传统、冷冻、微波干燥条件制备海藻酸钠/火山灰复合微球及除磷效率研究

探讨了传统、冷冻、微波干燥条件制备海藻酸钠/火山灰复合微球以及作为吸附剂时,对水体中磷酸根的吸附行为。结果表明:三种干燥条件下制备的复合微球除磷行为基本相同,其总磷去除效率均大于90%。其中,微波干燥过程操作简便快速,相应条件下制备得到的海藻酸钠/火山灰复合微球在吸附除磷方面具有实用价值。

红肉火龙果粉的发泡微波冷冻干燥制备与质量评价

制备浆果粉末产品是延长其货架期的有效手段。为降低干燥过程能耗和保留产品营养成分,该研究以平均含水率(87.03±1.26)%的新鲜红肉火龙果果浆为原料,采用冷冻干燥和喷雾干燥两种方法制备了火龙果粉末。以残余湿含量、色泽和典型生物活性成分甜菜红素、芦丁和总酚保留率为指标对产品质量进行了评价。用质量比为3%(w/w)的分离乳清蛋白和2.5%(w/w)的果胶为添加剂制备了未发泡和发泡2种样品,进行了传统和微波冷冻干燥试验。结果表明,使用石英底盘,在30˚C、20 Pa下,发泡样品比未发泡样品冷冻干燥时间缩短了39.06%;施加1 W微波功率时,未发泡和发泡样品微波冷冻干燥时间比无微波时分别缩短了18.75%和12.82%。用碳化硅底盘替代石英底盘,在30˚C、20 Pa和1 W下,发泡样品微波冷冻干燥时间比未发泡和发泡样品传统无微波冷冻干燥分别缩短了65.62%和43.59%。分别以5.5%(w/w)的分离乳清蛋白和15.6%(w/w)的麦芽糊精为添加剂,进行了喷雾干燥试验。工艺参数为进风温度150˚C、出风温度85˚C、进料速度28 mL/min。冷冻干燥产品的甜菜红素、芦丁和总酚保留率分别在72%、84%和75%以上,而喷雾干燥产品的保留率显著降低。该研究采用的冷冻干燥方法能够大幅缩短干燥时间、提高产品质量,为浆果类粉末产品的制备提供工业解决方案。

蓝莓微波冷冻干燥特性及品质分析

为研究蓝莓微波冷冻干燥特性及品质变化,本文探究不同微波功率(300,400,500,600 W)、真空度(50,100,150,200 Pa)和物料装载量(60,120,180,240 g)对蓝莓干燥特性及其品质的影响。在单因素实验基础上进行Box-Behnken中心组合试验设计,以蓝莓的干燥速率、色差、收缩率、复水比、维生素C保存率、花青素保留率的综合评分为评价指标。结果表明:蓝莓在干燥前期的干燥速率较大,且随着微波功率的增加而变大,Page模型的R^(2)均大于0.95,能较好地预测蓝莓干燥过程中的水分变化情况,蓝莓有效水分扩散系数在3.341×10^(-8)~5.110×10^(-8)m^(2)/s之间,且受微波功率和装载量影响显著(P<0.05)。色差△E随微波功率的升高而增大,随真空度的升高而减小。微波功率和真空度对复水性能影响较大,VC保存率随微波功率的增大而快速减小,随真空度和装载量的提高缓慢上升,在400 W时有最大值;而花青素含量则随微波功率和真空度的增大整体呈快速下降趋势。根据响应面试验结果,各因素对蓝莓干燥综合评分的影响贡献率为:微波功率>真空度>装载量。当蓝莓干制品的干燥参数为微波功率400 W、真空度100 Pa、装载量120 g时,蓝莓的微波冷冻干燥效果最好,此时蓝莓色泽、复水比、质构特性、VC和花青素含量及内部孔隙分布情况相对最好,品质最佳。

微波真空冷冻干燥时怀山药的微CT孔道分布

局部温度过高的问题限制了微波真空冷冻干燥(microwave freeze drying,MFD)技术在果蔬干燥中的广泛应用。发展传热传质理论是解决MFD局部温度过高问题的根本途径。数值模拟是研究传热传质机理的重要方法,并有望解决MFD中局部温度过高的问题。利用详细的孔径和孔隙分布建立结构模型对数值模拟至关重要。该研究以怀山药为样品,利用微CT(X-ray micro-computed tomography)技术分析不同干燥仓压力(100、200、300 Pa)和微波加载量(0.5、1.0、1.5、2.0 W/g)时孔隙和孔隙分布的变化。结果表明,干燥仓内的低压环境更倾向于形成小孔隙,干燥仓内压力的变化对外层的孔隙大小和分布无明显影响,但对内层的孔隙大小和分布有明显影响。微波加载量对内、外层的孔隙大小和分布均有显著影响。研究结果将为解决MFD中局部温度过高问题的数值计算研究提供试验支持。

火龙果粉冷冻-真空微波干燥工艺优化及贮藏品质

为优化火龙果粉的冷冻干燥结合真空微波干燥工艺并研究其贮藏品质,以火龙果为原料,以复水比和维生素C保留率加权转化的综合评分为指标,通过单因素和响应面试验优化火龙果粉的工艺条件并分析其贮藏品质。结果表明,优化后的工艺条件为采用冷冻干燥将火龙果干燥到水分含量35%后,再采用真空度40 Pa、微波功率1 500 W的真空微波干燥继续将其干燥至水分含量3.5%。该条件下,产品实际综合评分为85.17,与理论预测值基本吻合。联合干燥技术的产品在25℃、相对湿度65%的条件下贮藏30 d时,火龙果粉中的VC保留率为(83.36±0.65)%,感官评分65.6,VC的保留率和感官评分均较高,具有较好的贮藏品质。

预处理对胡萝卜微波冷冻干燥特性及产品品质的影响

预处理是改善果蔬干燥特性及干制品品质的常用方式。本文采用不同冻融循环次数、不同超声功率对胡萝卜进行预处理,研究了不同预处理方式对胡萝卜微波冷冻干燥特性及产品品质的影响。结果表明:超声预处理较冻融预处理在提高胡萝卜MFD干燥效率和产品品质上更具优势。本研究可为预处理在提高果蔬MFD干燥效率及产品品质上的应用提供一定的理论依据。

地热多孔物料微波冷冻干燥过程的多物理场分析研究

以甘露醇与乳糖等为原材料,利用液氮制备冰激凌法,制备不同初始饱和度的地热多孔物料;通过多功能微波冷冻干燥装置,冷冻干燥处理制备的地热多孔物料,建立地热多孔物料干燥过程的多物理场分析模型,并设计对应的定解条件;通过COMSOL多物理场仿真软件,结合定解条件,求解多物理场分析模型,完成不同初始饱和度与不同微波功率等条件时的物理场分析,验证地热多孔物料微波冷冻干燥过程多物理场的影响。

基于转换点调控的怀山药多相态微波干燥及品质特性

为解决冻干和冻干-微波真空联合干燥技术存在的耗时长、能耗高、设备成本高等问题,同时获得品质较好的干制品,以怀山药为对象开展多相态微波干燥(multiphase microwave drying,MMD)研究,通过不同微波功率加载方案实现转换点调控,探究转换点干基含水率(0.36、0.59、0.79 g/g)对怀山药干制品品质的影响。并以真空冷冻干燥、微波冷冻干燥和微波真空干燥为对照,研究不同干燥方式对怀山药干燥特性、能耗和品质特性(复水性、收缩率、色泽、硬度、脆度、微观结构)的影响。结果表明:随着微波功率水平的增加,怀山药MMD转换点干基含水率增大,产品复水性降低,收缩程度增大,硬度变大,细胞结构破损程度增加。MMD方案Ⅰ(转换点干基含水率0.36 g/g)干燥时间与微波冷冻干燥相比缩短31.3%,能耗相比真空冷冻干燥、微波冷冻干燥分别降低68%、34%,同时,所得怀山药干制品具有良好的品质和均匀的微观孔隙结构,其复水比(2.44±0.04)、收缩率(0.88±0.02)、色泽、硬度(4.95±0.45)N、脆度(2.48±0.51)N与微波冷冻干燥无明显差异(P>0.05)。微波真空干燥虽所需能耗低,但其产品复水性最差,收缩最为严重。综合考虑高效低能耗干燥与产品品质提升的需求,可通过转换点调控的多相态微波干燥实现高品质怀山药加工。

双孢菇微波冷冻干燥特性及干燥品质

为获得干燥时间短、产品质量高的蘑菇制品,采用微波冷冻干燥技术对双孢菇进行干燥处理,研究其在不同微波比功率(0.25,0.5,0.75 W/g)和系统压强(50,100,150 Pa)下的干燥曲线、有效水分扩散系数、复水比、收缩率、白度、维生素C保存率、能耗及基于模糊数学推理法下感官评定的变化规律;通过非线性拟合建立了适用于双孢菇微波冷冻干燥的数学模型;基于干燥能耗、干燥时间及部分品质指标对不同条件下双孢菇微波冷冻干燥过程进行加权综合评价。结果表明:微波比功率对干燥速率及干制品物理品质指标影响比对其他指标的影响更显著(P<0.05);系统压强对干制品营养含量指标、干燥能耗以及感官评定的影响比对干燥特性的影响显著(P<0.05);采用Henderson and Pabis模型能够准确(R2>0.9)描述干燥过程中水分变化规律;双孢菇有效水分扩散系数在10-10 m2/s数量级且受微波比功率影响更明显(P<0.05);微波比功率和系统压强过高会造成双孢菇干制产品不被消费者接受;当微波比功率和系统压强分别为0.25 W/g和100 Pa时双孢菇微波冷冻干燥的综合评分值最高为0.67847,该条件较适合应用于双孢菇微波冷冻干燥中。研究探索了不同微波冷冻干燥条件下双孢菇干燥及品质特性的变化规律,为双孢菇微波冷冻干燥较优工艺参数组合的选择提供了理论依据。

微波、冷冻预处理对改善尾巨桉木材干燥性能的影响

桉树木材在干燥过程中常伴有开裂和皱缩等严重的干燥缺陷,为了减少桉树皱缩等干燥缺陷,提高桉树的干燥质量和探讨皱缩的形成原因,采用冷冻处理和微波辐射两种方法对尾巨桉木材进行预处理,研究微波、冷冻处理后尾巨桉木材的渗透性、干燥速度和木材的皱缩特性。结果表明:两种方法均能不同程度改善木材的渗透性,提高木材的干燥速度,减少木材的皱缩。对照材和微波辐射材,皱缩均发生在心、边材的交接处,部分木纤维扭曲,相互挤压,细胞腔变得狭小,形成扭曲带,相邻扭曲带的木纤维向相反方向挤压、溃陷;前者扭曲带宽可达5～20个细胞,皱缩深度为0.76 mm,后者扭曲带为5～10个细胞,皱缩深度为0.35 mm;冷冻预处理材表面未见明显皱缩痕迹,细胞皱缩程度不明显,扭曲带(1～2个细胞宽)隐约可见。

正交试验优化怀山药微波辅助真空冷冻干燥工艺

为获取高品质怀山药干制品,采用微波辅助真空冷冻干燥技术对怀山药进行干燥处理,并对其干燥特性及干燥品质进行评价。以物料切片厚度、真空度、微波功率为试验因素,以复水率、多糖得率及色泽明度(L)值为指标,考察干燥条件对怀山药干制品质量的影响;采用线性加权法,将多目标综合优化,确定干燥工艺的最佳参数组合。结果表明:各因素对综合指标的影响主次为:切片厚度>真空度>微波功率。在切片厚度5 mm、真空度100 Pa、微波功率3.75 W的条件下,微波辅助真空冷冻干燥怀山药切片达到安全含水量0.12 g/g(干基)时所需干燥时间为150 min,干燥耗能为7 875.9 k J/kg。同时制得的干制品品质优良,复水性好,色泽洁白,多糖损失少,其复水率、L值和多糖得率分别为95.6%、92.90、18.97%。

微波真空冷冻干燥对芒果干制品品质特性的影响

为获得较优的芒果干燥方法,以复水性、感官为评价指标,比较微波真空冷冻干燥、热板真空冷冻干燥和热风干燥3种不同干燥方法对芒果干制品品质的影响。结果表明:真空冷冻干燥法的产品各项指标均优于热风干燥法。微波真空冷冻干燥的产品复水性最好,25℃与100℃最大复水比分别为3.363、3.674;其次为热板真空冷冻干燥,两温度条件下与微波真空冷冻干燥产品复水比相差较小;热风干燥产品复水性最差,分别为2.140、3.028。感官指标中色泽、香气和口味3方面均为:微波真空冷冻干燥>热板真空冷冻干燥>热风干燥。

微波真空冷冻干燥装置设计与试验

阐述了微波真空冷冻干燥装置的总体结构、工作原理以及微波冻干仓的设计要点,详细分析了微波谐振腔、微波真空屏蔽结构和玻璃真空罩的设计,确定了主要工作部件的具体结构和相关参数。冬枣冻干试验研究表明,整机结构合理,性能稳定,安全可靠;与普通真空冷冻干燥相比,在产品质量相同的条件下,干燥时间节省了40.9%,能耗降低55.86%。

微波施加方式对微波冷冻干燥均匀性的影响试验

利用WDG-5型微波冻干设备试验分析了影响干燥均匀性的因素,并试验分析了该设备的微波施加方式对料盘间、料盘内物料干燥均匀性的影响。试验表明,微波冻干过程中20盘物料外层干燥快、中间层干燥慢,微波交替开启方式与整体开启方式相比,可提高料盘之间的干燥均匀性;干燥过程中同一料盘内物料呈现周边物料干燥快、中心部位干燥慢的趋势,微波交替开启方式与整体开启方式相比,能明显改善同一料盘的干燥均匀性。

真空冷冻干燥和微波干燥在切花月季干燥中的应用

分别应用真空冷冻干燥技术和微波干燥技术对切花月季进行干燥 ,得到花材的冻干曲线和微波干燥速率曲线。通过数据分析确定真空冷冻干燥的最佳干燥工艺为 :加热板温度 35℃ ,干燥室压强 4 0 Pa;微波干燥的最佳工艺为加热 10 s、间歇 4 5 s。对不同干燥方法得到的花材进行感官评价 ,确定真空冷冻干燥的花材与 10 %的酒石酸溶液护色后再微波干燥的花材在颜色和外观上接近。

微波冷冻干燥技术的发展和有待解决的问题

本文介绍了国内外微波冻干研究的进展情况,并对其中微波与传热传质耦合、工艺优化与控制、技术经济性以及温度测量等存在的问题进行了讨论。

微波冷冻干燥技术的特点及发展前景

微波真空冷冻干燥技术作为交叉学科发展的产物在食品加工中能保持食品的色、香、味,并在储藏方面有重要的应用。微波真空冷冻干燥具有干燥速度快,能量效率高,易于控制被干燥物料的温度,适合于热敏性物质的干燥,同时具有杀菌消毒功效等优点,因而在食品和医药加工等行业有着广阔的应用前景。本文主要就微波在真空冷冻干燥中的应用及其中存在的一些问题进行研究和讨论。

冷冻干燥/微波消解/ICP-MS法测定牦牛乳中的微量元素

采用真空冷冻干燥技术、微波消解方法处理牦牛乳样品后,直接用电感耦合等离子质谱仪(ICP-MS)测定了牦牛乳中的14种微量元素。外标法绘制标准曲线,相对标准偏差1.80%～4.50%,加标回收率95.61%～102.90%。分析结果表明牦牛乳中含有人体中存在的多种微量元素,其干物质中的微量元素含量平均值分别为Cu 0.340μg/g,Zn 50.65μg/g,Fe 16.12μg/g,Mn 0.843μg/g,Mo 0.170μg/g,Co 0.023μg/g,Ni 0.522μg/g,Ti 0.001μg/g,V 0.105μg/g,Li 0.056μg/g,Be 0.003μg/g,Bi 0.029μg/g,Pb 0.305μg/g,Cd 0.014μg/g。

冷冻干燥与后续真空微波联合干燥开发草莓休闲食品

以草莓为原料,应用真空冷冻干燥和后续真空微波干燥联合的方式做不同转换点试验,目的是降低能耗,改善产品品质。在干燥的过程中研究了前期冷冻干燥后物料的含水率、后续真空微波干燥微波功率等因素对干燥过程的影响,并将得到的产品与普通的冷冻干燥干燥时间和产品品质方面进行比较,确定了联合干燥较佳的转换点为真空冷冻干燥草莓的含水量为40%左右,微波功率为2 100 W。将得到的产品进行调味,开发出一种大众喜爱的休闲食品。

真空微波干燥与真空冷冻干燥对鱼糜干制品质量的影响

以常规热风干燥为空白对照,研究真空冷冻干燥与真空微波干燥技术对以鱼糜为原料的面条状干制品质量影响,以干制品的水分含量、色度、复水性能、吸水指数(WAI)、水溶解指数(WSI)为指标,研究了三种干燥技术对干制品质量的影响,并对三种干燥工艺效果进行比较。结果表明,真空冷冻干燥效果最佳,所得产品中水分含量、WAI、WSI、白度值分别可达4.03%、5.60、18.66%、91.82;而热风干燥产品为11.84%、2.35、27.65%、72.54;真空微波干燥产品为6.16%、5.52、15.01%、80.24。