodreams.com)的作品,目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点或和对其真实性负责,不承担此类作品侵权行为的直接责任及连带责任。其他媒体、网站或个人从本网转载时,必须保留本网注明的作品第一来源,并自负版权等法律责任。