真空脉动干燥温度对黄花菜理化性质与微观结构的影响

鲜黄花菜含水率较高,导致采后品质快速下降。探讨适合黄花菜的加工方法对延长黄花菜的货架期非常重要。为探究不同真空脉动干燥(PVD)工艺条件对黄花菜营养成分、色泽、风味、复水率及微观结构的影响,以便提高干制黄花菜品质,选用PVD设备干制黄花菜,研究真空保持时间(10 min)和常压保持时间(5 min)条件下不同干燥温度(65,70,75,80,85℃)对黄花菜品质的影响。采用主成分分析法和偏最小二乘法对黄花菜干燥工艺、风味组成以及特征滋味进行判别分析。结果表明,自然干燥(CK)黄花菜中游离氨基酸含量最多,为0.858 mg/g,△E值最大,为16.47,进一步表明样品整体质量较差。PVD干燥后黄花菜色泽鲜亮,复水性能较好,蛋白质和黄酮含量显著增加。当PVD 80℃时,原色保留率最大(△E=7.28),游离氨基酸含量最高(0.818 mg/g)。当PVD 75℃时,样品中蛋白质(7.331 g/L)和Ga(1072.445μg/kg)含量最高。当PVD 70℃时,黄菜样品中β-折叠和α-螺旋含量占比最多,为35%。当PVD 65℃时,黄酮含量(1.653 mg/g)和复水率最高(3.04%),并且可较好地保留无机硫化物、氮氧化合物及萜类物质。此外,通过偏最小二乘判别分析得出天门冬氨酸、组氨酸、丝氨酸、谷氨酸和丙氨酸为黄花菜特征滋味物质。结论:不同PVD干燥温度导致黄花菜的理化性质和营养成分不同,研究结果可为满足不同质量属性要求和消费者接受度提供适合的工艺参数。

荷花粉真空脉动干燥特性和干燥品质

为了缩短花粉的干燥时间,保证干燥品质,将真空脉动干燥技术应用于干燥新鲜荷花粉,研究了真空保持时间（15、12、9、6和3 min）、干燥温度（45、50、55、60和65℃）对干燥动力学、水分有效扩散系数、干燥活化能的影响,并运用Weibull分布函数模拟了花粉真空脉动干燥特性曲线;此外还研究了真空保持时间、干燥温度对花粉蛋白质含量以及微观结构的影响,并对干燥前后的花粉进行了色差分析。试验结果表明：Weibull分布函数能够很好地描述花粉的真空脉动干燥过程,结合尺度参数、形状参数计算出花粉真空脉动干燥水分有效扩散系数在2.154 2×10-11-6.254 3×10-11 m2/s之间;干燥活化能为20.88 k J/mol,表明新鲜荷花粉干燥每脱除1 kg水所需要的启动能量为1 160.00 k J;试验参数范围内,随着真空保持时间的减少,干燥后花粉蛋白质质量分数呈现先增加后减少的趋势;当干燥温度为45℃,真空常压脉动比为12 min：3 min时花粉蛋白质质量分数最高,为18.43%;扫描电镜结果显示,随着干燥温度的升高,花粉颗粒间致密程度降低,形成孔隙结构,这有助于干燥中水分的扩散迁移,花粉颗粒微观结构的完整性随着干燥温度的升高而降低;干燥前后花粉未发生色泽劣变。荷花粉真空脉动干燥的较佳参数为真空常压脉动比为12 min：3 min,干燥温度为45℃。研究结果为花粉真空脉动干燥技术的应用提供了理论依据和技术支持。

滚筒式真空脉动干燥机设计

设计了一种滚筒式真空脉动干燥机。该干燥机由干燥滚筒、旋转接头、加热系统、控制系统、真空系统和传动系统组成。控制系统通过控制电磁阀可使干燥滚筒内的干燥压力在真空与常压之间有规律地变化。干燥滚筒在增加装料量的同时,还可通过旋转使物料受热均匀,提高机器的生产率。无核白鸡心葡萄的干燥试验表明,在干燥压力为7kPa,一个循环内真空干燥20 min,常压干燥4 min,干燥温度为60℃的条件下,干燥12 h,葡萄含水率可降至16.4%(湿基),糖酸比达到33.2。

基于干燥均匀性的真空脉动干燥加热控制技术

为解决真空脉动干燥中加热板差异和气流扰动引起的物料干燥不均匀问题,设计了基于过零触发控制的加热板辐射强度控制硬件电路,将PID控制理论和离群点检测方法相结合,提出了加热板温度离群点优化积分分离PID控制策略,以含水率均匀一致的面片作为试验原料,以干燥均匀度为考核指标,对控制系统的控制效果进行试验验证。试验结果表明:该控制系统可以有效缩小不同加热板间的辐射强度差异,平均温度控制精度±0. 8℃,初始阶段调节时间120 s,在受到气流扰动干扰后能够迅速恢复;在干燥均匀性方面,离群点优化PID控制优于独立PID控制和整体PID控制,可以减小气流扰动对干燥整体均匀性的影响,面片干燥均匀度由90%左右提高到95%以上。

工夫红茶真空脉动干燥特性及数学模型研究

为研究工夫红茶真空脉动干燥特性与数学模型,本文采用不同干燥温度（60℃、80℃、100℃、120℃）、真空度（50kPa、65kPa、80kPa、95kPa）、真空保持时间（0s、30s、60s、90s）对工夫红茶进行真空脉动干燥。研究结果表明：干燥温度越高,干燥时间越短,干燥速率越大;真空度增大,真空保持时间缩短,干燥速率有增大的趋势。工夫红茶的水分有效扩散系数为（0.729 5～2.553 3）×10^-9 m^2/s,平均活化能为23.10kJ/（mol·K）。采用决定系数R^2和卡方χ^2对6个干燥模型进行评价,结果表明Page模型最优,能够准确预测干燥过程中水分比的变化。与热风干燥相比,真空脉动干燥工夫红茶汤色得分明显较高,经提香处理后其感官总分优于热风干燥。

色素辣椒真空脉动干燥动力学及品质的研究

色素辣椒加工产业是新疆第二大红色产业,其加工过程中干燥是关键环节。针对目前色素辣椒在干燥过程中出现的时间长、色泽差、红色素损失严重等问题,将高温高湿气体射流冲击烫漂技术作为色素辣椒干燥的预处理方式,将基于远红外辐射加热的真空脉动干燥技术用于色素辣椒的干燥阶段。为此,主要研究了不同真空脉动干燥温度(60、65、70、75、80℃)、真空保持时间(6、9、12、15、18min)和常压保持时间(3、6、9、12min)对色素辣椒干燥动力学和干燥品质的影响,通过分析干燥后辣椒红色物质及色泽参数,确定最优干燥参数为干燥温度70℃、真空保持时间12min、常压保持时间3min。

光皮木瓜真空脉动干燥特性及神经网络模型

目的:提高光皮木瓜干燥效率和品质。方法:以光皮木瓜为试验原料,选取干燥温度(50,60,70℃)、真空时间(5,10,15,20 min)和常压时间(2,4,8 min)为影响因素,以干燥时间、复水比、维生素C含量、总黄酮含量、微观结构为指标进行单因素试验,建立BP神经网络模型并验证模型的预测效果。结果:干燥温度、真空时间和常压时间对光皮木瓜的干燥时间影响显著(P<0.05),其有效水分扩散系数为6.0448×10^(-10)~12.0086×10^(-10) m^(2)/s,且D_(eff)随干燥温度的升高而增大。BP神经网络模型由干燥时间、干燥温度、常压时间和真空时间4个输入神经元、7个隐含层和含水率1个输出神经元构成。当干燥温度为65℃、常压时间为3 min、真空时间为12 min时,模型的预测值和实测值最大误差为4.77%。光皮木瓜的复水性随干燥温度的提高而降低,随常压时间和真空时间的延长而先升高后降低;维生素C、总黄酮含量随干燥温度、常压时间和真空时间的增加先上升后降低。当干燥温度为70℃时,物料表面因大量失水而导致结壳硬化,水分迁移孔道坍塌堵塞;当干燥温度为50℃时,物料表面呈蜂窝状多孔结构,有助于水分扩散迁移。结论:真空脉动干燥光皮木瓜的最佳工艺条件为干燥温度60℃、真空时间10 min、常压时间4 min,该条件下干燥时间12.1 h、复水比6.28±0.05、维生素C、总黄酮含量分别为(71.26±0.74)×10^(-2),(19.27±0.33)mg/g,BP神经网络模型可以很好地描述光皮木瓜的真空脉动干燥过程。

青花椒真空脉动干燥特性及干燥品质工艺优化

为提升青花椒的干燥品质,减少其色泽褐变和风味物质流失等问题,该研究采用真空脉动干燥技术加工青花椒,并以热风干燥试验为对照组,研究了不同干燥温度、真空保持时间和常压保持时间对青花椒干燥特性及其品质的影响。在单因素试验基础上进行Box-Behnken中心组合试验设计,以青花椒的平均干燥速率、挥发油、酰胺含量、色差、开口率5个指标进行响应面优化分析。试验结果表明,Weibull模型可精确拟合青花椒真空脉动干燥曲线(R~2>0.99)。干燥温度升高可在一定程度上提高青花椒的干燥效率和开口率,减少褐变和挥发油损失,同时酰胺类含量随干燥温度上升而有所下降。根据响应面试验结果,各因素对青花椒干燥综合评分的影响效果由大到小顺序为:干燥温度、真空保持时间、常压保持时间。优化的工艺参数为真空脉动干燥温度61.4℃、真空保持时间5 min、常压保持时间5 min,综合评分值达8.06,验证试验结果偏差仅为2.6%。研究结果为青花椒真空脉动干燥应用提供参考。

基于Weibull分布函数的枸杞真空脉动干燥过程模拟及动力学研究

目的以枸杞为研究对象,探索枸杞的真空脉动干燥过程中水分变化规律及动力学模型,为改善表面结壳,缩短干燥时间提供理论依据。方法将真空脉动干燥技术应用于枸杞的干燥,研究不同干燥温度(50、55、60、65℃)、真空时间(5、10、20、30 min)和常压时间(2、4、8 min)对枸杞干燥动力学、水分有效扩散系数(Deff)和干燥活化能(Ea)的影响,利用Weibull分布函数对干燥过程进行模拟与分析。结果干燥温度、常压时间和真空时间均对枸杞的干燥有显著影响,当干燥温度60℃,常压时间4 min,真空时间10 min时,干燥时间为284 min;Weibull分布函数能很好地描述枸杞的真空脉动干燥过程;尺度参数α与干燥时间有关,并随干燥温度的升高而降低;干燥温度、真空时间和常压时间对形状参数β的影响较小,β值和干燥方式相关;水分Deff在2.02×10-8～3.56×10-8 m2/s,干燥Ea为36.27 kJ/mol。结论 Weibull分布函数可预测枸杞药材真空脉动干燥过程中的水分脱除规律,对于枸杞干燥过程的预测、调控和工艺优化具有重要意义。

真空脉动干燥设备设计及对南瓜片干燥影响的研究

针对常压干燥效率低、真空干燥能耗大等问题，设计真空脉动干燥设备并应用于南瓜片的干燥。该设备主要由干燥室、加热系统、真空系统和控制系统组成，南瓜片放置在干燥室内的加热板上，干燥室内的压力由控制系统改变卸压阀和抽空阀地开闭来实现，抽真空的同时，设备还能将一部分的水蒸气吸走，完成干燥过程。研究了不同常压保持时间（3min、5min、7min、9min、11min和13rain）、不同真空保持时间（5min、10min、15min、20min和25min）、不同干燥温度（50℃、55℃、60℃和65oC）以及不同切片厚度（5min、7mn3、9mm和11mIn）对干燥过程及品质的影响。综合干燥室内真空度与南瓜片内部温度之间的关系、干燥效率与能耗问题，得到较优的工作参数：常压保持时间9min，真空保持时间10rain，干燥温度60℃，切片厚度7mn3，为南瓜片以及其它物料的干燥提供了理论研究基础。

不同干燥方式枸杞干果微观结构与营养成分对比分析

通过观察枸杞干果表皮微观结构和营养成分检测研究不同干燥加工方式枸杞干果的区别。结果表明,真空脉动干燥枸杞干果不仅在外观性状方面优于热风干燥枸杞,相比于热风干燥枸杞干果,其表皮微观结构蜡质层呈条状纹理状、排列紧密、无断裂,也更加平滑,更接近枸杞鲜果表皮蜡质层的结构。而且在营养成分方面,真空脉动干燥的枸杞干果中的多糖、维C、氨基酸总量等指标的含量也显著高于热风干燥枸杞干果。

3种干燥方式对山药片干燥动力学和品质的影响

目的为选择适宜山药片的干燥技术及工艺,将中短波红外干燥、真空脉动干燥、气体射流冲击干燥3种干燥技术用于山药片的干燥,研究分析了不同干燥方式下的山药片干燥动力学和品质。方法运用3种干燥方法对同一切片厚度为5mm的山药片进行干燥,研究其水分比、干燥速率随干燥时间的动态变化规律,分析3种干燥方式下的山药片干燥动力学;并对干燥时间、干燥后的色泽、复水比、浸出物、尿囊素含量等指标进行评价。结果山药片在3种干燥技术下均为降速干燥,其中气体射流冲击干燥时间最短,当干燥温度为70℃、风速为15 m/s时,干燥时间为120 min;真空脉动干燥、中短波红外干燥、气体射流冲击干燥3种干燥方式的水分有效扩散系数分别为7.52×10-10、1.19×10-9、1.30×10-9m2/s;基于复水比、明亮度、绿红值、蓝黄值、干燥时间、浸出物、尿囊素含量7项指标对3种干燥技术进行了综合评价,中短波红外干燥、真空脉动干燥和气体射流冲击干燥的山药片综合评分分别为0.29、0.59、0.70,气体射流冲击干燥的山药片综合评价最优。结论在实验参数范围内,3种干燥方式相比,气体射流冲击干燥最适宜于山药片的干燥,干燥时间最短、品质最佳,该研究为探索山药的适宜干燥技术和工艺提供了理论依据。

基于Dincer模型不同干燥方式下光皮木瓜干燥特性研究

目的基于Dincer模型探究不同干燥方式下光皮木瓜的干燥特性,为应用Dincer模型分析中药干燥传热传质过程及筛选适宜的光皮木瓜干燥技术和工艺提供理论依据。方法采用气体射流冲击、中短波红外和真空脉动干燥技术干燥厚度为12 mm的光皮木瓜切片,采用气体射流冲击干燥9、12、15 mm厚度的光皮木瓜切片,研究其干燥特性并测定干燥后的色泽、维生素C(VC)、总黄酮、复水比和微观结构。结果相同干燥温度下,3种干燥技术干燥速率从大到小分别为气体射流冲击、中短波红外及真空脉动干燥技术,对应干燥活化能(Ea)为43.10、36.95、20.37 kJ/mol;减小切片厚度有助于提高干燥效率。Weibull分布函数模拟结果表明,不同干燥条件下的尺度参数α为47.85~324.51,α越小干燥时间越短,气体射流冲击和中短波红外干燥形状参数β在0.8599~0.9806,说明干燥为内部水分扩散控制的降速干燥过程,而真空脉动干燥条件下β介于1.2187~1.2908,说明干燥受内部水分扩散和表面水分蒸发所共同主导;估算水分扩散系数(Dcal)在1.66×10^-8~1.13×10^-7 m^2/s,随着α值的增大而减小。Dincer模型分析干燥特性表明,不同干燥条件下滞后因子(G)为1.1356~1.3376,说明干燥初期均有短暂的升速干燥过程;传热毕渥数(Bi)值在1.1714~136.0412,且随着干燥温度的升高而减小,水分有效扩散系数(Deff)在3.26×10^-9~6.33×10^-8 m^2/s,相同干燥温度下D^*eff<Deff<Dcal;传质系数(k)为9.02×10^-6~8.82×10^-5 m/s,随着干燥温度的升高而增大。气体射流冲击干燥适合于光皮木瓜片的干燥加工,在实验参数范围内,干燥温度60℃、切片厚度12 mm为最优干燥工艺,干燥时间为5 h、明亮度L^*为62.80±1.70、色差值ΔE为19.62±2.60、VC和黄酮质量分数分别为(1.1078±0.0050)mg/g和(36.74±0.60)mg/g、复水比为7.11±0.24。结论该研究可为应用Dincer模型在中药干燥过程分析传热传质特性及筛选适宜的光皮木瓜干燥条件提供理论依据和技术支持。