CN101874646A - 水产品低温冷风与红外辐射耦合干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于水产品加工技术领域，尤其是涉及一种水产品低温冷风与红外辐射耦合干燥方法，本发明的方法采用低温冷风和红外辐射传热方法同时干燥处理水产品，在低温冷风干燥过程中利用温度传感器测定水产品表面温度，利用重量传感器对水产品的含水量进行测控，本发明整个低温冷风环境是模拟冬天腊风的水产品干燥氛围，采用红外辐射是模拟冬天腊风下的太阳光照射效果，以强化水产品的干燥效果，克服了原有冷风干燥下水产干制品干燥时间长、生产效率低的缺陷。

Description

水产品低温冷风与红外辐射耦合干燥方法

技术领域

本发明属于水产品加工技术领域，尤其是涉及一种水产品低温冷风与红外辐射耦合干燥方法。

背景技术

众所周知，干制水产品是水产品加工中的一大类产品，不仅解决了水产品的保藏问题，而且干制水产品独特的风味也为众多消费者所青睐。传统水产品干制大多利用太阳晾晒，既无法大规模生产，且由于敞开式的生产方式使得产品极易受到蝇虫污染，加之加工过程没有任何控制，产品质量很难保证。现代食品质量与安全理念要求水产品干制能在一个生产过程可控且密闭的方式进行，近年来低温冷风干燥技术逐渐兴起。低温冷风干燥是在一个密闭的冷库里进行，当循环风温超过30℃时，水产品很容易腐败变质，所以一般干燥时的风温维持在10℃-20℃左右，但此时干燥速率很低，干制时间很长，通常要在40多个小时，生产效率很低，而且许多企业没有对干燥介质的温湿度对产品干燥动力学影响作深入研究，产品质量也难于保证。不少企业虽然安装了低温冷风干燥设备，但实际使用时经常采用太阳晾晒，设备利用率很低。为了提高干燥效率，也有研究采用多种干燥方式联合进行，其中就有冷风干燥方式并辅之以辐射传热，从现有公开的文献来看，人们在研究中只是将冷风干燥与红外辐射传热机械结合，能耗加大但干燥效果仍不理想，在实际生产中仍难于推广使用。

申请号为CN200710069149.5的中国发明专利提供了一种水产品的低温快速干燥方法及其专用设备,所述方法包含以下顺序步骤:(1)水产品原料清洁整理处理后,将水产品分散并经40～65℃热风预干燥至水分含量为50～60%;(2)预干燥后的水产品在2000～3000MHZ微波和40～65℃热风混合作用下至水分含量为15～30%;(3)微波热风干燥后的水产品再经40～55℃热风干燥,直至达到干制品所要求的水分含量。该法一般适用于甲壳类水产品的加工，但是对于许多脂肪含量很高的水产品特别是鱼类，在干燥过程中当其表面温度超过60℃-70℃时，产品会出现滴油现象，而且极易使产品内的脂肪氧化降解，导致产品品质急剧下降，对于此类脂肪含量高的水产品需要开发专门的干燥处理方法。

发明内容

本发明主要是针对现有技术所存在的脂肪含量高的水产品干燥过程中易出现滴油和脂肪氧化降解的技术问题，提供一种水产品低温冷风与红外辐射耦合干燥方法，该法将干燥温度控制在合适的低温环境。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种水产品低温冷风与红外辐射耦合干燥方法，该方法采用低温冷风和红外辐射传热方法同时干燥处理水产品，并在低温冷风干燥过程中利用温度传感器测定水产品表面温度，利用重量传感器对水产品的含水量进行测控，具体步骤如下：

a、水产品原料清洁处理后沥干；

b、设定水产品干燥时表面控制温度为特定的温度区间，设定水产品含水量和干燥时间，设定第一风速和第二风速；

c、开启风机进行低温冷风干燥，此时风速设置为第一风速；

启动红外辐射传热；

检测水产品的含水量，当水产品的含水量高于设定值时进入水产品表面温度控制阶段，或当水产品的含水量小于或等于设定值时进入缓苏干燥阶段；

所述的水产品表面温度控制阶段的具体操作为：检测水产品表面温度，当水产品表面温度高于特定的温度区间的高点时停止红外辐射传热并将风速设置为第二风速，或当水产品表面温度低于特定的温度区间的低点时启动红外辐射传热并将风速设置为第一风速；

当干燥时间达到设定值时停止红外辐射传热进入缓苏干燥阶段；

所述的缓苏干燥阶段的具体操作为：红外辐射进入时序控制阶段，红外辐射开启时将风速设置为第一风速，红外辐射关闭时将风速设置为第二风速，时序控制阶段同时进入水产品表面温度控制阶段；

d、检测水产品的含水量，当达到干制品所要求的水分含量时停止上述干燥处理过程。

本发明的低温冷风和辐射传热参数控制方法的流程图如图1所示。本发明整个低温冷风环境是模拟冬天腊风的水产品干燥氛围，采用红外辐射是模拟冬天腊风下的太阳光照射效果，以强化水产品的干燥效果。当水产品表面温度低于温度区间低点时启动红外辐射传热以提高干燥速率，当水产品表面温度高于温度区间高点时关闭红外辐射传热以保证产品质量；同时利用重量传感器对水产品的干燥速率和含水量进行监控，当物料含水量高于设定值时采用低风速排湿，尽量减少红外辐射能量在冷风中散失，减小能量损耗；当物料含水量低于设定值时物料表面已趋于干态，物料内部水分仍较大，但向外表面迁移速率已很慢，此时过多的红外辐射对提高水产品的干燥速率效果已不是很明显，因此进入缓苏干燥阶段，红外辐射采用时序控制，在缓苏时加大冷风风速以利于干燥继续有效进行。在高脂水产品干燥试验中，研究发现水产品初始干燥阶段的介质温度高于65℃时，水产品会发生脂肪融化和滴油现象，严重影响产品质量，而且在干燥介质温度高于30℃的高湿度环境下水产品易腐败变质，因此本技术方法强调水产品的干制在低温冷风下进行。

通过对特定水产品干燥试验可以确定该水产品从初始含水量到干燥至含水量40%时的干燥时间，在本干燥工艺氛围下一般为6h-12h，在批量生产中通过控制干燥时间来确定从物料表面温控红外辐射阶段转换至缓苏干燥阶段。本发明的方法不仅提高了脂肪含量高的水产品的干燥效率和产品质量，而且也提高了能量利用率，干燥时间比原先的要减少30%以上，由于红外辐射过程是受控的，使得红外辐射能量尽可能多地用于物料中水分蒸发，而水产品表面温度受控使得水产干制品的质量得到保证，与冬天腊风下的水产品干制效果相近。

作为优选，所述的时序控制阶段为红外辐射传热按每停40min-60min接着开启10min-20min操作。

作为优选，特定的温度区间为35-50℃，水产品含水量的设定值为40%，干燥时间设定为至少6小时。研究表明，许多水产品特别是鱼类，其脂肪含量很高，在干燥过程中当其表面温度超过60℃-70℃时，产品会出现滴油现象，而且极易使产品内的脂肪氧化降解，产品品质急剧下降。因此，本方法将干燥温度限定在35-50℃范围内，更适用于鳗鱼、黄鱼、青鱼、草鱼等各种水产品鱼类的干燥处理。

作为优选，第一风速为0.5-2m/s，第二风速为2-6m/s。

作为优选，红外辐射传热采用的红外线波长控制在2μm-6μm范围内。

作为优选，水产品表面温度控制阶段的风温控制在20℃-30℃范围内，缓苏干燥阶段的风温控制在10℃-20℃范围内。

作为优选，所述的水产品干制的工艺参数通过对具体特定水产品进行实验优化后确定，并由计算机系统控制。

另外，本发明还提供一种水产品低温冷风与红外辐射耦合干燥方法，该方法采用低温冷风和红外辐射传热方法同时干燥处理水产品，在低温冷风干燥过程中仅利用温度传感器测定水产品表面温度，所述的水产品为包括鳗鱼、黄鱼、罗非鱼、青鱼、草鱼等水产品鱼类，具体方法如下：

1）将鱼剖膛挖脏洗净后沥干；

2）设定鱼干燥时表面控制温度为35-50℃；

3）将预处理后的鱼压平后，放入干燥处理装置内开启风机进行低温冷风干燥，风温控制在20℃-30℃，风速控制在0.5m/s-1.5m/s；同时启动红外辐射，红外辐射波长调节范围为2μm-6μm，当鱼表面温度超过50℃时停止红外辐射；或当鱼表面温度低于35℃时启动辐射，直至产品的含水量为30%-40%；

4）缓苏干燥处理：经步骤3）处理后的鱼继续冷风干燥处理，风温控制在10℃-20℃，风速控制在2m/s-6m/s，红外辐射进入时序控制阶段，即每停40min-60min接着开启10min-20min，并控制鱼产品表面温度不高于40℃，直至鱼产品干制到所要求的含水量。

因此，本发明具有以下特点：

1）本方法采用了多阶段多控制参数的变温干燥技术，干燥温度低，几乎是模拟冬天腊风和阳光照射环境，使得水产干制品形态和产品质量优良。

2）采用红外辐射协同低温冷风干燥的方法，克服了原有冷风干燥下水产干制品干燥时间长、生产效率低的缺陷。

3）红外辐射过程是在优化工艺参数引导下由计算机测控系统智能控制进行，既满足加快干燥速率、保证产品质量和提高生产效率，又尽力减少红外辐射能在干燥介质中的散失，降低能量损失。

4）整个干燥过程在密闭腔体中进行，干燥介质低温循环，冷凝除湿，生产全过程受控，产品腐败和各种有害微生物得到完全抑制，水产干制品的食品安全性完全保障，直接真空包装后产品货架期可以显著延长。

附图说明

图1是本发明的低温冷风和辐射传热参数控制方法的流程图。

图2是本发明实施例1的流程示意框图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1

取500g新鲜黄鱼，将鱼剖膛挖脏洗净，沥干；

设定黄鱼干燥时表面控制温度为35-45℃，设定黄鱼含水量为40%，干燥时间为9小时，设定第一风速为0.8m/s，第二风速为2m/s。

开启风机进行低温冷风干燥，风温15℃，此时风速设置为0.8m/s；同时启动红外辐射传热，红外线波长控制在2μm-6μm范围内；

利用重量传感器检测物料的含水量，当物料的含水量高于40%时进入物料表面温度控制阶段，即利用温度传感器检测物料表面温度，当物料表面温度高于50℃时停止红外辐射传热并将风速设置为2m/s，当物料表面温度低于35℃时启动红外辐射传热并将风速设置为0.8m/s；当干燥时间达到9小时时停止红外辐射传热进入缓苏干燥阶段；

当物料的含水量低于40%时进入缓苏干燥阶段；

缓苏干燥阶段时，红外辐射进入时序控制阶段，即每停40min接着开启20min，并控制产品表面温度不高于35℃，至产品干制到含水量为15%。红外辐射开启时将风速设置为第一风速，红外辐射关闭时将风速设置为第二风速；

检测物料的含水量，当含水量达到15%时停止上述干燥处理过程。

本实施例的流程图如图2所示，利用重量传感器对水产品的干燥速率和含水量进行监控，当物料含水量高于40%时采用低风速排湿，尽量减少红外辐射能量在冷风中散失，减小能量损耗；当物料含水量低于40%时物料表面已趋于干态，物料内部水分仍较大，但向外表面迁移速率已很慢，此时过多的红外辐射对提高水产品的干燥速率效果已不是很明显，因此进入缓苏干燥阶段，红外辐射采用时序控制，在缓苏时加大冷风风速以利于干燥继续有效进行。

上述干燥过程总耗时28h，得到的产品形态和色泽良好。为验证本方法的效果，取同一批新鲜黄鱼500g，采用低温20℃冷风干燥处理，达到含水量15%需要40h。与传统的低温冷风干燥处理，本实施例的方法耗时缩短了12h。

实施例2：

500g左右新鲜鳗鱼，剖膛挖脏洗净后低盐腌制脱水并沥干，具体干燥过程同实施例1，不同之处在于：设定鳗鱼干燥时表面控制温度为40-50℃，鳗鱼含水量的设定值为35%，干燥时间设定在10小时，第一风速设定为1m/s和第二风速为4m/s，红外辐射波长4.5μm，红外辐射的时序控制阶段为：红外辐射每停45min开15min，直至鳗鱼干制品含水量15%，耗时23h。产品形态和色泽良好，比低温20℃冷风干燥37h，缩短14h。

实施例3：

500g左右新鲜罗非鱼，具体干燥过程同实施例1，不同之处在于：在红外辐射表面温度控制阶段的物料表面控制温度设定在30-45℃，干燥时的风温为15℃，第一风速设定为1m/s和第二风速为3m/s，红外辐射波长3.5μm；含水量达40%后进入缓苏干燥阶段，此时红外辐射的时序控制条件为：红外辐射每停45min开15min，耗时21h,比低温20℃冷风干燥32h，缩短11h。

实施例4：

1）500g左右新鲜草鱼，将鱼剖膛挖脏洗净后沥干；

2）设定鱼干燥时表面控制温度为40-50℃；

3）将预处理后的鱼压平后，放入干燥处理装置内开启风机进行低温冷风干燥，风温控制在15℃，风速控制在0.5m/s；同时启动红外辐射，红外辐射波长为3.5μm，当物料表面温度超过50℃时停止红外辐射；当物料表面温度低于40℃时启动辐射，直至产品的含水量为40%；

4）缓苏干燥处理：经步骤3）处理后的鱼继续冷风干燥处理，风温控制在20℃，风速控制在2.5m/s，红外辐射进入时序控制阶段，即每停40min接着开启20min，并控制产品表面温度不高于50℃，直至产品干制到所要求的含水量15%,耗时20h,比低温20℃冷风干燥33h，缩短13h。

实施例5：

1）500g左右新鲜草鱼，将鱼剖膛挖脏洗净后沥干；

2）设定鱼干燥时表面控制温度为40-55℃；

3）将预处理后的鱼压平后，放入干燥处理装置内开启风机进行低温冷风干燥，风温控制在15℃，风速控制在0.8m/s；同时启动红外辐射，红外辐射波长为3.5μm，当物料表面温度超过55℃时停止红外辐射；当物料表面温度低于40℃时启动辐射，直至产品的含水量为40%；

4）缓苏干燥处理：经步骤3）处理后的鱼继续冷风干燥处理，风温控制在20℃，风速控制在2.5m/s，红外辐射进入时序控制阶段，即每停45min接着开启15min，并控制产品表面温度不高于55℃，直至产品干制到所要求的含水量15%,耗时19h,比低温20℃冷风干燥32h，缩短13h。

实施例6：

500g左右新鲜海虾，具体干燥过程同实施例1，不同之处在于：在红外辐射表面温度控制阶段的物料表面控制温度设定在30-45℃，干燥时的风温为15℃，第一风速设定为0.5m/s和第二风速为6m/s，红外辐射波长3.5μm；含水量达35%后进入缓苏干燥阶段，此时红外辐射的时序控制条件为：红外辐射每停45min开15min，耗时20h,比低温20℃冷风干燥36h，缩短16h。

应理解，该实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (7)

1.一种水产品低温冷风与红外辐射耦合干燥方法，其特征在于：所述的方法采用低温冷风和红外辐射传热方法同时干燥处理水产品，并在低温冷风干燥过程中利用温度传感器测定水产品表面温度，利用重量传感器对水产品的含水量进行测控，具体步骤如下：

a、水产品原料清洁处理后沥干；

b、设定水产品干燥时表面控制温度为特定的温度区间，设定水产品含水量和干燥时间，设定第一风速和第二风速；

c、开启风机进行低温冷风干燥，此时风速设置为第一风速；

启动红外辐射传热；

检测水产品的含水量，当水产品的含水量高于设定值时进入水产品表面温度控制阶段，或当水产品的含水量小于或等于设定值时进入缓苏干燥阶段；

所述的水产品表面温度控制阶段的具体操作为：检测水产品表面温度，当水产品表面温度高于特定的温度区间的高点时停止红外辐射传热并将风速设置为第二风速，或当水产品表面温度低于特定的温度区间的低点时启动红外辐射传热并将风速设置为第一风速；

当干燥时间达到设定值时停止红外辐射传热进入缓苏干燥阶段；

所述的缓苏干燥阶段的具体操作为：红外辐射进入时序控制阶段，红外辐射开启时将风速设置为第一风速，红外辐射关闭时将风速设置为第二风速，时序控制阶段同时进入水产品表面温度控制阶段；

d、检测水产品的含水量，当达到干制品所要求的水分含量时停止上述干燥处理过程。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的时序控制阶段为红外辐射传热按每停40min-60min接着开启10min-20min操作。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的特定的温度区间为35-50℃，水产品含水量的设定值为40%，干燥时间设定为至少6小时。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的第一风速为0.5-2m/s，第二风速为2-6m/s。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的红外辐射传热采用的红外线波长控制在2μm-6μm范围内。

6.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：所述的水产品表面温度控制阶段的风温控制在20℃-30℃范围内，缓苏干燥阶段的风温控制在10℃-20℃范围内。

7.一种水产品低温冷风与红外辐射耦合干燥方法，其特征在于：该方法采用低温冷风和红外辐射传热方法同时干燥处理水产品，在低温冷风干燥过程中利用温度传感器测定水产品表面温度，所述的水产品为包括鳗鱼、黄鱼、青鱼、草鱼的水产品鱼类，具体方法如下：

1）将鱼剖膛挖脏洗净后沥干；

2）设定鱼干燥时表面控制温度为35-50℃；

3）将预处理后的鱼压平后，放入干燥处理装置内开启风机进行低温冷风干燥，风温控制在20℃-30℃，风速控制在0.5m/s-1.5m/s；同时启动红外辐射，红外辐射波长调节范围为2μm-6μm，当物料表面温度超过50℃时停止红外辐射；当物料表面温度低于35℃时启动辐射，直至产品的含水量为30%-40%；

4）缓苏干燥处理：经步骤3）处理后的鱼继续冷风干燥处理，风温控制在10℃-20℃，风速控制在2m/s-6m/s，红外辐射进入时序控制阶段，即每停40min-60min接着开启10min-20min，并控制产品表面温度不高于40℃，直至产品干制到所要求的含水量。

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